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出版者:机械工业出版社

作者:Jaines W.Deroest

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-7

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787111080985

丛书系列:

图书标签:

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《Linux系统性能调优实战》图书简介 导语： 面对日益复杂的企业级应用和海量数据处理需求，系统性能已成为衡量IT基础设施健壮性和响应速度的生命线。本书《Linux系统性能调优实战》并非一部浅尝辄止的理论综述，而是一部聚焦于实践、深度剖析Linux内核与用户空间交互机制的硬核技术手册。我们旨在为系统管理员、运维工程师、软件开发者以及所有关注Linux系统效率的专业人士，提供一套系统化、可操作的性能诊断、瓶颈定位与优化策略。 核心理念：性能优化，从理解系统开始 本书的核心思想是“知其然，更要知其所以然”。性能问题往往是多维度、深层次交互的结果。我们避免使用空泛的口号和晦涩的理论，而是采用“问题导向——工具切入——内核剖析——实践验证”的逻辑结构，确保读者不仅学会使用工具，更重要的是理解工具背后所反映的系统状态。 第一部分：基石——Linux性能观测体系的构建 (约350字) 本部分是构建一切性能优化的基础。我们首先建立起一个全面的性能观测模型，涵盖了从硬件层到应用层的全景视图。 硬件资源基线建立： 详细阐述CPU（包括缓存层次、分支预测）、内存（DRAM、NUMA、TLB）、磁盘I/O（调度器、队列深度）的硬件特性及其对性能的影响。我们不会停留在概念层面，而是深入讲解如何使用`lscpu`, `dmidecode`, `numactl`等工具获取精确信息，并结合`perf`事件计数器来量化硬件瓶颈。 Linux内核基础架构回顾： 对进程调度器（CFS详解）、内存管理单元（OOM Killer、页面回收、slab/slub分配器）进行一次高效而深入的复习。重点讲解了中断处理机制（SoftIRQ与HardIRQ的平衡）如何影响系统整体吞吐量。 核心观测工具集精讲： 聚焦于`top`, `htop`, `vmstat`, `iostat`, `sar`等传统工具的深度使用。更重要的是，引入`pidstat`和`mpstat`，教授如何通过时间序列分析快速识别瞬时性能毛刺的来源。我们强调“看数据的意义”而非“收集数据的动作”。 第二部分：CPU与进程——调度与并发的艺术 (约400字) CPU是计算的核心，其性能的瓶颈往往隐藏在复杂的调度策略和锁竞争之中。 进程调度深度解析： 详尽分析Completely Fair Scheduler (CFS) 的工作原理，包括虚拟运行时（vruntime）的计算、负载均衡（load balancing）的触发条件、以及如何识别和优化“不可预测的延迟”（Latency）。 上下文切换的代价量化： 阐述上下文切换（Context Switch）的成本构成，如何利用`vmstat -w`和`perf sched`来监测和区分自愿/非自愿的切换。针对高并发场景，提供降低锁竞争和减少系统调用的实战技巧。 用户空间性能分析： 引入动态追踪利器——eBPF/BCC工具集。重点介绍`execsnoop`, `runqlat`, `profile`等脚本，用于精确测量系统调用延迟和函数执行时间，定位到具体是哪个用户态函数导致了CPU时间的浪费。 线程与用户态并行优化： 讨论线程模型的选择（N:M模型与1:1模型的影响），以及如何通过设置CPU亲和性（`taskset`）和调度策略（`chrt`）来优化特定关键任务的执行环境。 第三部分：内存——看不见的瓶颈与高效管理 (约450字) 内存问题是性能调优中最具迷惑性的部分，因为系统可能会在内存充足的情况下表现出极差的性能。 内存子系统的全面诊断： 深入分析`/proc/meminfo`中的关键指标，区分物理内存使用、缓存（Page Cache, Buffer Cache）和用户进程占用。重点剖析`free`命令报告的“可用内存”的误区。 内存碎片与回收机制： 详解内核的伙伴系统（Buddy System）和Slab分配器的运作流程。当系统发生内存压力时，内核如何通过页面回收（Page Reclamation）来平衡不同需求。我们提供具体的调优参数（如`vm.watermark_scale_factor`，`vm.min_free_kbytes`）来控制回收的激进程度。 NUMA架构下的内存性能： 对于多路服务器，NUMA拓扑结构对内存延迟有着决定性影响。本书教授如何使用`numastat`, `perf mem`来检测跨节点访问（Remote Access）的性能惩罚，并指导读者如何通过程序或系统配置（`numactl`）确保进程和其所需数据位于同一节点。 TLB压力与缓存效率： 解释Translation Lookaside Buffer (TLB) 未命中对性能的巨大冲击，特别是针对拥有大内存或使用大页（HugePages）的数据库和HPC应用。 第四部分：I/O系统——从磁盘到网络的数据流动 (约300字) 无论是数据库的事务日志还是Web服务器的文件传输，高效的I/O是系统吞吐量的保证。 块设备I/O栈的深入探索： 逐层解析从VFS到块设备驱动的I/O路径。详细对比不同的I/O调度器（如MQ-deadline, Kyber）在SSD和HDD上的适用性。 延迟与吞吐量的平衡： 教授如何使用`fio`进行精确的工作负载模拟测试，并使用`blktrace`和`iostat -x`来定位是I/O等待时间过长，还是设备自身处理能力不足。 网络性能诊断与优化： 关注内核网络协议栈（TCP/IP栈）的瓶颈。利用`ss`, `netstat`分析连接状态，并通过`perf`或`tc`（Traffic Control）工具监测中断平衡和软中断处理效率，确保网络数据包能快速被应用层消费。 结语： 本书力求成为一本“永不过时”的实战参考书。我们不仅提供了诊断问题的方法论，更重要的是教会读者如何构建一个“性能意识”的系统管理思维。阅读完本书，您将能够自信地面对任何Linux系统上的性能挑战，将“系统很慢”的模糊抱怨转化为精准的、可量化的优化任务。这是一场深入内核，直击性能核心的修炼之旅。

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