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商品簡介
作者簡介
目次
商品簡介
本書詳細解釋了影響應用程序性能的Windows、CLR和物理硬件的內部結構，並為讀者提供了衡量代碼如何獨立於外部因素執行操作的知識和工具。書中提供了大量的C#代碼示例和技巧，將幫助讀者zui大限度地提高算法和應用程序的性能，提高個人競爭優勢，使用更低的成本獲取更多的用戶。
本書共11章，D1章和D2章關注性能的度量指標及性能評測；第3章和第4章則深入CLR內部，專注於類型與CLR垃圾回收的內部實現；第5～8章及D11章討論.NET框架中的幾個特定的方面，以及CLR提供的幾種可用來進行性能優化的手段；第9章對複雜度理論和算法進行了簡單的嘗試；D10章則包含了一些獨立話題，包括啟動時間優化、異常及.NET反射等。
本書適合已經擁有一定C#語言和.NET框架的編程基礎，對相關概念較為熟悉的中gao級程序員閱讀學習。
本書共11章，D1章和D2章關注性能的度量指標及性能評測；第3章和第4章則深入CLR內部，專注於類型與CLR垃圾回收的內部實現；第5～8章及D11章討論.NET框架中的幾個特定的方面，以及CLR提供的幾種可用來進行性能優化的手段；第9章對複雜度理論和算法進行了簡單的嘗試；D10章則包含了一些獨立話題，包括啟動時間優化、異常及.NET反射等。
本書適合已經擁有一定C#語言和.NET框架的編程基礎，對相關概念較為熟悉的中gao級程序員閱讀學習。
作者簡介
Sasha Goldshtein是微軟公司Visual C#方向的MVP，也是SELA Group的首席技術官（CTO）。Sasha領導了SELA技術中心的性能與排錯團隊，並且在多個領域提供諮詢服務，包括生產環境調試、應用程序性能排錯及分布式架構。Sasha的經驗主要集中在C#與C++應用程序開發，以及高可伸縮性和高性能系統架構等方面。他經常在微軟公司的相關會議上發表演講，並舉辦了如“.NET性能”“.NET調試”“深入Windows”等多項培訓課程。
Dima Zurbalev是SELA Group性能與調試團隊緊急響應組的高級諮詢師。Dima在性能優化和排錯上幫助客戶完成了許多幾乎不可能完成的任務，引導他們深入理解CLR及Windows的內部細節。他的大部分開發經驗圍繞.NET與C++基礎項目進行，同時，他也在為CodePlex上的多個項目貢獻代碼。
Ido Flatow是微軟公司Connected系統方向的MVP，也是SELA團隊的高級架構師。他擁有超過15年的行業經驗，目前是SELA的Windows Azure及Web領域的專家之一，專長為WCF、ASP.NET、Silverlight及IIS等技術。他是一名微軟認證培訓師（Microsoft Certified Trainer，MCT），也是微軟官方WCF 4.0課程（10263A）的合作者。他同樣也經常在微軟公司的相關會議上發表演講。
Dima Zurbalev是SELA Group性能與調試團隊緊急響應組的高級諮詢師。Dima在性能優化和排錯上幫助客戶完成了許多幾乎不可能完成的任務，引導他們深入理解CLR及Windows的內部細節。他的大部分開發經驗圍繞.NET與C++基礎項目進行，同時，他也在為CodePlex上的多個項目貢獻代碼。
Ido Flatow是微軟公司Connected系統方向的MVP，也是SELA團隊的高級架構師。他擁有超過15年的行業經驗，目前是SELA的Windows Azure及Web領域的專家之一，專長為WCF、ASP.NET、Silverlight及IIS等技術。他是一名微軟認證培訓師（Microsoft Certified Trainer，MCT），也是微軟官方WCF 4.0課程（10263A）的合作者。他同樣也經常在微軟公司的相關會議上發表演講。
目次
目 錄
第 1章 性能指標 1
1.1 性能目標 1
1.2 性能指標 3
1.3 小結 4
第 2章 性能度量 5
2.1 性能度量方式 5
2.2 Windows內置工具 5
2.2.1 性能計數器 6
2.2.2 Windows事件追蹤 10
2.3 時間分析器 20
2.3.1 Visual Studio採樣分析器 20
2.3.2 Visual Studio檢測分析器 24
2.3.3 時間分析器的gao級用法 25
2.4 內存分配分析器 27
2.4.1 Visual Studio內存分配
分析器 27
2.4.2 CLR分析器 29
2.5 內存分析器 34
2.5.1 ANTS Memory Profiler 34
2.5.2 SciTech .NET Memory
Profiler 36
2.6 其他分析器 38
2.6.1 數據庫和數據訪問
分析工具 38
2.6.2 併發分析工具 38
2.6.3 I/O分析工具 40
2.7 微基準測試 41
2.7.1 設計不佳的微基準測試
示例 41
2.7.2 微基準測試指南 44
2.8 小結 45
第3章 類型揭秘 47
3.1 示例 47
3.2 引用類型和值類型在語義上的
區別 48
3.3 存儲、分配和銷毀 48
3.4 引用類型揭秘 50
3.4.1 方法表 51
3.4.2 調用引用類型實例的方法 55
3.4.3 非虛方法的分發 56
3.4.4 靜態方法和接口方法的
分發 58
3.4.5 同步塊索引和lock
關鍵字 59
3.5 值類型揭秘 63
3.6 值類型的虛方法 65
3.7 裝箱 65
3.7.1 避免在調用值類型的Equals
方法時產生裝箱 67
3.7.2 GetHashCode方法 70
3.8 使用值類型的zui佳實踐 72
3.9 小結 72
第4章 垃圾回收 73
4.1 為什麼需要垃圾回收 73
4.1.1 空閒列表管理 73
4.1.2 引用計數垃圾回收 74
4.2 追蹤垃圾回收 75
4.2.1 標記階段 76
4.2.2 清理與壓縮階段 80
4.2.3 固定 82
4.3 垃圾回收器的特徵 83
4.3.1 垃圾回收時暫停線程 83
4.3.2 在垃圾回收時掛起線程 83
4.3.3 工作站垃圾回收 85
4.3.4 服務器垃圾回收 86
4.3.5 切換垃圾回收特徵 87
4.4 代 89
4.4.1 “代”模型的假設 89
4.4.2 .NET中“代”的實現 90
4.4.3 大對象堆 93
4.4.4 跨代引用 94
4.4.5 後臺垃圾回收 96
4.5 垃圾回收段和虛擬內存 97
4.6 終結化 100
4.6.1 手動確定性終結化 100
4.6.2 自動的非確定性終結化 100
4.6.3 非確定性終結的缺點 102
4.6.4 Dispose模式 104
4.7 弱引用 106
4.8 使用垃圾回收器 108
4.8.1 System.GC類 108
4.8.2 使用CLR宿主與垃圾
回收器進行交互 111
4.8.3 垃圾回收觸發器 111
4.9 垃圾回收性能zui佳實踐 112
4.9.1 “代”模型 112
4.9.2 固定 113
4.9.3 終結化 114
4.9.4 其他建議與zui佳實踐 114
4.10 小結 117
第5章 集合和泛型 119
5.1 泛型 119
5.1.1 .NET泛型 121
5.1.2 泛型約束 122
5.1.3 CLR泛型的實現 125
5.2 集合 131
5.2.1 併發集合 132
5.2.2 緩存 133
5.3 自定義集合 137
5.3.1 分離集（並查集） 137
5.3.2 跳躍表 138
5.3.3 一次性集合 139
5.4 小結 141
第6章 併發和並行 142
6.1 挑戰與所得 142
6.2 從線程到線程池，再到任務 143
6.2.1 任務並行 148
6.2.2 數據並行 153
6.2.3 C# 5異步方法 156
6.2.4 TPL中的gao級模式 159
6.3 同步 160
6.3.1 無鎖代碼 161
6.3.2 Windows同步機制 165
6.3.3 緩存 167
6.4 通用的GPU計算 168
6.4.1 C++ AMP簡介 169
6.4.2 矩陣相乘 171
6.4.3 多體仿真 171
6.4.4 tile和共享內存 172
6.5 小結 175
第7章 網絡、I/O和序列化 176
7.1 I/O基本概念 176
7.1.1 同步與異步I/O 176
7.1.2 I/O完成端口 177
7.1.3 .NET線程池 181
7.1.4 內存複製 181
7.2 分散-聚集I/O 182
7.3 文件I/O 182
7.3.1 緩存提示 183
7.3.2 非緩存I/O 183
7.4 網絡I/O 184
7.4.1 網絡協議 184
7.4.2 網絡套接字 185
7.5 數據序列化與反序列化 186
7.5.1 序列化基準測試 187
7.5.2 數據集（DataSet）
序列化 189
7.6 Windows通信基礎類庫 189
7.6.1 限流 189
7.6.2 處理模型 190
7.6.3 緩存 191
7.6.4 異步WCF客戶端與
服務器 191
7.6.5 綁定 192
7.7 小結 193
第8章 不安全的代碼以及互操作 194
8.1 不安全的代碼 194
8.1.1 對象固定與垃圾回收
句柄 195
8.1.2 生存期管理 196
8.1.3 分配非託管內存 196
8.1.4 內存池 197
8.2 平台調用 198
8.2.1 PInvoke.net與P/Invoke
Interop Assistant軟件 199
8.2.2 綁定 200
8.2.3 列集器存根程序 201
8.2.4 原生同構類型 204
8.2.5 列集方向、值類型和引用
類型的列集 205
8.2.6 代碼訪問安全性 206
8.3 COM互操作性 206
8.3.1 生存期管理 207
8.3.2 單元列集 208
8.3.3 TLB導入與代碼訪問
安全性 209
8.3.4 無主互操作程序集
（NoPIA） 209
8.3.5 異常 210
8.4 C++/CLI語言擴展 211
8.4.1 marshal_as輔助庫 213
8.4.2 IL代碼與原生代碼 214
8.5 Windows 8 WinRT互操作 214
8.6 互操作的zui佳實踐 215
8.7 小結 215
第9章 算法優化 216
9.1 複雜度的維度 216
9.1.1 大O複雜度 216
9.1.2 主定理 217
9.1.3 圖靈機與複雜度分類 218
9.1.4 停機問題 219
9.1.5 NP完全問題 221
9.1.6 記憶與動態規劃 221
9.1.7 編輯距離 222
9.1.8 每對頂點間的zui短路徑 224
9.2 近似算法 226
9.2.1 旅行商問題 226
9.2.2 zui大割 227
9.3 概率算法 227
9.3.1 概率zui大割 227
9.3.2 費馬質數測試 228
9.4 索引與壓縮 228
9.4.1 變量的長度編碼 228
9.4.2 壓縮索引 229
9.5 小結 230
第 10章 性能模式 232
10.1 JIT編譯器優化 232
10.1.1 標準的優化方法 232
10.1.2 方法內聯 233
10.1.3 消除邊界檢查 234
10.1.4 尾調用 236
10.1.5 啟動性能 238
10.1.6 使用NGen進行JIT預
編譯 239
10.1.7 多核後臺JIT編譯 241
10.2 關於啟動性能的其他技巧 243
10.2.1 將強命名程序集置於
GAC中 243
10.2.2 防止本機鏡像發生地址
重排 243
10.2.3 減少程序集數目 244
10.3 處理器相關的優化 245
10.3.1 單指令多數據流
（SIMD） 245
10.3.2 指令級別並行 247
10.4 異常 250
10.5 反射 250
10.6 代碼生成 251
10.6.1 直接用源代碼生成
代碼 251
10.6.2 用動態輕量級代碼生成技
術（LCG）生成代碼 253
10.7 小結 257
第 11章 Web應用性能 258
11.1 測試Web應用的性能 258
11.1.1 Visual Studio Web性能
測試和壓力測試 259
11.1.2 HTTP監控工具 260
11.1.3 分析工具 260
11.2 提高Web服務器的性能 261
11.2.1 緩存公用對象 261
11.2.2 使用異步頁面、模塊和
控制器 262
11.2.3 創建異步頁面 263
11.2.4 創建異步控制器 265
11.3 ASP.NET環境調優 265
11.3.1 關閉ASP.NET跟蹤和調試 266
11.3.2 關閉視圖狀態 267
11.3.3 服務端輸出緩存 268
11.3.4 對ASP.NET應用程序進行預編譯 269
11.3.5 ASP.NET進程模型調優 270
11.4 配置IIS 271
11.4.1 輸出緩存 271
11.4.2 應用程序池配置 273
11.5 網絡優化 274
11.5.1 使用HTTP緩存頭 274
11.5.2 啟用IIS壓縮 277
11.5.3 精簡與合併 279
11.5.4 使用內容發佈網絡 （CDN） 280
11.6 對ASP.NET應用程序進行擴容（scaling） 281
11.6.1 向外擴容 281
11.6.2 ASP.NET擴容機制 282
11.6.3 向外擴容的隱患 282
11.7 小結 283
第 1章 性能指標 1
1.1 性能目標 1
1.2 性能指標 3
1.3 小結 4
第 2章 性能度量 5
2.1 性能度量方式 5
2.2 Windows內置工具 5
2.2.1 性能計數器 6
2.2.2 Windows事件追蹤 10
2.3 時間分析器 20
2.3.1 Visual Studio採樣分析器 20
2.3.2 Visual Studio檢測分析器 24
2.3.3 時間分析器的gao級用法 25
2.4 內存分配分析器 27
2.4.1 Visual Studio內存分配
分析器 27
2.4.2 CLR分析器 29
2.5 內存分析器 34
2.5.1 ANTS Memory Profiler 34
2.5.2 SciTech .NET Memory
Profiler 36
2.6 其他分析器 38
2.6.1 數據庫和數據訪問
分析工具 38
2.6.2 併發分析工具 38
2.6.3 I/O分析工具 40
2.7 微基準測試 41
2.7.1 設計不佳的微基準測試
示例 41
2.7.2 微基準測試指南 44
2.8 小結 45
第3章 類型揭秘 47
3.1 示例 47
3.2 引用類型和值類型在語義上的
區別 48
3.3 存儲、分配和銷毀 48
3.4 引用類型揭秘 50
3.4.1 方法表 51
3.4.2 調用引用類型實例的方法 55
3.4.3 非虛方法的分發 56
3.4.4 靜態方法和接口方法的
分發 58
3.4.5 同步塊索引和lock
關鍵字 59
3.5 值類型揭秘 63
3.6 值類型的虛方法 65
3.7 裝箱 65
3.7.1 避免在調用值類型的Equals
方法時產生裝箱 67
3.7.2 GetHashCode方法 70
3.8 使用值類型的zui佳實踐 72
3.9 小結 72
第4章 垃圾回收 73
4.1 為什麼需要垃圾回收 73
4.1.1 空閒列表管理 73
4.1.2 引用計數垃圾回收 74
4.2 追蹤垃圾回收 75
4.2.1 標記階段 76
4.2.2 清理與壓縮階段 80
4.2.3 固定 82
4.3 垃圾回收器的特徵 83
4.3.1 垃圾回收時暫停線程 83
4.3.2 在垃圾回收時掛起線程 83
4.3.3 工作站垃圾回收 85
4.3.4 服務器垃圾回收 86
4.3.5 切換垃圾回收特徵 87
4.4 代 89
4.4.1 “代”模型的假設 89
4.4.2 .NET中“代”的實現 90
4.4.3 大對象堆 93
4.4.4 跨代引用 94
4.4.5 後臺垃圾回收 96
4.5 垃圾回收段和虛擬內存 97
4.6 終結化 100
4.6.1 手動確定性終結化 100
4.6.2 自動的非確定性終結化 100
4.6.3 非確定性終結的缺點 102
4.6.4 Dispose模式 104
4.7 弱引用 106
4.8 使用垃圾回收器 108
4.8.1 System.GC類 108
4.8.2 使用CLR宿主與垃圾
回收器進行交互 111
4.8.3 垃圾回收觸發器 111
4.9 垃圾回收性能zui佳實踐 112
4.9.1 “代”模型 112
4.9.2 固定 113
4.9.3 終結化 114
4.9.4 其他建議與zui佳實踐 114
4.10 小結 117
第5章 集合和泛型 119
5.1 泛型 119
5.1.1 .NET泛型 121
5.1.2 泛型約束 122
5.1.3 CLR泛型的實現 125
5.2 集合 131
5.2.1 併發集合 132
5.2.2 緩存 133
5.3 自定義集合 137
5.3.1 分離集（並查集） 137
5.3.2 跳躍表 138
5.3.3 一次性集合 139
5.4 小結 141
第6章 併發和並行 142
6.1 挑戰與所得 142
6.2 從線程到線程池，再到任務 143
6.2.1 任務並行 148
6.2.2 數據並行 153
6.2.3 C# 5異步方法 156
6.2.4 TPL中的gao級模式 159
6.3 同步 160
6.3.1 無鎖代碼 161
6.3.2 Windows同步機制 165
6.3.3 緩存 167
6.4 通用的GPU計算 168
6.4.1 C++ AMP簡介 169
6.4.2 矩陣相乘 171
6.4.3 多體仿真 171
6.4.4 tile和共享內存 172
6.5 小結 175
第7章 網絡、I/O和序列化 176
7.1 I/O基本概念 176
7.1.1 同步與異步I/O 176
7.1.2 I/O完成端口 177
7.1.3 .NET線程池 181
7.1.4 內存複製 181
7.2 分散-聚集I/O 182
7.3 文件I/O 182
7.3.1 緩存提示 183
7.3.2 非緩存I/O 183
7.4 網絡I/O 184
7.4.1 網絡協議 184
7.4.2 網絡套接字 185
7.5 數據序列化與反序列化 186
7.5.1 序列化基準測試 187
7.5.2 數據集（DataSet）
序列化 189
7.6 Windows通信基礎類庫 189
7.6.1 限流 189
7.6.2 處理模型 190
7.6.3 緩存 191
7.6.4 異步WCF客戶端與
服務器 191
7.6.5 綁定 192
7.7 小結 193
第8章 不安全的代碼以及互操作 194
8.1 不安全的代碼 194
8.1.1 對象固定與垃圾回收
句柄 195
8.1.2 生存期管理 196
8.1.3 分配非託管內存 196
8.1.4 內存池 197
8.2 平台調用 198
8.2.1 PInvoke.net與P/Invoke
Interop Assistant軟件 199
8.2.2 綁定 200
8.2.3 列集器存根程序 201
8.2.4 原生同構類型 204
8.2.5 列集方向、值類型和引用
類型的列集 205
8.2.6 代碼訪問安全性 206
8.3 COM互操作性 206
8.3.1 生存期管理 207
8.3.2 單元列集 208
8.3.3 TLB導入與代碼訪問
安全性 209
8.3.4 無主互操作程序集
（NoPIA） 209
8.3.5 異常 210
8.4 C++/CLI語言擴展 211
8.4.1 marshal_as輔助庫 213
8.4.2 IL代碼與原生代碼 214
8.5 Windows 8 WinRT互操作 214
8.6 互操作的zui佳實踐 215
8.7 小結 215
第9章 算法優化 216
9.1 複雜度的維度 216
9.1.1 大O複雜度 216
9.1.2 主定理 217
9.1.3 圖靈機與複雜度分類 218
9.1.4 停機問題 219
9.1.5 NP完全問題 221
9.1.6 記憶與動態規劃 221
9.1.7 編輯距離 222
9.1.8 每對頂點間的zui短路徑 224
9.2 近似算法 226
9.2.1 旅行商問題 226
9.2.2 zui大割 227
9.3 概率算法 227
9.3.1 概率zui大割 227
9.3.2 費馬質數測試 228
9.4 索引與壓縮 228
9.4.1 變量的長度編碼 228
9.4.2 壓縮索引 229
9.5 小結 230
第 10章 性能模式 232
10.1 JIT編譯器優化 232
10.1.1 標準的優化方法 232
10.1.2 方法內聯 233
10.1.3 消除邊界檢查 234
10.1.4 尾調用 236
10.1.5 啟動性能 238
10.1.6 使用NGen進行JIT預
編譯 239
10.1.7 多核後臺JIT編譯 241
10.2 關於啟動性能的其他技巧 243
10.2.1 將強命名程序集置於
GAC中 243
10.2.2 防止本機鏡像發生地址
重排 243
10.2.3 減少程序集數目 244
10.3 處理器相關的優化 245
10.3.1 單指令多數據流
（SIMD） 245
10.3.2 指令級別並行 247
10.4 異常 250
10.5 反射 250
10.6 代碼生成 251
10.6.1 直接用源代碼生成
代碼 251
10.6.2 用動態輕量級代碼生成技
術（LCG）生成代碼 253
10.7 小結 257
第 11章 Web應用性能 258
11.1 測試Web應用的性能 258
11.1.1 Visual Studio Web性能
測試和壓力測試 259
11.1.2 HTTP監控工具 260
11.1.3 分析工具 260
11.2 提高Web服務器的性能 261
11.2.1 緩存公用對象 261
11.2.2 使用異步頁面、模塊和
控制器 262
11.2.3 創建異步頁面 263
11.2.4 創建異步控制器 265
11.3 ASP.NET環境調優 265
11.3.1 關閉ASP.NET跟蹤和調試 266
11.3.2 關閉視圖狀態 267
11.3.3 服務端輸出緩存 268
11.3.4 對ASP.NET應用程序進行預編譯 269
11.3.5 ASP.NET進程模型調優 270
11.4 配置IIS 271
11.4.1 輸出緩存 271
11.4.2 應用程序池配置 273
11.5 網絡優化 274
11.5.1 使用HTTP緩存頭 274
11.5.2 啟用IIS壓縮 277
11.5.3 精簡與合併 279
11.5.4 使用內容發佈網絡 （CDN） 280
11.6 對ASP.NET應用程序進行擴容（scaling） 281
11.6.1 向外擴容 281
11.6.2 ASP.NET擴容機制 282
11.6.3 向外擴容的隱患 282
11.7 小結 283
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