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高吞吐流水线设计与数据流优化

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程适用人群 · 高吞吐流水线的定义与价值
课程导入学习目标
02
流水线基础
流水线概念 · 阶段划分 · 吞吐量与延迟的基本度量
流水线基础流水线概念
03
数据流基础
数据流模型 · 数据依赖 · 数据流图表示
数据流基础数据流模型
04
吞吐量瓶颈分析
识别瓶颈的方法 · 瓶颈类型（计算 · IO
吞吐量瓶颈分析识别瓶颈的方法
05
流水线设计原则
阶段平衡 · 粒度划分 · 并行度选择
流水线设计原则阶段平衡
06
数据流优化基础
数据局部性 · 数据复用 · 数据压缩
数据流优化基础数据局部性
07
并行计算模型
数据并行 · 任务并行 · 流水线并行
并行计算模型数据并行
08
异步与同步机制
异步流水线 · 同步屏障 · 背压机制
异步同步机制
09
缓冲与队列设计
缓冲区大小计算 · 队列类型（有界/无界） · 队列调度策略
缓冲队列设计
10
负载均衡与动态调度
静态调度 · 动态调度 · 工作窃取
负载均衡动态调度
11
数据流优化技术
数据分区 · 数据聚合 · 数据广播
数据流优化技术数据分区
12
流水线级间优化
级间数据传递优化 · 寄存器/缓存使用 · 零拷贝技术
流水线级间优化级间数据传递优化
13
内存与缓存优化
缓存友好设计 · 内存池 · 避免伪共享
内存缓存优化
14
IO优化
异步IO · 直接IO · mmap
IO优化
15
网络数据流优化
TCP/IP优化 · RDMA · 消息传递优化
网络数据流优化TCP/IP
16
GPU与异构流水线
GPU流水线模型 · CPU-GPU数据流 · 异构计算框架（CUDA
GPU异构流水线
17
流处理框架
Apache Flink · Kafka Streams · Spark Streaming的流水…
流处理框架Apache
18
批处理流水线
MapReduce模型 · DAG调度 · Shuffle优化
批处理流水线MapReduce
19
微服务与数据流
微服务间数据流 · 事件驱动架构 · 消息队列与流水线集成
微服务数据流
20
性能建模与预测
排队论基础 · 流水线性能模型 · 模拟与预测工具
性能建模预测
21
性能剖析与监控
常用性能工具（perf · gprof · 火焰图）
性能剖析监控
22
案例实战
图像处理流水线优化（如视频编解码）—…
案例实战图像处理流水线优…
23
案例实战
大数据ETL流水线优化——数据清洗 · 转换 · 加载的吞吐提升
案例实战ETL
24
案例实战
高并发Web请求处理流水线——连接管… · 请求处理 · 响应生成
案例实战Web
25
案例实战
机器学习训练数据流水线——数据加载 · 预处理 · 增强
案例实战机器学习训练数据…
26
常见问题与解决方案
数据倾斜 · 背压失控 · 资源竞争
常见问题解决方案
27
测试与验证
流水线正确性验证 · 压力测试 · 混沌工程
测试验证
28
综合项目
设计一个高吞吐数据流水线系统——需求… · 架构设计 · 实现
综合项目设计一个高吞吐数…
29
前沿趋势
Serverless流水线 · 流批一体 · AI驱动的调度优化
前沿趋势Serverless
30
课程总结与进阶路径
核心知识回顾 · 常见误区 · 推荐资源
课程总结进阶路径