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- 电子书:Linux环境编程:从应用到内核
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基本信息

编辑推荐
Linux领域*一本将应用编程与内核实现相结合的图书
Linux环境编程的进阶指导,帮助应用开发人员快速深入内核,解析Linux接口的工作原理,清楚掌握Linux系统运行机制
内容简介
计算机书籍
《UNIX环境高级编程》(简称APUE)几乎是Linux领域程序员人手必备的一本书,但在掌握和理解APU[的内容后,又该如何继续提高自己的技能,如何更深入地理解Linux环境编程及其背后的工作机制呢?本书将从一个全新的角度带领读者重新进入Linux环境编程,从应用出发,深入内核源码,研究Linux各接口的工作机制和原理,让读者不仅知其然,还知其所以然。作为Linux开发工程师,如果不仅掌握Linux的应用层开发,同时还熟悉Linux的内核源码,那么在Linux环境下设计开发任何产品都将游刀有余,稳定且高效。
本书是Linux技术专家高峰和李彬的合力之作,是两个人多年开发经验的总结和分享,也是市场上唯一一本将Linux应用态与内核态相结合的技术图书,选择这种写作方式是为了向APUE的作者致敬。本书涵盖了APUE中大部分章节的内容,并针对Linux环境,根据作者多年经验,详细解析了Linux常用接口的使用方法和陷阱。为了让读者更清楚地理解接口的工作原理,对于绝大部分接口,作者都深入仁库或内核源码进行全面分析。希望本书可以帮助读者打通Linux环境的应用和内核两条脉络,使两条线融会贯通,进一步提高开发水平。
作译者
李彬,东南大学信号与信息处理专业硕士。毕业后先后任职中兴通讯、趋势科技,目前在存储公司Bigtera担任SEG部门技术负责人。一直专注于Linux平台下的开发,多年分布式存储开发经验,熟悉Linux内核,编程基本功扎实,对性能优化、bug定位有异乎寻常的爱好,属于“死磕派”研发工程师。喜欢技术分享和交流,在社区和公司内部分享过大量技术文章。
目录
第0章 基础知识1
0.1 一个Linux程序的诞生记1
0.2 程序的构成2
0.3 程序是如何“跑”的4
0.4 背景概念介绍5
0.4.1 系统调用5
0.4.2 C库函数6
0.4.3 线程安全7
0.4.4 原子性9
0.4.5 可重入函数9
0.4.6 阻塞与非阻塞11
0.4.7 同步与非同步11
第1章 文件I/O12
1.1 Linux中的文件12
1.1.1 文件、文件描述符和文件表12
1.1.2 内核文件表的实现13
1.2 打开文件14
1.2.1 open介绍14
1.2.2 更多选项15
前言
我从事Linux环境的开发工作已有近十年的时间,但我一直认为工作时间并不等于经验,更不等于能力。如何才能把工作时间转换为自己的经验和能力呢?我认为无非是多阅读、多思考、多实践、多分享。这也是我在ChinaUnix上的博客座右铭,目前我的博客一共有247篇博文,记录的大都是Linux内核网络部分的源码分析,以及相关的应用编程。机械工业出版社华章公司的Lisa正是通过我的博客找到我的,而这也促成了本书的出版。
其实在Lisa之前,就有另外一位编辑与我聊过,但当时我没有下好决心,认为自己无论是在技术水平,还是时间安排上,都不足以完成一本技术图书的创作。等到与Lisa洽谈的时候,我感觉自己的技术已经有了一些沉淀,同时时间也相对比较充裕,因此决定开始撰写自己技术生涯的第一本书。
对于Linux环境的开发人员,《Unix环境高级编程》(后文均简称为APUE)无疑是最为经典的入门书籍。其作者Stevens是我从业以来最崇拜的技术专家。他的Advanced Programming in the Unix Environment、Unix Network Programming系列及TCP/IP Illustrated系列著作,字字珠玑,本本经典。在我从业的最初几年,这几本书每本都阅读了好几遍,而这也为我进行Linux用户空间的开发奠定了坚实的基础。在掌握了这些知识以后,如何继续提高自己的技能呢?经过一番思考,我选择了阅读Linux内核源码,并尝试将内核与应用融会贯通。在阅读了一定量的内核源码之后,我才真正理解了Linux专家的这句话“Read the fucking codes”。只有阅读了内核源码,才能真正理解Linux内核的原理和运行机制,而此时,我也发现了Stevens著作的一个局限—APUE和UNP毕竟是针对Unix环境而写的,Linux虽然大部分与Unix兼容,但是在很多行为上与Unix还是完全不同的。这就导致了书中的一些内容与Linux环境中的实际效果是相互矛盾的。
现在有机会来写一本技术图书,我就想在向Stevens致敬的同时,写一本类似于APUE风格的技术图书,同时还要在Linux环境下,对APUE进行突破。大言不惭地说,我期待这本书可以作为APUE的补充,还可以作为Linux开发人员的进阶读物。事实上,本书的写作布局正是以APUE的章节作为参考,针对Linux环境,不仅对用户空间的接口进行阐述,同时还引导读者分析该接口在内核的源码实现,使得读者不仅可以知道接口怎么用,同时还可以理解接口是怎么工作的。对于Linux的系统调用,做到知其然,知其所以然。
读者对象
根据本书的内容,我觉得适合以下几类读者:
在Linux应用层方面有一定开发经验的程序员。
对Linux内核有兴趣的程序员。
热爱Linux内核和开源项目的技术人员。
如何阅读本书
本书定位为APUE的补充或进阶读物,所以假设读者已具备了一定的编程基础,对Linux环境也有所了解,因此在涉及一些基本概念和知识时,只是蜻蜓点水,简单略过。因为笔者希望把更多的笔墨放在更为重要的部分,而不是各种相关图书均有讲解的基本概念上。所以如果你是初学者,建议还是先学习APUE、C语言编程,并且在具有一定的操作系统知识后再来阅读本书。
Linux环境编程涉及的领域太多,很难有某个人可以在Linux的各个领域均有比较深刻的认识,尤其是已有APUE这本经典图书在前,所以本书是由高峰、李彬两个人共同完成的。
高峰负责第0、1、2、3、4、12、13、14、15章,李彬负责第5~11章。两位不同的作者,在写作风格上很难保证一致,如果给各位读者带来了不便,在此给各位先道个歉。尽管是由两个人共同写作,并且负责的还是我们各自相对擅长的领域,可是在写作的过程中我们仍然感觉到很吃力,用了将近三年的时间才算完成本书。对比APUE,本书一方面在深度上还是有所不及,另一方面在广度上还是没有涵盖APUE涉及的所有领域,这也让我们对Stevens大师更加敬佩。
本书使用的Linux内核源代码版本为3.2.44,glibc的源码版本为2.17。
勘误和支持
由于作者的水平有限,主题又过于宏大,书中难免会出现一些错误或不准确的地方,如有不妥之处,恳请读者批评指正。如果你发现有什么问题,或者有什么疑问,都可以发邮件至我的邮箱gfree.wind@gmail.com,期待您的指导!
致谢
首先要感谢伟大的Linux内核创始人Linus,他开创了一个影响世界的操作系统。
其次要感谢机械工业出版社华章公司的编辑杨绣国老师(Lisa),感谢你的魄力,敢于找新人来写作,并敢于信任新人,让其完成这么大的一个项目。感谢你的耐心,正常的一年半的写作时间,被我们生生地延长到了将近三年的时间,感谢你在写作过程中对我们的鼓励和帮助。
媒体评论
——李铜舒(Bruce Lee)Bigtera研发副总裁
高峰根据自己多年的编程经验,深入浅出地介绍了Linux下C编程常用的方方面面。这是一本很棒的学习用书,特别是他还总结了自己编程中遇到的有趣问题,了解这些问题对提高程序员的编程技能是很有帮助的。最后—章值得精读。
——李海涛 A10 Networks Senior Manager
本书可以说是继承了W. Richard Stevens的《UNIX环境高级编程》的优秀传统并有所超越,它重点介绍并剖析了Linux内核所提供的API以及API在内核中的实现,同时描述了glibc对Linux API的封装,以及使用某些glibc函数时遇到的问题。不管是内容的广度还是深度,本书都达到了《UNlX环境高级编程》的高度。而且由于Linux的开源特性,让我们有机会更深入地了解API实现的细节,这对我们写出更高效、更健壮的程序很有帮助。 ”知其然,知其所以然”应该是每个程序员的追求,如果你对tinux环境下的编程感兴趣,并希望了解更多的话,本书不容错过。
——朱小平 阿里巴巴高级技术专家
本书非常全面地介绍了Linux环境下编程所需的技术和知识,分析深入浅出,理论与实践相结合,且都是作者经验之谈,即使如我这般在Linux下使用C编程超过10年的程序员也是受益良多。因此,无论你是初学还是提升,本书都值得—读。
——夏舰波 华为资深研发工程师