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产品特色

编辑推荐

适读人群 ：各个企业的网络维护人员，高校计算机专业学生

　　本书是企业和云计算环境运维人员的必备指导：系统管理员、网络管理员、数据库管理员和Web管理员、开发工程师以及其他专业人员。对于新接触性能优化的学生等人员，本书还提供了饱含Gregg丰富的教学经验的练习题目。

　　□ 现代性能分析与调优：术语、概念、模型、方法和技术

　　□ 动态跟踪技术与工具，收录DTrace、SystemTap和Perf示例

　　□ 内核内幕：揭示OS在做什么

　　□ 如何使用系统观测工具、接口和框架

　　□ 理解和监控应用程序性能

　　□ 优化CPU：处理器、核、硬件线程、缓存、互联与内核调度

　　□ 内存优化：虚拟内存、换页、交换、内存架构、总线、地址空间与分配器

　　□ 文件系统I/O，包括缓存

　　□ 存储设备/控制器、磁盘I/O工作负载、RAID，以及内核I/O

　　□ 网络相关性能问题：协议、套接字、网卡和物理连接。

　　□ OS和基于硬件虚拟化的性能实现，以及云计算所遇到的新问题

　　□ 基准测试：如何得到精确的结果并避免一般性的错误

内容简介

　　《性能之巅：洞悉系统、企业与云计算》基于Linux 和Solaris 系统阐述了适用于所有系统的性能理论和方法，Brendan Gregg 将业界普遍承认的性能方法、工具和指标收集于本书之中。阅读本书，你能洞悉系统运作的方式，学习到分析和提高系统与应用程序性能的方法，这些性能方法同样适用于大型企业与云计算这类较为复杂的环境的性能分析与调优。

作者简介

　　Brendan Gregg，是Joyent公司的首席性能工程师，通过软件栈分析性能和扩展。在Sun Microsystem公司（之后为Oracle）作为首席性能和内核工程师期间，他的工作包括开发ZFS L2ARC，这是一个利用闪速存储器提升性能的文件系统。他还开发了许许多多的性能工具，部分工具收录在Mac OS X和Oracle Solaris 11的发行版中。他最近从事的工作覆盖针对Linux和illumos内核分析的性能可视化。他还是《DTrace》（Prentice Hall出版社，2011年）和《Solaris Performance and Tools》的两书合著者。

　　译者介绍：

　　·徐章宁，1984年生，毕业于上海交通大学，硕士毕业后一直从事软件运维工作，在云存储与虚拟化领域浸沁多年，现于百度公司担任高级运维工程师，致力于大数据方向运维。钟爱开源软件，平日热爱读书和写作，《算法谜题》《编程格调》合译者。

　　·吴寒思，2010年毕业于南京大学软件学院，目前就职于EMC公司核心技术部从事文件系统研发工作，拥有2项文件系统方面专利。对程序设计、系统存储、云计算和操作系统有浓厚兴趣。

　　·陈磊，1979年生，毕业于同济大学。从事网络、系统和IT管理14年。曾就职于EMC中国卓越研发集团，任实验室经理。目前在互联网金融企业负责基础架构。兴趣广泛，尤其热爱开源软件和其它各类新兴技术的探讨和研究。

内页插图

精彩书评

　　我做分布式机器学习系统有八年了，其间很多时候要面对系统分析的问题。但是坦诚的说，大部分情况下我都只能尽快地找一个“近似”方法，处在没有时间深入琢磨上述系统问题的窘境。看到《系能之巅：洞悉系统、企业与云计算》一书之后，不禁眼前一亮。这本书从绪论之后，就开始介绍“方法”——概念、模型、观测和实验手段。作者不仅利用操作系统自带的观测工具，还自己开发了一套深入分析观测结果的脚本，这就是有名的DTrace Toolkit（大家可以直接找来使用）。《性能之巅》一书介绍的实验和观测方法，包括内存、CPU、文件系统、存储硬件、网络等各个方面。而且，在介绍方法之前会深入介绍系统原理——我没法期望更多了！

　　——王益 Linkedin高级主任分析师

　　书的作者Gregg先生是业内性能优化方面大名鼎鼎的人物，早年在Sun公司的时候是性能主管和内核工程师，也是大名鼎鼎的DTrace的开发人员，要知道DTrace可是众多trace类工具中知名的，并且先后被移植到了很多别的OS上。全书统篇都在讨论性能优化，对于所有相关问题的认识，我相信读者在通读全书后会有不一样的感觉。记住，不要只读一遍，每一遍都必有不同的体会。

　　——丛磊 新浪SAE创始人/总负责人

　　与软件瑕疵类似，性能问题也可能危害巨大！更可怕的是，性能方面的问题容易促发隐藏在软件深处的瑕疵，直接导致软件崩溃或者其它无法预计的故障。不论调试，还是调优，对软件工程师的技术要都求很高。很高兴看到有这样一本关于系统优化的好书引进到国内。

　　——张银奎 专业调试专家，《软件调试》和《格蠹汇编》作者 2015年7月22日于上海格蠹轩

　　纵观全书，作者建立了系统性能优化的体系框架，并且骨肉丰满。很明显，他不仅擅长某方面的性能优化，更是全方位的专家，加之作为DTrace（一种可动态检测进程等状态的工具）主要开发者，使得本书的说服力和含金量大增。本书让我们有机会系统学习和掌握性能优化的各方面，有机会建立一种高屋建瓴的全局观，在面对复杂系统问题时再不会手足无措，或只能盲人摸象。Linux系统演化至今，基础的体系架构和关键组件并未发生多大改变，这使得这本好书即使再历经多年，价值毫无衰减，反而历久弥新。

　　——萧田国 触控科技运维总监 高效运维社区创始人

　　《性能之巅》以一种奇妙而到位的方式，把高屋建瓴的视角和脚踏实地的实践结合了起来，对性能这一复杂、微妙甚至有些神秘的话题进行了外科手术式的解析，读来真是让人感觉豁然开朗。

　　全书以罕见的遍历式结构，对软件系统的每一个部件都如庖丁解牛般加以剖析，几乎涉及到业务的每一个细节。然而，这些细节并非简单的罗列，而是每一段论述都与具体的角色和场景紧密结合，取舍之间极见智慧。方法论更是不单说理，而是通过一个又一个的具体实例，逐步地建构起来，并反复运用于各个部件之上，使读者明白原理普适性的同时也知道怎样举一反三。

　　——高博 青年计算机学会论坛（YOCSEF）会员，文津奖得主，《研究之美》译者

　　性能问题一直是个热门话题，分布式系统时代更成为摆在开发运维人员面前的巨大难题。本书采用了自下而上的结构，从底层的操作系统、CPU、磁盘等基础元素开始，到工作原理层面分析性能受到的各种不同影响，以及如何评估、衡量各项性能指标，让读者知其所以然，在面对实际情况时能够更有针对性地做出判断和决定，而不是机械地、教条地行事。本书提供案例，手把手展示实际性能问题的排查调优过程。读者可据此结合业务系统实际情况展开工作。本书还对常用性能分析工具的使用和扩展做了详细介绍，这对日常工作效率的提升有很大的帮助。无论开发还是运维人员，无论设计、编码或排查调优，本书都能发挥重要的参考作用，尤其适合常备案头。

　　——林应 淘宝技术部高级技术专家

目录

第1章　绪论 1
1．1　系统性能 1
1．2　人员 2
1．3　事情 3
1．4　视角 4
1．5　性能是充满挑战的 4
1．5．1　性能是主观的 4
1．5．2　系统是复杂的 5
1．5．3　可能有多个问题并存 6
1．6　延时 6
1．7　动态跟踪 7
1．8　云计算 8
1．9　案例研究 8
1．9．1　缓慢的磁盘 9
1．9．2　软件变更 10
1．9．3　更多阅读 12
第2章　方法 13
2．1　术语 14
2．2　模型 14
2．2．1　受测系统 15
2．2．2　排队系统 15
2．3　概念 16
2．3．1　延时 16
2．3．2　时间量级 17
2．3．3　权衡三角 18
2．3．4　调整的影响 19
2．3．5　合适的层级 19
2．3．6　性能建议的时间点 20
2．3．7　负载vs．架构 20
2．3．8　扩展性 21
2．3．9　已知的未知 22
2．3．10　指标 23
2．3．11　使用率 24
2．3．12　饱和度 25
2．3．13　剖析 26
2．3．14　缓存 26
2．4　视角 28
2．4．1　资源分析 28
2．4．2　工作负载分析 29
2．5　方法 30
2．5．1　街灯反方法 31
2．5．2　随机变动反方法 32
2．5．3　责怪他人反方法 32
2．5．4　ad hoc核对清单法 33
2．5．5　问题陈述法 33
2．5．6　科学法 34
2．5．7　诊断循环 35
2．5．8　工具法 35
2．5．9　USE方法 36
2．5．10 工作负载特征归纳 42
2．5．11 向下挖掘分析 43
2．5．12 延时分析 44
2．5．13 R方法 45
2．5．14 事件跟踪 45
2．5．15 基础线统计 47
2．5．16 静态性能调整 47
2．5．17 缓存调优 47
2．5．18 微基准测试 48
2．6 建模 49
2．6．1 企业vs．云 49
2．6．2 可视化识别 49
2．6．3 Amdahl扩展定律 51
2．6．4 通用扩展定律 52
2．6．5 排队理论 52
2．7 容量规划 56
2．7．1 资源极限 56
2．7．2 因素分析 58
2．7．3 扩展方案 58
2．8 统计 59
2．8．1 量化性能 59
2．8．2 平均值 60
2．8．3 标准方差、百分位数、中位数 61
2．8．4 变异系数 62
2．8．5 多重模态分布 62
2．8．6 异常值 63
2．9 监视 63
2．9．1 基于时间的规律 63
2．9．2 监测产品 65
2．9．3 启动以来的信息统计 65
2．10 可视化 65
2．10．1 线图 65
2．10．2 散点图 66
2．10．3 热图 67
2．10．4 表面图 68
2．10．5 可视化工具 69
2．11 练习 70
2．12 参考 70
第3章　操作系统 72
3．1　术语 72
3．2 背景 73
3．2．1 内核 73
3．2．2　栈 76
3．2．2 中断和中断线程 77
3．2．4 中断优先级 78
3．2．5 进程 78
3．2．6 系统调用 80
3．2．7 虚拟内存 82
3．2．8 内存管理 82
3．2．9 调度器 83
3．2．10 文件系统 84
3．2．11 缓存 86
3．2．12 网络 87
3．2．13 设备驱动 87
3．2．14 多处理器 87
3．2．15 抢占 88
3．2．16 资源管理 88
3．2．17 观测性 89
3．3 内核 89
3．3．1 UNIX 90
3．3．2 基于Solaris 90
3．3．3 基于Linux 93
3．3．4 差异 95
3．4　练习 96
3．5 　参考 96
第4章　观测工具 98
4．1　工具类型 98
4．1．1 计数器 99
4．1．2 跟踪 100
4．1．3 剖析 101
4．1．4 监视（sar） 102
4．2 观测来源 103
4．2．1 /proc 103
4．2．2 /sys 108
4．2．3 kstat 109
4．2．4 延时核算 111
4．2．5 微状态核算 112
4．2．6 其他的观测源 112
4．3 DTrace 114
4．3．1　静态和动态跟踪 115
4．3．2 探针 116
4．3．3 provider 116
4．3．4 参数 117
4．3．5 D语言 117
4．3．6 内置变量 118
4．3．7 action 118
4．3．8 变量类型 119
4．3．9 单行命令 121
4．3．10 脚本 121
4．3．11 开销 122
4．3．12 文档和资源 123
4．4 SystemTap 124
4．4．1 探针 124
4．4．2　tapset 125
4．4．3　action和内置变量 125
4．4．4　示例 125
4．4．5 开销 127
4．4．6 文档和资源 128
4．5 perf 128
4．6 观测工具的观测 129
4．7 练习 130
4．8 参考 130
第5章　应用程序 131
5．1 应用程序基础 131
5．1．1 目标 132
5．1．2 常见情况的优化 133
5．1．3 观测性 134
5．1．4 大O标记法 134
5．2 应用程序性能技术 135
5．2．1 选择I/O尺寸 135
5．2．2 缓存 136
5．2．3 缓冲区 136
5．2．4 轮询 136
5．2．5 并发和并行 137
5．2．6 非阻塞I/O 139
5．2．7 处理器绑定 139
5．3 编程语言 140
5．3．1 编译语言 140
5．3．2 解释语言 141
5．3．3 虚拟机 142
5．3．4 垃圾回收 142
5．4 方法和分析 143
5．4．1 线程状态分析 143
5．4．2 CPU剖析 146
5．4．3 系统调用分析 148
5．4．4 I/O剖析 154
5．4．5 工作负载特征归纳 155
5．4．6 USE方法 155
5．4．7 向下挖掘法 156
5．4．8 锁分析 156
5．4．9 静态性能调优 159
5．5 练习 160
5．6 参考 161
第6章　CPU 162
6．1 术语 163
6．2 模型 163
6．2．1 CPU架构 163
6．2．2 CPU内存缓存 164
6．2．3 CPU运行队列 165
6．3 概念 165
6．3．1 时钟频率 165
6．3．2 指令 166
6．3．3 指令流水线 166
6．3．4 指令宽度 167
6．3．5 CPI，IPC 167
6．3．6 使用率 167
6．3．7 用户时间/内核时间 168
6．3．8 饱和度 168
6．3．9 抢占 168
6．3．10 优先级反转 169
6．3．11 多进程，多线程 169
6．3．12 字长 170
6．3．13 编译器优化 171
6．4 架构 171
6．4．1 硬件 171
6．4．2 软件 179
6．5 方法 184
6．5．1 工具法 184
6．5．2 USE方法 185
6．5．3 负载特征归纳 186
6．5．4 剖析 187
6．5．5 周期分析 188
6．5．6 性能监控 189
6．5．7 静态性能调优 189
6．5．8 优先级调优 189
6．5．9 资源控制 190
6．5．10 CPU绑定 190
6．5．11 微型基准测试 191
6．5．12 扩展 191
6．6 分析 192
6．6．1 uptime 192
6．6．2 vmstat 194
6．6．3 mpstat 195
6．6．4 sar 197
6．6．5 ps 198
6．6．6 top 199
6．6．7 prstat 200
6．6．8 pidstat 201
6．6．9 time和ptime 202
6．6．10 DTrace 203
6．5．11 SystemTap 209
6．6．12 perf 209
6．6．13 cpustat 215
6．6．14 其他工具 216
6．6．15 可视化 216
6．7 实验 219
6．7．1 Ad Hoc 219
6．7．2 SysBench 220
6．8 调优 220
6．8．1 编译器选项 221
6．8．2 调度优先级和调度类 221
6．8．3 调度器选项 221
6．8．4 进程绑定 223
6．8．5 独占CPU组 224
6．8．6 资源控制 224
6．8．7 处理器选项（BIOS调优） 224
6．9 练习 225
6．10 参考资料 226
第7章　内存 228
7．1 术语 229
7．2 概念 229
7．2．1 虚拟内存 230
7．2．2 换页 230
7．2．3 按需换页 231
7．2．4 过度提交 233
7．2．5 交换 233
7．2．6 文件系统缓存占用 233
7．2．7 使用率和饱和度 234
7．2．8 分配器 234
7．2．9 字长 234
7．3 架构 234
7．3．1 硬件 235
7．3．2 软件 239
7．3．3 进程地址空间 244
7．4 方法 248
7．4．1 工具法 249
7．4．2 USE方法 249
7．4．3 使用特征归纳 250
7．4．4 周期分析 251
7．4．5 性能监测 251
7．4．6 泄漏检测 252
7．4．7 静态性能调优 252
7．4．8 资源控制 253
7．4．9 微基准测试 253
7．5 分析 253
7．5．1 vmstat 254
7．5．2 sar 256
7．5．3 slabtop 259
7．5．4 ：：kmstat 260
7．5．5 ps 261
7．5．6 top 262
7．5．7 prstat 263
7．5．8 pmap 264
7．5．9 DTrace 265
7．5．10 SystemTap 269
7．5．11 其他工具 269
7．6 调优 270
7．6．1 可调参数 271
7．6．2 多个页面大小 273
7．6．3 分配器 274
7．6．4 资源控制 274
7．7 　练习 274
7．8 参考资料 276
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