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Linux slab与slub分配器选型及性能调优

共计 30 章节

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内存管理概述

Linux内核内存管理层次结构 · 伙伴系统与slab/slub的关系 · slab分配器的历史背景

内存管理概述Linux

slab分配器核心概念

对象缓存(object cache) · slab缓存行 · 着色(coloring)

slab分配器核心概念

slab分配器数据结构

struct kmem_cache · struct slab · struct page

slab分配器数据结构

slab分配器初始化流程

kmem_cache_init() · kmem_cache_create(… · gfp标志与行为

slab分配器初始化流程

slab分配器分配路径

__kmem_cache_alloc… · 从本地缓存获取 · 从共享缓存获取

slab分配器分配路径

slab分配器释放路径

kmem_cache_free() · 返回本地缓存 · 返回slab链表

slab分配器释放路径

slab分配器着色机制

着色目的 · 着色偏移计算 · 着色对缓存命中率的影响

slab分配器着色机制

slab分配器性能瓶颈

全局锁竞争 · 缓存行抖动 · NUMA感知不足

slab分配器性能瓶颈

slub分配器设计动机

简化数据结构 · 减少元数据开销 · 提高NUMA亲和性

slub分配器设计动机

slub分配器核心数据结构

struct kmem_cache · struct kmem_cache_… · struct page

slub分配器核心数据结…

slub分配器初始化流程

kmem_cache_init() · kmem_cache_create(… · min_partial与max_pa…

slub分配器初始化流程

slub分配器分配路径

slab_alloc() · 从本地CPU freelist获取 · 从partial链表获取

slub分配器分配路径

slub分配器释放路径

slab_free() · 返回本地CPU freelist · 放入partial链表

slub分配器释放路径

slub分配器批量操作

批量分配(bulk alloc) · 批量释放(bulk free) · 性能提升原理

slub分配器批量操作

slub分配器NUMA优化

node-local分配 · 远程缓存 · node partial链表

slub分配器调试功能

red zoning · poisoning · tracking

slub分配器调试功能

slab与slub数据结构对比

kmem_cache结构差异 · slab/slub描述符大小 · page结构复用

slab与slub分配路径对比

本地缓存命中率 · 锁竞争程度 · 路径长度

slab与slub释放路径对比

释放开销 · 缓存回收策略 · partial链表管理

slab与slub内存开销对比

元数据开销 · 内部碎片 · 外部碎片

slab与slub性能基准测试

lmbench · hackbench · 内核编译

slab与slub可扩展性对比

多核扩展性 · NUMA扩展性 · 大内存系统表现

slab与slub调试能力对比

内置调试选项 · 内存错误检测 · 泄漏追踪

slab与slub配置与切换

内核配置选项(CONFIG_SLAB… · 运行时切换 · 默认选择

slab与slub在嵌入式系统中的应用

内存受限环境 · 实时性要求 · 功耗优化

slab与slub在大型服务器中的应用

数百GB内存 · 数百CPU核心 · 虚拟化场景

slab与slub的演进与未来

slob分配器简介 · SLUB成为默认 · 未来优化方向

slab与slub源码分析技巧

关键函数入口 · 调试接口(/proc/slabinf… · /sys/kernel/slab)

slab与slub实战调优

调整缓存大小 · 调整partial阈值 · 使用slabinfo工具

总结与展望

slab与slub选择建议 · 内存管理发展趋势 · 学习资源推荐