被 CSAPP 虐了!

最近幾個(gè)周末去圖書館刷 CSAPP 完全停不下來(lái)啊，這種看不懂卻還是強(qiáng)忍著痛苦硬逼著自己去看的感覺(jué)，真讓我著迷。

這本書從真正意義上讓我體會(huì)到了什么叫做看書五分鐘，休息倆小時(shí)。

不過(guò)大家可千萬(wàn)別學(xué)我，我相信在坐的各位絕對(duì)比我牛批，為什么？因?yàn)楹竺嫖医o你推薦了一款神器，那么首先我們先來(lái)介紹一下這本書。

這本書總共分成十二個(gè)章節(jié)，我給你繪制了一個(gè)思維導(dǎo)圖，比較簡(jiǎn)單明了。

第一章是提綱挈領(lǐng)性質(zhì)的一章，從一個(gè) hello world 程序來(lái)引出 C、引出 UNIX、Linux ，引出 C 語(yǔ)言程序的編譯過(guò)程，引出高速緩存、系統(tǒng)的硬件組成、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、虛擬內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)編程、并發(fā)編程，非常 cool。第一章的內(nèi)容雖然不難理解，卻是能讓人漲自信心的一章，這一章能讓你產(chǎn)生一種激動(dòng)的心情，因?yàn)閮?nèi)容不難，但是卻能夠開(kāi)拓你的思路，把你的知識(shí)體系串聯(lián)起來(lái)。

第一部分

第二章的內(nèi)容比較枯燥，我個(gè)人認(rèn)為需要一定的 C 語(yǔ)言基礎(chǔ)，雖然這本書的簡(jiǎn)介中說(shuō)如果你有 Java 基礎(chǔ)的話。。。。。。

還是有點(diǎn)難頂?shù)?，所以建議學(xué)一波 C 。

別擋我，C 語(yǔ)言我來(lái)了，這里推薦兩本 C 語(yǔ)言的書吧，第一本書 《C Primer Plus》 這本書是把 C 語(yǔ)言揉碎了手把手教你，另外《C 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》也不錯(cuò)。

第二章主要講的是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，基本的數(shù)據(jù)類型和各種補(bǔ)碼、反碼的表示方式?？傊催@一章如果不了解 C 的話，有點(diǎn)昏昏欲睡（原因是可能不太懂），但實(shí)際上第二章寫的很不錯(cuò)，當(dāng)你閱讀了本書的第二章之后，也許會(huì)發(fā)現(xiàn)，你所謂的（懂）只是你的一廂情愿而已，數(shù)值系統(tǒng)遠(yuǎn)沒(méi)有你想象的那么簡(jiǎn)單。

第三章是程序的機(jī)器級(jí)表示，如果你把 C 學(xué)的差不多了之后（其實(shí)如果單看第二章的話，把 C 語(yǔ)言數(shù)據(jù)類型惡、運(yùn)算惡補(bǔ)一下即可），那么恭喜你，接下來(lái)你要學(xué)習(xí)一下匯編了，否則你根本看不懂第三章在說(shuō)什么（別問(wèn)我為什么知道的，因?yàn)槲乙部床欢?。你可能想知道諸如 pushq、movq、call、popq、ret、%rbx、%rdx 等等都是干嘛的，還有匯編是如何編寫的。而且你還要懂 C 語(yǔ)言。

這么看來(lái)這本書根本就不是一本為初學(xué)者準(zhǔn)備的書，也可以說(shuō)是初學(xué)者的勸退書。

第四章又是一個(gè)打開(kāi)新世界大門的一章，這章會(huì)直接從各種電路開(kāi)始搞起，這 TM 馬上就直接奔硬件了！主要講了 Y86-64 體系、各種門電路、引出計(jì)算機(jī)流水線的設(shè)計(jì)。畢竟現(xiàn)代微處理器可以稱得上是人類創(chuàng)造出的最復(fù)雜的系統(tǒng)之一。也會(huì)給你講解各種指令集的區(qū)別。

與這一章節(jié)相關(guān)的書籍，可以看看《計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)：軟件/硬件接口》還有《編碼》這兩本書，都非常好，非常透徹。

這一章也會(huì)和你聊聊指令集架構(gòu)，這些架構(gòu)和宏觀意義上的應(yīng)用層架構(gòu)不一樣，非常復(fù)雜，比如下面這個(gè) ARM 架構(gòu)

這本書是一個(gè)值得熟讀 N 遍的一本書。

第五章：優(yōu)化程序性能，現(xiàn)在普遍意義上提到的各種優(yōu)化，不論是架構(gòu)層優(yōu)化、指令集優(yōu)化等核心都離不開(kāi)這一章所介紹的內(nèi)容。優(yōu)化的難點(diǎn)在于你需要對(duì)系統(tǒng)有充分理解，當(dāng)然了在你做優(yōu)化之前首先要保證原始程序功能正確（并且有回歸測(cè)試），否則一切都是徒勞。比如你需要了解現(xiàn)在系統(tǒng)存在的性能瓶頸，才能系統(tǒng)性的進(jìn)行優(yōu)化，你才能夠編寫高效的程序。

編寫高效程序需要做到下面這幾點(diǎn)：

• 選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。
• 編寫出編譯器能夠有效優(yōu)化以轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行代碼的源代碼。
• 任務(wù)拆分，采用并行計(jì)算的方式。

第六章：存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)，這一章會(huì)向你介紹存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，磁盤、主存、高速緩存的性能差距到底有多大，然后介紹局部性原理，一項(xiàng)非常強(qiáng)大的緩存技術(shù)。高速緩存讀寫是如何映射的，高速緩存不同參數(shù)的性能影響，如何編寫高速緩存又好的代碼，存儲(chǔ)器山是個(gè)什么概念，以及你會(huì)見(jiàn)到封面的插圖。

看這一章的時(shí)候強(qiáng)烈建議把 Ulrich Drepper 撰寫的長(zhǎng)達(dá) 114 頁(yè)的經(jīng)典論文 What Every Programmer Should Know About Memory 看了。

以上就是 CSAPP 的第一部分，第一部分主要介紹了程序和硬件之間的交互關(guān)系。

而第二部分則專注于程序和操作系統(tǒng)之間的交互關(guān)系，你會(huì)學(xué)到如何使用操作系統(tǒng)提供的服務(wù)來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)級(jí)程序。

第二部分

第七章：鏈接，我們使用 Linux 的時(shí)候，很多情況下會(huì)出現(xiàn)很多難以理解的錯(cuò)誤，其中很多都是鏈接錯(cuò)誤。鏈接分為靜態(tài)鏈接和動(dòng)態(tài)鏈接，我們寫的 C 程序在執(zhí)行的過(guò)程中都會(huì)經(jīng)過(guò)鏈接階段。

除了這一章內(nèi)容之外，大家也可以看一下一本把鏈接講的非常透徹的一本書：《程序員的自我修養(yǎng) -- 鏈接, 裝載與庫(kù)》，主要講授代碼指令是如何保存的，庫(kù)文件如何與應(yīng)用程序代碼靜態(tài)鏈接，應(yīng)用程序如何被裝載到內(nèi)存中并開(kāi)始運(yùn)行，動(dòng)態(tài)鏈接如何實(shí)現(xiàn)，C/C++運(yùn)行庫(kù)的工作原理，以及操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)服務(wù)是如何被調(diào)用的。非常好的一本國(guó)產(chǎn)書。

第八章：異?？刂屏?，世界上不會(huì)存在完美運(yùn)行的程序，任何程序都會(huì)出錯(cuò)，這些錯(cuò)誤可能是線程執(zhí)行過(guò)程中出錯(cuò)、可能是系統(tǒng)調(diào)用異常、頁(yè)面映射錯(cuò)誤等等。這一章會(huì)向你介紹各種異常出現(xiàn)之后，操作系統(tǒng)是如何處理的。

第九章：虛擬內(nèi)存，虛擬內(nèi)存其實(shí)是存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)的衍生，至于為什么單獨(dú)拿一章來(lái)說(shuō)，因?yàn)樘摂M內(nèi)存太重要了。這一章會(huì)向你介紹為什么我們的計(jì)算機(jī)內(nèi)存只有 8G（或其他）卻能夠運(yùn)行自身數(shù)倍以上的程序。虛擬內(nèi)存有的時(shí)候也是面試官比較愛(ài)問(wèn)的一個(gè)點(diǎn)：虛擬內(nèi)存是如何映射的，什么是頁(yè)框、頁(yè)表諸如此類。

第三部分

第三部分主要介紹程序間的相互通信，主要包括 IO、網(wǎng)絡(luò)編程和并發(fā)編程。

IO 這部分介紹類 Unix 系統(tǒng)下的 I/O 讀寫，主要介紹系統(tǒng)層面的 I/O 接口。

今天互聯(lián)網(wǎng)中的大千世界都立足于 TCP/IP 協(xié)議之上，Socket 甚至已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)編程的同義詞。這部分主要向你介紹了網(wǎng)絡(luò)的變遷，什么客戶端-服務(wù)器編程模型、Web 服務(wù)器，最后再帶你寫一個(gè) Web 服務(wù)器。

網(wǎng)絡(luò)這部分內(nèi)容遠(yuǎn)比這一章節(jié)介紹的復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)這部分內(nèi)容給大家推薦幾本書：《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下方法》、《TCP/IP 詳解》，《UNIX 網(wǎng)絡(luò)編程》。

你一定要知道的是 W. Richard Stevens，他的個(gè)人網(wǎng)站 http://www.kohala.com/start/

并發(fā)這一章節(jié)主要介紹了 C 中如何編寫并發(fā)程序，如何榨干 CPU ，讓其發(fā)揮峰值性能。

推薦一個(gè)網(wǎng)站

讀 csapp 這本書還是需要一定基礎(chǔ)的，而且讀起來(lái)不是那么容易（起碼對(duì)于我來(lái)說(shuō)是這樣的）。

不過(guò)，業(yè)界還是有一些好資源，能讓你更快的深入這本書。

給大家推薦一個(gè)網(wǎng)站，https://fengmuzi2003.gitbook.io/csapp3e/

這個(gè)網(wǎng)站可以理解為是 CSAPP 的導(dǎo)讀網(wǎng)站，對(duì)每一章都進(jìn)行了介紹，而且推薦了一些不錯(cuò)的資源。

比如他分享的深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 B 站課程。

看到這里有沒(méi)有心潮澎湃的要馬上學(xué)起來(lái)呢？

還有一些電子書的下載渠道：

CSAPP 不管是中英版本都有一些勘誤，有一些已經(jīng)改正了，有一些還沒(méi)改，大家可以在 http://www.yiligong.org/csapp3e/ 反饋你見(jiàn)到的勘誤，有一些是影響閱讀的，但是有一些是影響理解的。

這里給大家一個(gè)小提示，我粗略過(guò)了一遍，就拿中文版的《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》來(lái)說(shuō)，大家可以看一下最開(kāi)頭處的印刷時(shí)間，然后針對(duì)這些勘誤的提出時(shí)間進(jìn)行比較，在印刷之前的很多勘誤已經(jīng)得到修正了。

也就是說(shuō)，對(duì)于這個(gè)網(wǎng)站的使用方法，大家可以從后往前看。

總結(jié)

上面只是我對(duì)這本書一個(gè)粗俗的理解，書我還沒(méi)看完，不過(guò)我已經(jīng)有相關(guān) C 語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)計(jì)劃了，另外，知乎上有一個(gè)對(duì) 《如何閱讀深入淺出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》 的一個(gè)總結(jié)性回答，https://www.zhihu.com/question/20402534/answer/1670374116 我認(rèn)為還是非常好的。

這個(gè)回答里面有練習(xí)題的答案，還有學(xué)習(xí)這本書需要的前置知識(shí)，這個(gè)回答給我的感覺(jué)是答主已經(jīng)刷過(guò)幾遍了，作為過(guò)來(lái)人的經(jīng)驗(yàn)還是值得學(xué)習(xí)的。

最最最重要的就是做實(shí)驗(yàn)，你可以在 http://csapp.cs.cmu.edu/3e/labs.html 上找到 csapp 的所有實(shí)驗(yàn)。