第1章
吞吐优化入门
什么是吞吐量？为什么优化如此重要？核心指标：QPS、TPS、IOPS、带宽与衡量方法。
基础指标
第2章
性能基准测试
建立科学基准，工具选型(wrk/ab/JMeter/sysbench)，环境搭建与数据采集。
测试工具
第3章
计算机体系结构基础
CPU/内存/磁盘/网络四大瓶颈分析，Amdahl定律与优化上限。
体系瓶颈
第4章
CPU层面吞吐优化
缓存命中率、分支预测、指令级并行(ILP)、多核并行与负载均衡。
CPU并行
第5章
内存层面吞吐优化
分配策略(TCMalloc/jemalloc)、内存池、零拷贝、缓存行对齐。
内存零拷贝
第6章
磁盘I/O吞吐优化
顺序/随机读写、调度算法、RAID、SSD优化、异步I/O与Direct I/O。
磁盘I/O
第7章
网络吞吐优化
TCP/IP调优、缓冲区、epoll vs select/poll、RDMA、HTTP/2与HTTP/3。
网络协议
第8章
并发编程与吞吐
多线程/多进程、线程池、协程(goroutine/fiber)、锁优化(无锁/CAS)。
并发协程
第9章
数据库吞吐优化(上)
索引优化(B+树/哈希/覆盖)、查询优化器、连接池、读写分离与分库分表。
数据库索引
第10章
数据库吞吐优化(下)
NoSQL吞吐特性(Redis/MongoDB)、LRU/LFU、数据分片与一致性哈希。
NoSQL缓存
第11章
消息队列与吞吐
Kafka/RabbitMQ/RocketMQ对比、批量处理、消息压缩、分区与并行度。
消息队列Kafka
第12章
缓存系统吞吐优化
本地缓存(Caffeine/Guava) vs 分布式缓存(Redis Cluster/Memcached)，穿透/击穿/雪崩。
缓存分布式
第13章
CDN与边缘计算
静态/动态加速、边缘节点计算、全球负载均衡(GSLB)对吞吐的提升。
CDN边缘
第14章
负载均衡与网关
Nginx/HAProxy/Envoy对比、四层vs七层、健康检查与熔断降级。
网关负载均衡
第15章
API网关与限流
网关瓶颈、限流算法(令牌桶/漏桶/滑动窗口)、熔断与降级策略。
限流网关
第16章
微服务架构吞吐优化
服务间调用(gRPC vs REST)、服务网格、异步通信与事件驱动。
微服务gRPC
第17章
数据序列化与吞吐
JSON vs Protobuf vs Avro vs Thrift、二进制协议、压缩(Snappy/Zstd)。
序列化压缩
第18章
批处理与流处理
MapReduce/Spark/Flink吞吐特性、数据倾斜、背压、窗口优化。
大数据流处理
第19章
GPU与异构计算
GPU架构、CUDA入门、在图像/AI推理/科学计算中的吞吐优化。
GPU异构
第20章
操作系统内核调优
Linux内核参数(somaxconn/swappiness/I/O调度)、cgroups、NUMA亲和性。
内核Linux
第21章
容器化与吞吐
Docker资源限制、K8s HPA、Pod资源请求/限制、网络插件(Calico/Flannel)。
容器K8s
第22章
全链路压测与瓶颈定位
全链路压测方法论、分布式追踪(Jaeger/Zipkin)、火焰图、perf/pprof。
压测追踪
第23章
日志系统吞吐优化
日志采集(Filebeat/Fluentd)、传输(Kafka)、存储(ES)优化、异步日志。
日志ELK
第24章
前端吞吐优化
资源加载(懒加载/预加载)、代码分割、SSR vs CSR、HTTP缓存、WebP/AVIF。
前端性能
第25章
移动端吞吐优化
网络请求优化(连接复用/DNS预解析)、数据缓存、渲染优化、电量平衡。
移动端优化
第26章
高可用与吞吐的平衡
冗余设计、故障转移、读写分离、最终一致性、CAP理论取舍。
高可用CAP
第27章
成本与吞吐的平衡
弹性伸缩(Auto Scaling)、预留/按需/Spot实例、成本监控与优化。
成本弹性
第28章
吞吐优化的监控与告警
Prometheus+Grafana、自定义指标、告警规则、SLO/SLA/SLI。
监控告警
第29章
实战案例(一)：电商大促
秒杀系统、商品详情页、订单系统吞吐优化，全链路压测与调优。
电商秒杀
第30章
实战案例(二)：视频直播
推流/转码/分发/播放吞吐优化，总结回顾与最佳实践。
直播视频