第一部分 基礎知識
第1章　技術對程序的影響 3
1.1?術語的變化 3
1.2?時間和速度 5
1.3?多道程序設計和分時 6
1.4?應用層的并發 8
1.4.1?中斷 8
1.4.2?信號 9
1.4.3?輸入和輸出 10
1.4.4?進程、線程和資源共享 10
1.4.5?具有共享內存的多個處理器 11
1.4.6?網絡作為計算機 11
1.5?安全和容錯 12
1.6?非法入侵造成的緩沖區溢出 13
1.6.1?緩沖區溢出的后果 14
1.6.2?緩沖區溢出和安全 16
1.7?UNIX標準 17
1.8?延伸閱讀 19
第2章　程序、線程和進程 21
2.1?程序是如何成為進程的 21
2.2?線程和執行線程 22
2.3?程序映象的布局 23
2.4?庫函數調用 26
2.5?函數返回值和錯誤 29
2.6?參數數組 31
2.6.1?用makeargv函數創建一個數組 32
2.6.2?makeargv函數的實現 34
2.7?線程安全函數 38
2.8?靜態變量的使用 40
2.9?靜態對象的結構 42
2.10?進程環境 48
2.11?進程終止 51
2.12?練習：一個env實用程序 54
2.13?練習：消息日志 55
2.14?延伸閱讀 57
第3章　UNIX中的進程 58
3.1?進程標識符 58
3.2?進程狀態 60
3.3?UNIX 進程創建和fork函數 63
3.4?wait函數 70
狀態值 76
3.5?exec函數 77
3.6?后臺進程和守護進程 83
3.7?臨界區 86
3.8?練習：進程鏈 87
3.9?練習：進程扇 88
3.10?延伸閱讀 89
第4章　UNIX I/O 90
4.1?設備術語 90
4.2?讀/寫 91
4.3?打開和關閉文件 102
4.4?select函數 107
4.5?poll函數 116
4.6?文件表示 119
4.6.1?文件描述符 119
4.6.2?文件指針和緩沖 122
4.6.3?文件描述符的繼承 124
4.7?過濾器和重定向 128
4.8?文件控制 132
4.9?練習：原子日志 135
原子日志庫 139
4.10?練習：cat實用程序 141
4.11?延伸閱讀 143
第5章　文件和目錄 144
5.1?UNIX文件系統導航 144
5.1.1?當前工作目錄 145
5.1.2?搜索路徑 150
5.2?目錄訪問 151
5.2.1?訪問文件狀態信息 153
5.2.2?確定文件的類型 156
5.3?UNIX文件系統實現 157
5.3.1?UNIX文件實現 158
5.3.2?目錄實現 161
5.4?硬鏈接和符號鏈接 161
5.4.1?創建或刪除一個鏈接 162
5.4.2?創建和刪除符號鏈接 167
5.5?練習：which命令 172
5.6?練習：郵件通知程序 173
5.7?練習：新聞通知程序 176
5.8?練習：遍歷目錄 177
5.9?延伸閱讀 179
第6章　UNIX特殊文件 180
6.1?管道 180
6.2?流水線 184
6.3?FIFO 189
6.4?管道與客戶機-服務器模型 193
6.5?終端控制 200
規范和非規范的輸入處理 208
6.6?音頻設備 212
6.7?練習：音頻 218
6.8?練習：屏障 220
6.9?練習：stty命令 221
6.10?練習：重提客戶機-服務器 222
6.11?延伸閱讀 222
第7章　項目：令牌環 224
7.1?環形拓撲 224
7.2?環的形成 226
7.3?環的探討 232
7.4?簡單通信 234
7.5?用令牌環實現互斥 235
7.6?用投票實現互斥 237
7.7?匿名環中的領導者選舉 238
7.8?用于通信的令牌環 240
7.9?流水線預處理機 242
7.10?并行環算法 244
7.10.1?圖像過濾 244
7.10.2?矩陣乘法 247
7.11?彈性環 248
7.12?延伸閱讀 249
第二部分?異步事件
第8章　信號 253
8.1?信號的基本概念 253
8.2?信號的產生 254
8.3?對信號掩碼和信號集進行操作 259
8.4?捕獲和忽略信號—sigaction 266
8.5?等待信號—pause、sigsuspend和sigwait 272
8.5.1?pause函數 272
8.5.2?sigsuspend函數 274
8.5.3?sigwait函數 282
8.6?處理信號：錯誤和異步信號安全 283
8.7?用siglongjmp和sigsetjmp進行程序控制 286
8.8?使用異步I/O編程 288
8.9?練習：轉儲統計 300
8.10?練習：同時處理慢速設備 301
8.11?延伸閱讀 301
第9章　時間和定時器 303
9.1?POSIX時間 303
9.1.1?用從Epoch開始的秒數表示時間 304
9.1.2?顯示日期和時間 305
9.1.3?使用struct timeval表示時間 308
9.1.4?使用實時時鐘 311
9.1.5?耗時和處理器時間的對比 313
9.2?睡眠函數 316
9.3?POSIX:XSI間隔定時器 319
9.4?實時信號 323
9.5?POSIX:TMR間隔定時器 328
9.6?定時器漂移、溢出和絕對時間 333
9.7?延伸閱讀 344
第10章　項目：虛擬定時器 345
10.1?項目概述 345
10.2?簡單的定時器 348
10.3?對5個定時器中的一個進行設置 351
10.3.1?virtualtimers對象 351
10.3.2?hardwaretimer對象 353
10.3.3?主程序實現 354
10.3.4?用show譜寫定時器代碼 355
10.4?使用多個定時器 361
10.4.1?設置多個定時器 364
10.4.2?用多個定時器進行測試 365
10.5?多定時器的健壯實現 369
10.6?POSIX:TMR定時器的實現 371
10.7?一個小型的cron工具mycron 372
10.8?延伸閱讀 372
第11章　項目：破解shell 373
11.1?構建一個簡單的shell 373
11.2?重定向 378
11.3?流水線 382
11.4?前臺的信號處理 385
11.5?進程組、會話和控制終端 391
11.5.1?進程組 391
11.5.2?會話 393
11.6?ush中的后臺進程 396
11.7?作業控制 403
11.8?ush的作業控制 407
11.8.1?一個作業列表對象 407
11.8.2?ush中的作業列表 409
11.8.3?ush中的作業控制 409
11.8.4?等待流水線時的進程行為 410
11.9?延伸閱讀 411
第三部分?并?發
第12章　POSIX線程 415
12.1?監視文件描述符的方法 415
12.2?使用線程監視多個文件描述符 417
12.3?線程管理 420
12.3.1?用ID引用線程 421
12.3.2?創建一個線程 422
12.3.3?分離和連接 423
12.3.4?退出和取消 426
12.3.5?向線程傳遞參數并返回值 429
12.4?線程安全 438
12.5?用戶級線程 VS 內核級線程 439
12.6?線程屬性 442
12.6.1?線程狀態 443
12.6.2?線程棧 444
12.6.3?線程調度 446
12.7?練習：并行文件復制 450
12.8?延伸閱讀 451
第13章?線程同步 452
13.1?POSIX同步函數 452
13.2?互斥鎖 453
13.2.1?創建并初始化一個互斥量 454
13.2.2?銷毀一個互斥量 455
13.2.3?鎖定和解鎖互斥量 456
13.2.4?保護不安全的庫函數 458
13.2.5?同步標志和全局值 459
13.2.6?讓數據結構成為線程安全的 465
13.3?最多一次和至少一次的執行 467
13.4?條件變量 471
13.4.1?條件變量的創建和銷毀 473
13.4.2?等待并通知條件變量 475
13.5?信號處理和線程 478
13.5.1?將信號定向到一個特定的線程中 479
13.5.2?為線程屏蔽信號 480
13.5.3?信號處理的專用線程 480
13.6?讀者和寫者 484
13.7?strerror_r實現 489
13.8?死鎖和其他討厭的問題 491
13.9?練習：多個屏障 492
13.10?延伸閱讀 492
第14章?臨界區和信號量 493
14.1?臨界區的處理 493
14.2?信號量 496
14.3?POSIX:SEM匿名信號量 499
14.4?POSIX:SEM信號量操作 501
14.5?POSIX:SEM命名信號量 508
14.5.1?創建并打開命名信號量 509
14.5.2?關閉信號量并刪除其鏈接 512
14.6?練習：許可管理器 514
14.6.1?license對象 515
14.6.2?runsim主程序 515
14.6.3?對許可管理器的擴展 516
14.7?延伸閱讀 516
第15章?POSIX IPC 517
15.1?POSIX:XSI進程間通信 517
15.1.1?標識并訪問IPC對象 518
15.1.2?在shell中訪問POSIX:XSI IPC資源 519
15.2?POSIX:XSI信號量集 520
15.2.1?信號量的創建 521
15.2.2?信號量的控制 523
15.2.3?POSIX信號量集操作 525
15.3?POSIX:XSI共享內存 532
15.3.1?訪問共享內存段 532
15.3.2?共享內存段的連接和分離 533
15.3.3?控制共享內存 534
15.3.4?共享內存示例 535
15.4?POSIX:XSI消息隊列 541
訪問消息隊列 542
15.5?練習：POSIX匿名信號量 549
15.6?練習：POSIX命名信號量 550
15.7?練習：用共享內存實現管道 551
15.8?練習：用消息隊列實現管道 554
15.9?延伸閱讀 554
第16章?項目：生產者-消費者同步 555
16.1?生產者-消費者問題 555
16.2?受互斥鎖保護的有界緩沖區 557
16.3?使用信號量的緩沖區實現 560
16.4?一個簡單的生產者-消費者問題簡介 566
16.5?使用條件變量的有界緩沖區 570
16.6?帶有完成條件的緩沖區 571
16.7?并行文件復制 580
16.7.1?并行文件復制的生產者 580
16.7.2?并行文件復制的消費者 581
16.7.3?并行文件復制的main程序 582
16.7.4?并行文件復制的增強 582
16.8?線程化打印服務器 583
16.8.1?請求緩沖區 584
16.8.2?生產者線程 585
16.8.3?消費者線程 586
16.8.4?打印服務器 586
16.8.5?其他增強功能 586
16.9?延伸閱讀 587
第17章?項目：非完全并行虛擬機 588
17.1?PVM的歷史、術語和結構 588
17.2?非完全并行虛擬機 591
17.3?NTPVM項目概述 593
17.3.1?NEWTASK分組 596
17.3.2?DATA分組 596
17.3.3?DONE分組 597
17.4?調度程序的I/O和測試 598
17.4.1?用多個窗口測試 604
17.4.2?用遠程日志測試 605
17.5?沒有輸入的單任務 607
17.6?順序任務 608
17.6.1?輸入線程 609
17.6.2?輸出線程 610
17.7?并發任務 611
17.8?分組通信、廣播和屏障 611
17.9?終止和信號 612
17.10?有序的消息傳遞 613
17.11?延伸閱讀 613
第四部分?通?信
第18章?面向連接的通信 617
18.1?客戶機-服務器模型 617
18.2?通信信道 618
18.3?面向連接的服務器策略 622
18.4?通用因特網通信接口（UICI） 625
18.4.1?處理錯誤 627
18.4.2?讀和寫 627
18.5?不同服務器策略的UICI實現 628
18.6?UICI客戶機 631
18.7?UICI的套接字實現 637
18.7.1?socket函數 638
18.7.2?bind函數 639
18.7.3?listen函數 641
18.7.4?u_open函數的實現 642
18.7.5?accept函數 643
18.7.6?u_accept函數的實現 645
18.7.7?connect函數 646
18.7.8?u_connect函數的實現 647
18.8?主機名和IP地址 649
18.9?線程安全的UICI 658
18.10?練習：ping服務器 661
18.11?練習：音頻的傳輸 662
18.12?延伸閱讀 664
第19章?項目：WWW重定向 665
19.1?萬維網 665
19.2?統一資源定位符（URL） 666
19.3?HTTP入門 668
19.3.1?客戶端請求 669
19.3.2?服務器響應 669
19.3.3?HTTP消息交換 670
19.4?Web通信模式 673
19.4.1?隧道 673
19.4.2?代理 674
19.4.3?高速緩存和透明性 676
19.4.4?網關 678
19.5?單連接的通過型監控 679
19.6?隧道服務器的實現 682
19.7?用于測試的服務器驅動程序 682
19.8?HTTP頭解析 684
19.9?簡單的代理服務器 686
19.10?代理監視器 688
19.11?代理高速緩存 691
19.12?門戶網站的網關 692
19.13?用于負載平衡的網關 692
19.14?事后的調查分析 693
19.14.1?線程和計時錯誤 693
19.14.2?未捕獲的錯誤和錯誤的退出 694
19.14.3?書寫風格和表示 695
19.14.4?糟糕的測試和結果表示 696
19.14.5?編程錯誤和不好的風格 697
19.15?延伸閱讀 698
第20章?無連接通信和多播 699
20.1?無連接通信簡介 699
20.2?無連接通信的簡化接口 701
20.2.1?主機名和u_buf_t結構 703
20.2.2?UICI UDP的返回錯誤 703
20.2.3?UDP緩沖區大小和UICI UDP 703
20.3?簡單-請求協議 704
20.4?請求-應答協議 710
20.5?有超時和重試的請求-應答 716
20.6?請求-應答-確認協議 722
20.7?UICI UDP的實現 723
20.7.1?u_openudp函數的實現 723
20.7.2?sendto函數 725
20.7.3?u_sendto和 u_sendtohost函數的實現 726
20.7.4?recvfrom函數 727
20.7.5?u_recvfrom和u_recvfromtimed函數的實現 728
20.7.6?主機名和u_buf_t 730
20.8?UDP和TCP的比較 732
20.9?多播 733
20.9.1?多播尋址 733
20.9.2?u_join函數的實現 735
20.9.3?u_leave函數的實現 736
20.10?練習：UDP端口服務器 737
20.11?練習：無狀態文件服務器 738
　遠程文件服務 739
20.12?延伸閱讀 740
第21章?項目：互聯網廣播 741
21.1?項目概述 741
21.2?音頻設備模擬 744
21.3?具有一個節目和一個接收者的UDP實現 744
21.3.1?簡單實現 744
21.3.2?接收者的終止 747
21.3.3?接收者緩沖來處理網絡延遲 748
21.3.4?接收者緩沖來處理亂序傳遞 751
21.4?具有多個節目和接收者的UDP實現 754
21.4.1?多個節目和單個接收者 754
21.4.2?多個節目和多個接收者 755
21.5?音頻廣播的UDP實現 756
21.6?無線電廣播的多播實現 758
21.7?TCP實現的差異 758
21.7.1?單個節目和單個接收者的TCP實現 759
21.7.2?多個節目和單個接收者的TCP實現 760
21.7.3?無線電廣播的TCP實現 761
21.8?通過瀏覽器接收流式音頻 764
21.8.1?使用瀏覽器助手應用程序 764
21.8.2?在你的Web服務器中設置一種新的mime類型 765
21.8.3?設置你的瀏覽器來處理新的mime類型 766
21.8.4?創建Web頁面 766
21.8.5?使用預定義的mime類型 767
21.9?延伸閱讀 767
第22章?項目：服務器性能 769
22.1?服務器性能成本 769
22.2?服務器架構 770
22.3?項目概述 774
22.4?單客戶端驅動程序 775
22.4.1?處理一個連接 775
22.4.2?對響應進行編程 776
22.4.3?收集統計信息 777
22.4.4?測試客戶端 777
22.5?多客戶端驅動程序 778
另一種多客戶端設計 781
22.6?實現每個請求一個線程和每個請求一個進程 781
22.7?線程工作者池策略 782
22.8?使用有界緩沖區的多線程工作者池 782
22.9?進程工作者池 783
22.10?磁盤I/O的影響 783
22.11?性能研究 787
22.11.1?基線測量 787
22.11.2?波動性的根源 788
22.11.3?測量錯誤 789
22.11.4?同步 792
22.11.5?普通的錯誤 793
22.11.6?要測量什么 794
22.11.7?數據分析和表示 796
22.12?報告撰寫 797
22.12.1?引言 797
22.12.2?設計、實現和測試 798
22.12.3?實驗 798
22.12.4?結果和分析 799
22.12.5?結論 799
22.12.6?參考文獻 799
22.13?延伸閱讀 800
附錄A?UNIX基礎 801
附錄B?重啟庫 819
附錄C?UICI實現 829
附錄D?日志函數 846
附錄E?POSIX擴展 864
參考文獻 867