Linux高性能服务器编程

《Linux高性能服务器编程》

基本信息

作者： 游双

出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111425199

上架时间：2013-5-30

出版日期：2013 年6月

开本：16开

页码：1

版次：1-1

所属分类：计算机 > 操作系统 > Linux

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内容简介

计算机书籍

　　《linux高性能服务器编程》是linux服务器编程领域的经典著作，由资深linux软件开发工程师撰写，从网络协议、服务器编程核心要素、原理机制、工具框架等多角度全面阐释了编写高性能linux服务器应用的方法、技巧和思想。不仅理论全面、深入，抓住了重点和难点，还包含两个综合性案例，极具实战意义。

　　 全书共17章，分为3个部分：第一部分对linux服务器编程的核心基础——tcp/ip协议进行了深入的解读和阐述，包括tcp/ip协议族、tcp/ip协议，以及一个经典的tcp/ip通信案例；第二部分对高性能服务器编程的核心要素进行了全面深入的剖析，包含linux网络编程api、高级i/o函数、linux服务器程序规范、高性能服务器程序框架、i/o复用、信号、定时器、高性能i/o框架库libevent、多进程编程、多线程编程、进程池和线程池等内容，原理、技术与方法并重；第三部分从侧重实战的角度讲解了高性能服务器的优化与监测，包含服务器的调制、调试和测试，以及各种实用系统监测工具的使用等内容。

　　 《linux高性能服务器编程》另外免费赠送一个负载均衡服务器程序的完整实际项目的源代码！

目录

《linux高性能服务器编程》

前言

第一篇　tcp/ip协议详解

第1章　tcp/ip协议族 / 2

1.1　tcp/ip协议族体系结构以及主要协议 / 2

1.1.1　数据链路层 / 2

1.1.2　网络层 / 3

1.1.3　传输层 / 4

1.1.4　应用层 / 5

1.2　封装 / 6

1.3　分用 / 7

1.4　测试网络 / 8

1.5　arp协议工作原理 / 9

1.5.1　以太网arp请求/应答报文详解 / 9

1.5.2　arp高速缓存的查看和修改 / 10

1.5.3　使用tcpdump观察arp通信过程 / 10

1.6　dns工作原理 / 12

1.6.1　dns查询和应答报文详解 / 12

1.6.2　linux下访问dns服务 / 14

1.6.3　使用tcpdump观察dns通信过程 / 15

.1.7　socket和tcp/ip协议族的关系 / 16

第2章　ip协议详解 / 17

2.1　ip服务的特点 / 17

2.2　ipv4头部结构 / 18

2.2.1　ipv4头部结构 / 18

2.2.2　使用tcpdump观察ipv4头部结构 / 20

2.3　ip分片 / 21

2.4　ip路由 / 22

2.4.1　ip模块工作流程 / 23

2.4.2　路由机制 / 24

2.4.3　路由表更新 / 25

2.5　ip转发 / 25

2.6　重定向 / 26

2.6.1　icmp重定向报文 / 26

2.6.2　主机重定向实例 / 27

2.7　ipv6头部结构 / 27

2.7.1　ipv6固定头部结构 / 28

2.7.2　ipv6扩展头部 / 29

第3章　tcp协议详解 / 30

3.1　tcp服务的特点 / 30

3.2　tcp头部结构 / 32

3.2.1　tcp固定头部结构 / 32

3.2.2　tcp头部选项 / 33

3.2.3　使用tcpdump观察tcp头部信息 / 35

3.3　tcp连接的建立和关闭 / 37

3.3.1　使用tcpdump观察tcp连接的建立和关闭 / 37

3.3.2　半关闭状态 / 39

3.3.3　连接超时 / 39

3.4　tcp状态转移 / 40

3.4.1　tcp状态转移总图 / 41

3.4.2　time_wait状态 / 43

3.5　复位报文段 / 44

3.5.1　访问不存在的端口 / 44

3.5.2　异常终止连接 / 45

3.5.3　处理半打开连接 / 45

3.6　tcp交互数据流 / 46

3.7　tcp成块数据流 / 48

3.8　带外数据 / 50

3.9　tcp超时重传 / 51

3.10　拥塞控制 / 53

3.10.1　拥塞控制概述 / 53

3.10.2　慢启动和拥塞避免 / 54

3.10.3　快速重传和快速恢复 / 55

第4章　tcp/ip通信案例：访问internet上的web服务器 / 57

4.1　实例总图 / 57

4.2　部署代理服务器 / 58

4.2.1　http代理服务器的工作原理 / 58

4.2.2　部署squid代理服务器 / 59

4.3　使用tcpdump抓取传输数据包 / 60

4.4　访问dns服务器 / 62

4.5　本地名称查询 / 63

4.6　http通信 / 64

4.6.1　http请求 / 65

4.6.2　http应答 / 66

4.7　实例总结 / 68

第二篇　深入解析高性能服务器编程

第5章　linux网络编程基础api / 70

5.1　socket地址api / 70

5.1.1　主机字节序和网络字节序 / 70

5.1.2　通用socket地址 / 71

5.1.3　专用socket地址 / 72

5.1.4　ip地址转换函数 / 73

5.2　创建socket / 74

5.3　命名socket / 75

5.4　监听socket / 76

5.5　接受连接 / 78

5.6　发起连接 / 80

5.7　关闭连接 / 80

5.8　数据读写 / 81

5.8.1　tcp数据读写 / 81

5.8.2　udp数据读写 / 85

5.8.3　通用数据读写函数 / 86

5.9　带外标记 / 87

5.10　地址信息函数 / 87

5.11　socket选项 / 87

5.11.1　so_reuseaddr选项 / 89

5.11.2　so_rcvbuf和so_sndbuf选项 / 89

5.11.3　so_rcvlowat和so_sndlowat选项 / 93

5.11.4　so_linger选项 / 93

5.12　网络信息api / 94

5.12.1　gethostbyname和gethostbyaddr / 94

5.12.2　getservbyname和getservbyport / 95

5.12.3　getaddrinfo / 96

5.12.4　getnameinfo / 98

第6章　高级i/o函数 / 100

6.1　pipe函数 / 100

6.2　dup函数和dup2函数 / 101

6.3　readv函数和writev函数 / 103

6.4　sendfile函数 / 106

6.5　mmap函数和munmap函数 / 107

6.6　splice函数 / 108

6.7　tee函数 / 110

6.8　fcntl函数 / 112

第7章　linux服务器程序规范 / 114

7.1　日志 / 114

7.1.1　linux系统日志 / 114

7.1.2　syslog函数 / 115

7.2　用户信息 / 116

7.2.1　uid、euid、gid和egid / 116

7.2.2　切换用户 / 117

7.3　进程间关系 / 118

7.3.1　进程组 / 118

7.3.2　会话 / 118

7.3.3　用ps命令查看进程关系 / 119

7.4　系统资源限制 / 119

7.5　改变工作目录和根目录 / 120

7.6　服务器程序后台化 / 121

第8章　高性能服务器程序框架 / 123

8.1　服务器模型 / 123

8.1.1　c/s模型 / 123

8.1.2　p2p模型 / 124

8.2　服务器编程框架 / 125

8.3　i/o模型 / 126

8.4　两种高效的事件处理模式 / 127

8.4.1　reactor模式 / 128

8.4.2　proactor模式 / 128

8.4.3　模拟proactor模式 / 129

8.5　两种高效的并发模式 / 130

8.5.1　半同步/半异步模式 / 131

8.5.2　领导者/追随者模式 / 134

8.6　有限状态机 / 136

8.7　提高服务器性能的其他建议 / 144

8.7.1　池 / 144

8.7.2　数据复制 / 145

8.7.3　上下文切换和锁 / 145

第9章　i/o复用 / 146

9.1　select系统调用 / 146

9.1.1　select api / 146

9.1.2　文件描述符就绪条件 / 148

9.1.3　处理带外数据 / 148

9.2　poll系统调用 / 150

9.3　epoll系列系统调用 / 151

9.3.1　内核事件表 / 151

9.3.2　epoll_wait函数 / 152

9.3.3　lt和et模式 / 153

9.3.4　epolloneshot事件 / 157

9.4　三组i/o复用函数的比较 / 161

9.5　i/o复用的高级应用一：非阻塞connect / 162

9.6　i/o复用的高级应用二：聊天室程序 / 165

9.6.1　客户端 / 165

9.6.2　服务器 / 167

9.7　i/o复用的高级应用三：同时处理tcp和udp服务 / 171

9.8　超级服务xinetd / 175

9.8.1　xinetd配置文件 / 175

9.8.2　xinetd工作流程 / 176

第10章　信号 / 178

10.1　linux信号概述 / 178

10.1.1　发送信号 / 178

10.1.2　信号处理方式 / 179

10.1.3　linux信号 / 179

10.1.4　中断系统调用 / 181

10.2　信号函数 / 181

10.2.1　signal系统调用 / 181

10.2.2　sigaction系统调用 / 181

10.3　信号集 / 182

10.3.1　信号集函数 / 182

10.3.2　进程信号掩码 / 183

10.3.3　被挂起的信号 / 183

10.4　统一事件源 / 184

10.5　网络编程相关信号 / 188

10.5.1　sighup / 188

10.5.2　sigpipe / 189

10.5.3　sigurg / 190

第11章　定时器 / 193

11.1　socket选项so_rcvtimeo和so_sndtimeo / 193

11.2　 sigalrm信号 / 195

11.2.1　基于升序链表的定时器 / 195

11.2.2　处理非活动连接 / 200

11.3　i/o复用系统调用的超时参数 / 205

11.4　高性能定时器 / 206

11.4.1　时间轮 / 206

11.4.2　时间堆 / 211

第12章　高性能i/o框架库libevent / 218

12.1　i/o框架库概述 / 218

12.2　libevent源码分析 / 220

12.2.1　一个实例 / 220

12.2.2　源代码组织结构 / 222

12.2.3　event结构体 / 224

12.2.4　往注册事件队列中添加事件处理器 / 226

12.2.5　往事件多路分发器中注册事件 / 230

12.2.6　eventop结构体 / 233

12.2.7　event_base结构体 / 235

12.2.8　事件循环 / 236

第13章　多进程编程 / 239

13.1　fork系统调用 / 239

13.2　exec系列系统调用 / 240

13.3　处理僵尸进程 / 240

13.4　管道 / 241

13.5　信号量 / 243

13.5.1　信号量原语 / 243

13.5.2　semget系统调用 / 244

13.5.3　semop系统调用 / 245

13.5.4　semctl系统调用 / 247

13.5.5　特殊键值ipc_private / 249

13.6　共享内存 / 251

13.6.1　shmget系统调用 / 251

13.6.2　shmat和shmdt系统调用 / 252

13.6.3　shmctl系统调用 / 253

13.6.4　共享内存的posix方法 / 254

13.6.5　共享内存实例 / 254

13.7　消息队列 / 263

13.7.1　msgget系统调用 / 263

13.7.2　msgsnd系统调用 / 264

13.7.3　msgrcv系统调用 / 264

13.7.4　msgctl系统调用 / 265

13.8　ipc命令 / 266

13.9　在进程间传递文件描述符 / 267

第14章　多线程编程 / 269

14.1　linux线程概述 / 269

14.1.1　线程模型 / 269

14.1.2　linux线程库 / 270

14.2　创建线程和结束线程 / 271

14.3　线程属性 / 273

14.4　posix信号量 / 275

14.5　互斥锁 / 276

14.5.1　互斥锁基础api / 276

14.5.2　互斥锁属性 / 277

14.5.3　死锁举例 / 278

14.6　条件变量 / 279

14.7　线程同步机制包装类 / 280

14.8　多线程环境 / 282

14.8.1　可重入函数 / 282

14.8.2　线程和进程 / 283

14.8.3　线程和信号 / 284

第15章　进程池和线程池 / 287

15.1　进程池和线程池概述 / 287

15.2　处理多客户 / 288

15.3　半同步/半异步进程池实现 / 289

15.4　用进程池实现的简单cgi服务器 / 298

15.5　半同步/半反应堆线程池实现 / 301

15.6　用线程池实现的简单web服务器 / 304

15.6.1　http_conn类 / 304

15.6.2　main函数 / 318

第三篇　高性能服务器优化与监测

第16章　服务器调制、调试和测试 / 324

16.1　最大文件描述符数 / 324

16.2　调整内核参数 / 325

16.2.1　/proc/sys/fs目录下的部分文件 / 325

16.2.2　/proc/sys/net目录下的部分文件 / 325

16.3　gdb调试 / 326

16.3.1　用gdb调试多进程程序 / 326

16.3.2　用gdb调试多线程程序 / 328

16.4　压力测试 / 329

第17章　系统监测工具 / 333

17.1　tcpdump / 333

17.2　lsof / 334

17.3　nc / 336

17.4　strace / 338

17.5　netstat / 341

17.6　vmstat / 342

17.7　ifstat / 344

17.8　mpstat / 344

参考文献 / 346

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