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出版者:Coriolis Group Books

作者:Bill Schindler

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:1997-10-16

价格:USD 34.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781576102169

丛书系列:

图书标签:

• Domino
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• 开发
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• 应用服务器
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• 性能优化

好的，这是一本关于 深入解析现代 Web 服务架构与性能优化 的技术著作的简介。 --- 《高并发网络应用设计与性能调优实战》 ——构建下一代云原生应用基础设施的基石 在当今互联网生态中，用户对应用响应速度和稳定性的要求已达到前所未有的高度。从电商秒杀到实时数据流处理，再到大规模物联网设备的连接，支撑这些场景的底层网络服务架构正面临着严峻的并发、延迟和资源效率挑战。本书《高并发网络应用设计与性能调优实战》并非一本针对特定框架或语言的入门指南，而是一部旨在系统性拆解现代高性能网络服务器（如基于 C/C++、Rust 或 Go 语言构建的核心服务网关、反向代理层及应用处理集群）设计原理、底层机制与深度优化策略的专业参考书。 本书面向的读者是那些不满足于仅使用现有 Web 框架，而是渴望深入理解网络协议栈、操作系统调度、内存管理以及并发模型等底层细节的资深软件工程师、系统架构师和性能专家。 核心内容结构： 本书内容划分为四大核心模块，层层递进，确保读者不仅知其然，更知其所以然。 第一部分：现代网络服务的基础架构与演进 本部分首先描绘了从传统的同步阻塞 I/O 模型到异步非阻塞 I/O 范式的历史性转变。我们将详细剖析 Epoll（Linux）、Kqueue（BSD/macOS）和 I/O Completion Ports (IOCP, Windows) 等核心 I/O 多路复用机制的工作原理。深入探讨了 Reactor 模式的变种——Proactor 模式，及其在事件驱动架构中的优势与局限性。 内核级网络栈分析： 深入内核层面，解析 TCP/IP 协议栈的接收与发送流程，重点关注拥塞控制算法（如 CUBIC、BBR）对应用层延迟的影响。探讨零拷贝（Zero-Copy）技术在数据传输中的实际应用场景与性能边界。 线程模型与并发策略： 对比线程池模型（Thread Pool）、事件循环模型（Event Loop）以及混合型模型（Hybrid Model）的优劣。详细阐述“One Thread Per Core”策略在NUMA架构下的内存访问优化，以及如何通过无锁（Lock-Free）或弱锁（Wait-Free）数据结构来缓解并发瓶颈。 第二部分：高性能服务器的内部构建技术 本部分聚焦于构建一个高效能、低延迟网络服务器所需的关键内部技术栈。这部分内容更偏向于“自建”而非“借用”框架。 内存管理与池化技术： 内存分配与回收是影响高并发应用性能的头号杀手。本书将对比 Slab 分配器、jemalloc 和 tcmalloc 等高性能内存分配器的内部机制。详细介绍对象池（Object Pooling）和内存预分配（Pre-allocation）策略在减少 GC 停顿或内存碎片方面的实战技巧。 协议编解码与序列化： 探讨 JSON、XML 等文本协议的性能瓶颈，并引入 Protobuf、FlatBuffers 等二进制序列化方案的优势。重点分析如何设计高效的二进制协议，包括数据包的头部设计、校验和机制以及在不同字节序系统下的兼容性处理。 定时器与延迟管理： 在分布式系统中，准确的定时服务至关重要。我们将研究基于时间堆（Timer Wheel）的高效定时器实现，并讨论如何在高并发场景下管理大量短期和长期定时任务，确保定时精度与资源消耗的平衡。 第三部分：深度性能剖析与调优实践 性能调优是一个系统工程，本书强调从微观到宏观的诊断方法论。 系统级性能剖析工具链： 熟练运用 `perf`、DTrace/SystemTap 等工具，对 CPU 缓存未命中（Cache Miss）、分支预测失败（Branch Misprediction）和系统调用开销进行精确量化。 操作系统参数调优（Sysctl）： 针对 Linux 内核，提供了一套详尽的网络子系统（如 TCP 缓冲区大小、文件句柄限制、Backlog 队列深度）的优化清单，并解释这些参数对特定负载（如长连接、短连接突发）的具体影响。 延迟分布分析： 告别平均响应时间（Average Latency）的误导，本书着重介绍 P99、P99.9 乃至 P99.99 延迟的测量方法和优化策略，确保服务能够应对“长尾延迟”问题。探讨如何使用直方图（Histograms）来可视化延迟分布。 第四部分：面向云原生的服务韧性与可观测性 在微服务和容器化环境中，网络服务的鲁棒性成为核心考量。 服务网格（Service Mesh）的底层考量： 虽然不直接实现 Service Mesh，但本书会剖析 Sidecar 模式下数据平面代理（如 XDS 协议的实现基础）对延迟和吞吐量的潜在影响。讨论如何优化 Sidecar 的资源占用。 流量控制与熔断降级： 实现高效的令牌桶（Token Bucket）和漏桶（Leaky Bucket）算法，用于平滑突发流量。设计优雅的熔断（Circuit Breaker）和限流（Rate Limiting）策略，以防止级联故障。 可观测性数据流的效率： 探讨如何设计高效、低开销的指标（Metrics）、日志（Logging）和追踪（Tracing）系统。特别关注如何利用 eBPF 技术在不侵入应用代码的情况下捕获关键的网络事件和系统调用信息。 结语： 《高并发网络应用设计与性能调优实战》是一本为追求卓越性能的工程师准备的“武器手册”。它要求读者具备扎实的计算机科学基础，并愿意投入时间理解操作系统、网络通信和底层硬件交互的复杂性。阅读本书后，您将能够自信地设计、构建并调优任何面向大规模并发的底层网络服务基础设施，为您的应用提供近乎极致的性能和稳定性。

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