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Linux内核锁竞争问题定位与自旋锁互斥锁性能优化

共计 30 章节
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01
锁竞争概述
什么是锁竞争 · 锁竞争对系统性能的影响 · 锁竞争在并发编程中的重要性
锁竞争概述什么是锁竞争
02
Linux内核锁机制总览
自旋锁 · 互斥锁 · 读写锁
Linux内核锁机制总览
03
自旋锁原理
自旋锁的工作机制 · 忙等待与上下文切换的权衡 · 自旋锁的原子操作实现
自旋锁原理自旋锁的工作机制
04
互斥锁原理
互斥锁的睡眠等待机制 · Mutex结构体分析 · 乐观自旋与Mutex的演进
互斥锁原理互斥锁的睡眠等待…
05
锁竞争问题定位工具
perf · ftrace · lockdep
锁竞争问题定位工…perf
06
使用perf进行锁分析
perf record · perf report · perf lock命令详解与实战案例
perf使用
07
使用ftrace追踪锁事件
tracepoint配置 · function_graph追踪 · 锁等待时间分析
ftrace使用
08
lockdep死锁检测
lockdep原理 · 锁依赖图生成 · 死锁报告解读与修复方法
lockdep死锁检测
09
自旋锁性能瓶颈分析
自旋锁的缓存行 bouncing · NUMA感知问题 · 自旋锁的优化策略
自旋锁性能瓶颈分…bouncing
10
互斥锁性能瓶颈分析
互斥锁的上下文切换开销 · 优先级反转 · 饥饿问题与解决方案
互斥锁性能瓶颈分…互斥锁的上下文切…
11
读写锁优化
读写锁的适用场景 · 读写锁与自旋锁/互斥锁的性能对比 · 读写锁的优化技巧
读写锁优化读写锁的适用场景
12
RCU锁机制
RCU原理 · RCU与读写锁的对比 · RCU在Linux内核中的典型应用
RCU锁机制
13
锁粒度优化
大锁拆小锁 · 锁分段 · 锁分域
锁粒度优化大锁拆小锁
14
自旋锁的变种
raw_spinlock · spin_lock_bh · spin_lock_irqsave的…
自旋锁的变种raw
15
互斥锁的变种
mutex_lock_interru… · mutex_trylock · rt_mutex与实时内核
互斥锁的变种mutex
16
原子操作与内存屏障
原子变量 · cmpxchg · smp_mb()
原子操作内存屏障
17
perf lock实战案例
定位高竞争自旋锁 · 分析锁持有时间 · 优化前后性能对比
perflock
18
ftrace实战案例
追踪互斥锁等待队列 · 分析进程调度延迟 · 定位锁竞争热点函数
ftrace实战案例
19
lockdep实战案例
模拟死锁场景 · 分析锁依赖环 · 修复死锁问题
lockdep实战案例
20
自旋锁优化实战
使用perf stat测量自旋锁开销 · 调整自旋锁阈值 · 使用排队自旋锁
自旋锁优化实战perf
21
互斥锁优化实战
使用futex系统调用 · 调整Mutex的乐观自旋次数 · 使用优先级继承
互斥锁优化实战futex
22
NUMA架构下的锁优化
NUMA感知锁分配 · 本地内存优先策略 · 避免跨节点锁竞争
NUMA架构下的锁优化
23
实时系统锁优化
RT内核的锁机制 · 优先级继承协议 · 避免优先级反转的锁设计
实时系统锁优化RT
24
锁竞争与CPU调度
CFS调度器与锁竞争的关系 · CPU亲和性设置 · 中断绑定优化
CPU锁竞争
25
锁竞争与内存管理
锁竞争导致的TLB抖动 · 内存分配器锁优化 · slab分配器锁竞争
锁竞争内存管理
26
锁竞争与I/O子系统
块设备层锁竞争 · 网络协议栈锁优化 · 文件系统锁竞争
I/O锁竞争
27
锁竞争与虚拟化
KVM虚拟化中的锁竞争 · Guest与Host锁交互 · vCPU调度与锁优化
锁竞争虚拟化
28
锁竞争与容器
cgroup与namespace隔离 · 容器内锁竞争检测 · 容器化环境锁优化
锁竞争容器
29
锁竞争性能调优工具链
bpftrace · ebpf · 火焰图
锁竞争性能调优工…bpftrace
30
总结与最佳实践
锁竞争问题定位方法论 · 性能优化 checklist · 常见误区与未来趋势
最佳实践锁竞争问题定位方…