WIN32高级程序设计

WIN32高级程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:Martin Heller
出品人:
页数:360
译者:祝远铃
出版时间:1994年11月
价格:60.00
装帧:
isbn号码:9787505326811
丛书系列:
图书标签:
  • 技术
  • 图书馆
  • 2009
  • Windows编程
  • WIN32
  • API
  • C++
  • 程序设计
  • 系统编程
  • 底层开发
  • Windows内核
  • 消息机制
  • GUI编程
  • 软件开发
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具体描述

图书简介:深入解析现代C++与并行计算的艺术 书名:《高性能C++:从底层原理到现代并发编程实践》 目标读者: 具有一定C++基础,渴望深入理解C++语言底层机制、掌握现代C++特性(C++11/14/17/20)并致力于编写高效、安全、可维护的系统级程序的资深开发者、系统架构师以及对性能优化有极致追求的工程师。 图书定位: 本书并非面向初学者的C++语法教程,而是聚焦于将C++语言的强大能力转化为极致性能的实战手册。它侧重于剖析C++标准库、编译器优化、内存模型、以及面向多核环境的并发编程范式,旨在帮助读者跨越“能用C++”到“精通C++性能”的鸿沟。 --- 第一部分:C++底层机制的深度剖析(The Underscore of C++) 本部分将带领读者穿透C++语言的语法糖,直抵其运行时的核心。我们将摒弃对标准库函数的简单调用介绍,转而深入探讨它们是如何被高效实现的。 第一章:编译器的“黑箱”与优化策略 汇编语言与机器码的映射: 详细解析C++代码(特别是模板实例化和内联函数)在不同优化级别(-O1, -O2, -Os, -O3)下如何被转换为底层指令集。我们将使用反汇编工具进行实例分析,理解指令流水线、分支预测和函数调用约定对运行速度的决定性影响。 链接与加载过程的奥秘: 深入探讨静态链接与动态链接的机制,重点分析延迟绑定(Lazy Binding)、GOT/PLT表的原理,以及在大型项目中如何通过Link-Time Optimization (LTO) 榨取额外的性能。 零开销抽象的代价: 剖析C++中“零开销”抽象(如虚函数、异常处理)在启用与禁用时的性能差异,并提供规避或优化这些开销的实际案例。 第二章:内存管理的精细控制与缓存友好性 现代CPU的内存层次结构: 详尽阐述L1/L2/L3缓存、主内存(DRAM)的访问延迟差异,以及缓存行(Cache Line)对数据布局的影响。 数据布局与结构体对齐: 深入探讨结构体和类的内存对齐规则、填充(Padding)的产生机制,并通过实例展示如何通过调整成员顺序实现结构体扁平化,从而最大化缓存命中率。 自定义内存分配器(Custom Allocators): 讲解标准`new`/`delete`背后的arena和slab分配原理。重点实现高性能的内存池(如`boost::pool`的简化版)和针对特定对象生命周期的线性分配器,用于消除堆碎片化和系统调用开销。 `std::allocator_traits`的深层应用: 探讨如何为标准容器编写符合SGI/STL规范的、具有特定内存策略的自定义分配器。 第三章:模板元编程与类型系统的高级应用 类型系统作为编程工具: 从SFINAE(替换失败不作为错误)的本质出发,过渡到现代C++中更简洁的`std::enable_if`配合Concepts (C++20)的使用。 编译期计算与数据生成: 详细讲解如何使用`constexpr`函数和变量,将原本需要在运行时执行的复杂计算(如查找表生成、斐波那契数列计算)转移至编译阶段完成,实现“零运行时成本”的逻辑。 类型萃取(Type Traits)的定制化实现: 编写自定义的类型检查工具,例如判断类型是否可拷贝、是否为POD类型、或者是否支持特定成员函数,以实现更精确的模板特化。 --- 第二部分:现代C++并发编程的范式革命(The Era of Multi-Core) 本部分是本书的核心,专注于如何安全、高效地利用多核CPU资源。我们将完全避开过时的、依赖操作系统信号量的同步原语,转而拥抱C++标准库提供的现代并发模型。 第四章:C++内存模型与数据竞争的根源 C++内存模型的基石: 详细解析C++11引入的顺序一致性模型(Sequentially Consistent)、释放-获取语义(Release-Acquire)、顺序一致性(Sequential Consistency)的定义和区别。理解这是所有并发编程安全性的理论基础。 Volatile关键字的误区与替代: 明确`volatile`在C++标准中与硬件内存屏障的关联性,并解释它在多核环境下的局限性,重点推荐使用原子操作。 数据竞争的检测与规避: 如何使用静态分析工具(如ThreadSanitizer)定位数据竞争,并介绍预防性编程实践。 第五章:原子操作的精妙艺术(`std::atomic`) 硬件指令的抽象层: 深入探讨`std::atomic`如何映射到CPU的原生Load-Link/Store-Conditional (LL/SC)或Compare-And-Swap (CAS)指令。 无锁(Lock-Free)数据结构的构建: 这是本章的技术高潮。我们将从零开始实现一个无锁队列(Lock-Free Queue),并使用`std::atomic::compare_exchange_weak/strong`来保证操作的原子性,严格分析ABA问题及其规避策略。 内存序的选择与性能影响: 对`memory_order_relaxed`、`memory_order_acquire`、`memory_order_release`等不同内存序进行实战对比,展示如何通过精确控制序来换取最大性能,同时保证数据可见性。 第六章:并发任务管理与高级同步 Futures, Promises与协程的对比: 深入理解`std::future`和`std::promise`在异步结果传递中的机制。重点讲解C++20引入的协程(Coroutines),分析其编译器如何通过承诺(Promise)和等待器(Awaiter)将同步代码转化为高效的状态机,实现协作式多任务处理。 并发容器与事务性内存: 探讨如何安全地使用如`boost::concurrent_flat_map`等高级并发数据结构,并前瞻性地介绍软件事务性内存(STM)的概念及其在复杂状态管理中的潜力。 高效的同步机制实现: 详细分析自旋锁(Spinlock)在低延迟场景下的实现与优化,以及读写锁(RWLock)在不同访问模式下的性能权衡。 --- 第三部分:高性能I/O与系统交互(System-Level Optimization) 本书的收尾部分将目光投向程序与操作系统、硬件的交互层面,聚焦于如何通过I/O优化来释放程序的最终潜力。 第七章:现代I/O模型与零拷贝技术 阻塞与非阻塞I/O的局限性: 分析传统`read`/`write`在处理大量并发连接时的上下文切换开销。 异步I/O框架解析: 深入解析epoll (Linux) 和 IOCP (Windows) 的核心工作原理,并探讨如何使用C++的库(如Asio的底层实现)来构建高并发网络服务。 零拷贝(Zero-Copy)的应用: 讲解`sendfile()`或类似机制如何避免数据在内核态和用户态之间不必要的复制,这对高性能网络服务器至关重要。 第八章:性能度量、调试与性能分析工具 基准测试的科学性: 介绍Google Benchmark等框架的使用规范,强调隔离性、预热和统计显著性的重要性,避免“虚假性能提升”。 硬件性能计数器(PMU): 讲解如何使用`perf` (Linux) 或等效工具来读取CPU的硬件性能计数器,如指令周期、缓存未命中次数,从而精准定位性能瓶颈,而非仅依赖高层火焰图。 内存错误与泄漏的追踪: 熟练使用Valgrind(Memcheck, Cachegrind)进行深度诊断,并结合AddressSanitizer (ASan) 快速捕获内存访问错误。 总结: 《高性能C++:从底层原理到现代并发编程实践》旨在培养读者“像硬件工程师一样思考C++代码”的能力。本书的重点在于原理和实践的结合,通过大量的源代码示例和对标准规范的深入解读,确保读者不仅知道“如何做”,更理解“为什么必须这样做”才能达到行业领先的性能标准。阅读本书后,读者将有能力设计和实现下一代高吞吐量、低延迟的计算密集型和I/O密集型应用。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一名来自嵌入式Linux开发背景的程序员,最近因为项目需求,需要接触Windows CE(或者现在更通用的Windows IoT)的开发。《WIN32高级程序设计》这本书,虽然名字带有“WIN32”,但我发现它对于理解Windows嵌入式系统的开发同样具有重要的参考价值。因为Windows嵌入式系统在很多底层机制上,依然沿用了Win32 API的核心设计。书中对窗口子系统、消息处理机制、内存管理以及线程同步的讲解,与我在Windows CE开发中遇到的许多概念是相通的。我尤其欣赏书中关于资源管理和系统性能优化的讨论。在资源受限的嵌入式环境中,如何有效地管理内存、CPU以及其他系统资源是至关重要的。本书中提供的各种优化策略和底层原理分析,让我能够更好地理解如何在资源有限的环境下编写高效、稳定的应用程序。我曾经在为一款Windows嵌入式设备开发一个数据采集应用时,遇到了内存占用过高的问题,导致设备运行缓慢。在阅读了本书关于内存管理和API使用的章节后,我才意识到,我之前使用了不当的内存分配和释放方式,导致了内存碎片和泄漏。通过学习书中提供的优化方法,我改进了我的代码,成功地降低了内存占用,提升了设备的运行效率。这本书让我能够更快地适应Windows嵌入式开发的节奏,并能够从更专业的角度去审视我的代码。

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这本书的封面,初见之下,便觉扑面而来一股厚重感,仿佛握住的不是一本简单的技术书籍,而是通往Windows底层奥秘的一把钥匙。作为一名在IT行业摸爬滚打多年的老兵,我对Win32 API并不陌生,甚至可以说,它是许多我早年开发经历中的基石。然而,即便是这样,我依然在阅读《WIN32高级程序设计》时,被其内容的深度和广度所折服。作者并非简单地罗列API函数,而是以一种抽丝剥茧的方式,深入浅出地剖析了Win32核心机制的工作原理。从进程与线程的调度模型,到内存管理器的精巧设计,再到窗口子系统的消息循环机制,每一个环节都被作者以严谨的逻辑和丰富的案例加以阐释。我尤其欣赏书中对于同步与异步操作的探讨,这部分内容对于提升程序性能和响应速度至关重要,而书中对此的讲解,不仅仅是概念的普及,更是结合了实际开发中常见的陷阱和优化策略,让我受益匪浅。我曾经在开发一个需要频繁进行多线程通信的应用程序时,遇到了难以调试的死锁问题,当时查阅了许多资料,却始终不得其解。阅读这本书的同步机制章节后,我恍然大悟,原来是我对临界区和事件对象的使用方式存在误区。书中通过详细的图示和代码示例,清晰地展示了如何正确地利用这些同步原语,有效地避免了并发访问带来的数据不一致问题。此外,对于异常处理机制的深入分析,也为我后续编写更加健壮的代码提供了重要的指导。这本书不仅仅是技术的堆砌,更是对开发者思维模式的引导,让我能够从更高的层面去理解和设计Windows应用程序。

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初次翻阅《WIN32高级程序设计》,就被其详尽的目录和丰富的技术点所吸引。作为一名在Windows环境下从事了多年网络编程的开发者,我对Socket编程以及网络协议栈有较深入的了解,但Win32 API在网络通信方面的一些底层细节,我一直觉得存在一些模糊之处。这本书恰好填补了我的知识空白。书中对Winsock API的讲解,不仅仅停留在API函数的罗列,更是深入到了TCP/IP协议栈在Windows操作系统中的具体实现,以及如何利用Win32 API进行高效的网络通信。我特别喜欢书中关于异步Socket(IOCP)的章节,这部分内容对于构建高性能的网络服务器至关重要。我曾经在开发一个高并发的网络聊天室时,遇到了性能瓶颈,CPU占用率居高不下,请求响应延迟严重。在学习了本书关于IOCP的详细讲解后,我对其工作原理有了全新的认识,并结合书中的示例代码,重构了我的网络通信模型,性能得到了质的提升,CPU占用率也大幅下降,响应速度也更加迅速。此外,书中对多线程模型在网络编程中的应用,以及如何利用Win32 API进行线程同步和管理,也为我提供了宝贵的指导。这本书不仅仅是关于网络编程,更是关于如何利用Win32 API构建稳定、高效、可扩展的网络应用程序。

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这本书的包装很精美,拿到手上就有一种沉甸甸的专业感。我是一名刚入行不久的初级开发者,接触Win32 API主要是为了完成一些系统级的工具开发任务。起初,我对Windows的底层机制了解不多,很多时候都是边学边用,效率不高,而且容易遇到一些棘手的问题。在朋友的推荐下,我购入了《WIN32高级程序设计》。这本书的语言风格非常朴实,没有太多华丽的辞藻,但每一个字都直击要害。作者在讲解每一个API函数时,都会从其产生的背景、设计理念以及在实际应用中的注意事项娓娓道来。我印象最深的是关于窗口创建与消息处理的部分。书中详细阐述了消息泵的工作流程,以及如何有效地处理各种窗口消息,包括自定义消息的发送和接收。这对于我理解MFC等高级框架的工作原理也大有裨益。我之前写的一些窗口程序,经常会出现界面卡顿或者响应缓慢的问题,看完这部分内容后,我才意识到是由于我没有妥善地处理消息循环,导致UI线程被长时间阻塞。作者提供的优化建议,比如使用异步消息或者将耗时操作放到工作者线程中,对我帮助非常大。另外,书中对于GDI绘图的详细介绍,也让我能够更好地控制程序的视觉表现。我曾经花了很多时间去尝试实现一些复杂的图形效果,但总是效果不尽如人意。通过学习书中关于设备上下文、画笔、画刷以及各种绘图函数的用法,我终于能够清晰地掌握如何利用Win32 API进行精细的图形绘制,让我的应用程序在视觉上更具吸引力。

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我是一名有多年Windows驱动开发经验的工程师,对于Win32 API的熟悉程度是相当高的。然而,《WIN32高级程序设计》这本书,依然为我带来了不少惊喜。驱动开发与用户模式下的Win32编程虽然在接口层面有所不同,但底层的操作系统原理却是相通的。书中对Windows内核对象(如进程、线程、事件、互斥量等)的管理和使用方式的深入讲解,让我对这些内核对象的底层实现有了更清晰的认识,这对于我理解驱动程序与操作系统之间的交互非常有帮助。特别是书中关于线程调度、内存管理以及同步机制的探讨,让我能够从更宏观的角度去理解这些机制是如何在用户模式和内核模式下协同工作的。我曾经在调试一个驱动程序中的并发访问问题时,遇到了很多困难,因为我无法完全理解用户模式下线程的调度和同步行为。通过阅读本书的这些章节,我得以将用户模式下的行为与驱动程序中的上下文联系起来,从而更快地定位并解决了问题。此外,书中关于异常处理和错误报告机制的讲解,也为我提供了更完善的错误处理思路,这对于提高驱动程序的稳定性和健壮性至关重要。

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作为一名曾经在Windows平台上进行过多年嵌入式系统开发的工程师,我对Win32 API的熟悉程度可以说是相当高的。然而,即使在这样熟悉的基础上,《WIN32高级程序设计》依然为我带来了不少新的启发。我一直对Windows的进程间通信(IPC)机制非常感兴趣,因为在多进程协作的嵌入式环境中,高效可靠的IPC是系统稳定运行的关键。本书中对管道、共享内存、消息队列以及Socket通信的详细解析,让我对这些机制的底层实现有了更深刻的理解。特别是关于命名管道和匿名管道的对比分析,以及它们在不同场景下的适用性,为我解决实际问题提供了宝贵的参考。我曾经在一个项目中,需要实现两个独立的进程之间进行大量数据的实时传输,起初尝试使用了共享内存,但由于同步机制设计不当,导致数据丢失和程序崩溃。阅读了书中关于IPC的章节后,我重新审视了我的设计,并采用了命名管道结合事件对象的方式,大大提高了数据的传输效率和稳定性。此外,书中对线程同步对象,如互斥量、信号量和读写锁的深入剖析,也为我提供了更精细化的线程控制手段。我之前在编写多线程服务程序时,经常会因为对临界区使用的不当而导致性能瓶颈。通过书中关于各种同步对象的优缺点分析,我能够根据具体的应用场景选择最合适的同步机制,从而有效提升程序的并发性能。

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这本《WIN32高级程序设计》对我来说,更像是一本“武林秘籍”。我是一名偏向于系统底层研究的独立开发者,一直对Windows操作系统如何管理资源、如何高效地响应用户输入有着浓厚的兴趣。这本书恰好满足了我对这些底层细节的探索欲。作者并没有回避那些枯燥乏味的API函数,而是将它们置于宏观的系统架构中进行讲解,让读者能够理解每一个函数存在的意义和价值。我尤其赞赏书中对内存管理和文件I/O的深入探讨。对于Windows内存管理器是如何分配、释放和保护内存的,书中给出了非常清晰的解释,这让我能够更好地理解内存泄漏的根源,并掌握如何编写更节省内存的代码。在文件I/O方面,书中不仅介绍了基本的CreateFile、ReadFile、WriteFile等函数,还深入讲解了文件映射、异步I/O等高级技术,这对于我进行高性能文件处理应用程序的开发非常有帮助。我曾经为了提高一个日志系统的写入速度,尝试了多种方法,但收效甚微。在阅读了本书关于异步I/O和文件映射的章节后,我恍然大悟,采用了文件映射的方式,将日志文件直接映射到内存中进行读写,极大地提升了写入效率,而且显著降低了CPU的占用率。这本书的价值不仅仅在于教会我如何调用API,更在于让我学会如何思考,如何从更宏观的角度去理解和优化我的代码,这对于提升我的开发能力非常有意义。

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拿到《WIN32高级程序设计》的时候,我正处于一个职业瓶颈期。我是一名在中小型企业负责Windows桌面应用开发的程序员,日常工作中接触到的Win32 API大多是些基础的窗口创建、控件操作等。虽然能够完成工作,但总感觉自己在底层技术上不够扎实,遇到一些复杂的问题时,往往束手无策。这本书的出现,恰似一盏指路明灯。作者在书中对Windows消息机制的讲解,让我彻底理解了“万物皆消息”的哲学,也让我明白为什么在Windows程序中,消息循环如此重要。我之前遇到的很多UI响应迟钝的问题,现在都能够迎刃而解。书中关于线程和进程间通信的章节,更是为我打开了新世界的大门。我一直对如何设计和实现高效的进程间通信感到困惑,而本书提供的各种IPC机制,如命名管道、内存映射文件以及RPC等,都给出了详实的代码示例和深入的原理分析,这让我能够根据实际需求选择最合适的通信方式。例如,我之前需要实现一个监控程序,需要从另一个独立的进程中获取实时数据。在学习了本书关于COM(Component Object Model)的章节后,我尝试使用COM技术来实现进程间的对象调用,效果非常好,极大地简化了开发流程。这本书让我不再仅仅满足于“会用”API,而是真正理解API背后的设计思想,这对于我职业生涯的进一步发展具有里程碑式的意义。

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《WIN32高级程序设计》这本书,对我来说,不仅仅是一本技术手册,更像是一本“开发哲学”的启蒙读物。我是一名偏向于游戏开发方向的程序员,在工作中经常需要直接与DirectX等图形API打交道,而这些API的底层往往都与Win32 API紧密相连。这本书通过对Windows图形子系统(GDI、GDI+)的深入剖析,让我能够更清晰地理解图形绘制的原理,以及如何更有效地利用系统资源进行画面渲染。我曾经在优化游戏中的UI渲染性能时,遇到了一些瓶颈,屡屡不得突破。在阅读了本书关于窗口绘图、设备上下文以及图形对象管理的章节后,我才意识到,我之前的绘制方式存在很大的效率问题,例如频繁地进行窗口重绘,或者使用低效的绘图函数。通过书中提供的优化技巧,例如双缓冲技术、局部重绘以及使用更高效的绘图API,我成功地将UI渲染性能提升了一个档次,游戏运行更加流畅。此外,书中关于内存管理和性能调优的章节,也为我提供了宝贵的思路。我一直对如何减少内存占用、提高程序运行速度感到困惑,而书中提供的各种内存管理技术和性能分析方法,让我能够更有针对性地进行代码优化,让我的游戏程序运行得更加高效。

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作为一名使用C#进行.NET开发的程序员,我通常不太会直接接触到Win32 API。然而,在一次项目中,我需要调用一些底层的Windows API来实现特定的功能,于是我开始寻找一本能够系统性介绍Win32 API的书籍。《WIN32高级程序设计》正是这样一本让我眼前一亮的书。书中虽然是以C/C++为主要编程语言进行讲解,但其对API的原理性阐述,对于我理解.NET Framework底层是如何封装和调用这些API非常有帮助。我特别喜欢书中关于进程与线程管理的章节,这让我更深刻地理解了CLR(Common Language Runtime)是如何管理线程池、如何进行线程调度以及如何实现进程隔离的。此外,书中关于内存管理和垃圾回收的讨论,也为我理解.NET的托管内存模型提供了重要的背景知识。我曾经在解决一个.NET应用程序的内存泄漏问题时,遇到了很大的困扰,因为我无法确定是代码层面还是框架层面存在问题。在阅读了本书关于内存管理和API调用的章节后,我才意识到,某些底层API的调用方式可能存在隐患,即使在.NET环境中也可能导致内存无法被正确释放。通过深入分析,我最终找到了问题所在,并成功解决了内存泄漏。这本书让我能够站在更高的角度去理解和使用.NET,也为我今后可能需要深入到底层进行优化的工作打下了坚实的基础。

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