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网络编程性能优化实战

📚 共计 30 章节

网络编程基础回顾

Socket编程模型、TCP/UDP协议对比、阻塞与非阻塞IO

SocketTCP/UDPIO模型

性能瓶颈分析

网络延迟、带宽限制、CPU上下文切换、内存拷贝开销

延迟带宽上下文切换

IO多路复用（上）

select/poll的原理与实战，以及它们的性能缺陷

selectpoll缺陷

IO多路复用（下）

epoll的机制、边缘触发与水平触发，以及实战案例

epollET/LT实战

Python asyncio库的核心概念（事件循环、协程、Future），以及一个简单的HTTP服务器实现

asyncio协程HTTP

零拷贝技术

sendfile、splice、mmap的原理，以及在文件传输中的应用

零拷贝sendfilemmap

连接池与复用

HTTP连接池（urllib3/requests）、数据库连接池（DBUtils）的设计与实现

连接池urllib3DBUtils

序列化与反序列化优化

JSON、Protobuf、MessagePack的性能对比与选型

JSONProtobufMessagePack

缓冲区管理

环形缓冲区、内存池的设计，以及如何避免频繁的内存分配

环形缓冲区内存池性能

并发模型对比

多线程、多进程、协程的适用场景与性能对比

多线程多进程协程

GIL对网络编程的影响

GIL的原理、如何绕过GIL（多进程、C扩展、异步）

GIL多进程C扩展

高性能DNS解析

c-ares库的使用、DNS缓存、异步DNS解析

c-aresDNS缓存异步

会话复用、OCSP Stapling、TLS 1.3的新特性

HTTP/2与HTTP/3

多路复用、头部压缩、服务器推送、QUIC协议

HTTP/2HTTP/3QUIC

WebSocket优化

帧格式、掩码、心跳机制、以及大规模连接管理

WebSocket心跳连接管理

负载均衡策略

轮询、最少连接、一致性哈希，以及LVS/Nginx的配置实战

负载均衡一致性哈希Nginx

限流与熔断

令牌桶、漏桶算法，以及Hystrix/Resilience4j的降级策略

限流熔断Hystrix

网络超时与重试

指数退避、抖动、超时链路的设置

超时指数退避抖动

TCP参数调优

TCP_NODELAY、TCP_QUICKACK、SO_RCVBUF、SO_SNDBUF

TCP_NODELAY缓冲区调优

内核参数调优

net.core.somaxconn、net.ipv4.tcp_tw_reuse、net.ipv4.tcp_fastopen

内核tcp_tw_reusetcp_fastopen

网络监控与诊断

iftop、nethogs、tcpdump、Wireshark的使用技巧

tcpdumpWireshark监控

性能测试工具

wrk、ab、locust、JMeter的对比与使用

全链路追踪

OpenTracing、Jaeger、Zipkin在微服务中的应用

OpenTracingJaegerZipkin

容器网络优化

Docker网络模式、CNI插件、Calico与Flannel的性能对比

DockerCNICalico

云原生网络

Service Mesh（Istio）、eBPF、Cilium的架构与性能

IstioeBPFCilium

RDMA与高性能网络

InfiniBand、RoCE、DPDK的简介与应用场景

RDMADPDKInfiniBand

CDN与边缘计算

静态资源加速、动态加速、边缘节点的缓存策略

CDN边缘计算缓存

Web应用防火墙（WAF）

SQL注入、XSS、CC攻击的防御与性能开销

WAFSQL注入CC攻击

实战案例一：百万级并发IM

设计一个百万级并发IM系统的架构

IM高并发架构

实战案例二：高性能API网关

从零构建一个高性能API网关（基于Netty/Go）

API网关NettyGo