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并发竞态：读写锁与RCU机制驱动性能调优实战

共计 30 章节
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01
并发编程基础
竞态条件定义 · 临界区概念 · 并发与并行的区别
并发编程基础竞态条件定义
02
内核同步机制概览
自旋锁 · 信号量 · 互斥锁
内核同步机制概览自旋锁
03
读写锁原理
读者-写者模型 · 读锁共享 · 写锁互斥
读写锁原理读者
04
读写锁API详解
rwlock_t · read_lock/write_lo… · read_unlock/write_…
API读写锁
05
读写锁实战案例
多线程读多写少场景下的链表保护
读写锁实战案例多线程读多写少场…
06
读写锁性能瓶颈
写锁饥饿 · 缓存行 bouncing · CAS开销分析
读写锁性能瓶颈写锁饥饿
07
RCU核心思想
宽限期（Grace Period） · 发布-订阅机制 · 延迟回收
RCU核心思想
08
RCU API详解
rcu_read_lock/rcu_… · synchronize_rcu · call_rcu
RCUAPI
09
RCU数据结构设计
指针替换 · 不可变数据 · COW（写时复制）模式
RCU数据结构设计
10
RCU实战案例
无锁哈希表 · 路由表更新 · 文件系统路径查找
RCU实战案例
11
读写锁 vs RCU 性能对比
读密集场景 · 写密集场景 · 混合场景的benchmark
vsRCU
12
缓存一致性协议（MESI）
Snooping · 状态转换 · 对锁性能的影响
MESI缓存一致性协议
13
内存屏障（Memory Barrier）
读屏障 · 写屏障 · 全屏障
MemoryBarrier
14
原子操作与CAS
cmpxchg · 原子加 · 原子位操作在锁实现中的作用
CAS原子操作
15
Per-CPU变量
减少锁竞争 · 无锁统计 · 与RCU结合使用
Per-CPU变量
16
顺序锁（seqlock）
写优先 · 读不阻塞写 · 适用于频繁写场景
seqlock顺序锁
17
读写信号量（rwsem）
进程上下文 · 可睡眠 · 与spinlock的对比
rwsem读写信号量
18
RCU的变种
Sleepable RCU (SRC… · Tasks RCU · BPF RCU
RCU的变种
19
死锁与活锁
读写锁死锁案例 · RCU死锁预防 · 锁顺序规范
死锁活锁
20
性能分析工具
perf · ftrace · lockdep
性能分析工具perf
21
锁粒度优化
大锁拆小锁 · 数据分片 · 无锁队列设计
锁粒度优化大锁拆小锁
22
读写锁在文件系统中的应用
ext4 · XFS的inode锁 · dentry锁
读写锁文件系统
23
RCU在网络协议栈中的应用
路由缓存 · 邻居表 · socket查找
RCU网络协议栈
24
用户态RCU实现
liburcu · 用户态宽限期检测 · 与内核RCU的差异
RCU用户态
25
NUMA架构下的锁优化
本地内存访问 · Node-aware锁 · ticket lock
NUMA架构下的锁优化
26
读写锁与RCU在数据库中的应用
B+树并发控制 · MVCC与RCU对比
RCU读写锁
27
实时系统与锁
优先级反转 · RT-mutex · RCU在PREEMPT_RT中的行为
实时系统优先级反转
28
锁的调试与验证
lockdep死锁检测 · KCSAN数据竞争检测 · ThreadSanitizer
锁的调试验证
29
实战调优案例一
从读写锁迁移到RCU · 网络包处理吞吐量提升300%
实战调优案例一RCU
30
实战调优案例二
混合使用读写锁与RCU · 实现毫秒级路由表更新
实战调优案例二RCU