01
零拷贝技术概述
什么是零拷贝 · 传统IO模型痛点 · 核心思想 · DMA与CPU协作 · mmap原理 · sendfile · splice · 适用场景
基础概念
02
传统IO模型深度剖析
read+write流程 · 上下文切换开销 · 内核态与用户态拷贝 · 磁盘到网卡路径 · 性能瓶颈 · 10万笔/秒行情IO瓶颈
分析性能
03
mmap内存映射
mmap工作原理 · 虚拟内存与物理内存映射 · 页表与缺页中断 · mmap vs read · 行情快照应用 · 实战读取Level-2
内存实战
04
sendfile零拷贝
sendfile系统调用详解 · 磁盘到网卡直接路径 · vs mmap+write · 局限性 · TCP协议栈优化 · 分发历史行情
零拷贝实战
05
splice管道机制
splice系统调用 · 管道缓冲区原理 · vs sendfile · 流式行情应用 · 避免数据回流 · 构建行情数据管道
管道流式
06
共享内存 (Shared Memory)
System V · POSIX共享内存 · 生命周期管理 · 信号量/互斥锁 · 行情网关应用 · 多进程共享快照
IPC共享
07
零拷贝网络编程
epoll+零拷贝 · TCP_NODELAY · Nagle算法 · SO_RCVBUF/SO_SNDBUF · 内核旁路(DPDK简介) · TCP行情服务器
网络epoll
08
内存池技术
内存碎片 · 固定大小内存池 · 伙伴算法 · slab分配器 · 无锁内存池 · 行情对象内存池实现
内存优化
09
无锁数据结构
CAS原子操作 · 内存屏障 · 无锁队列(Ring Buffer) · 多生产者多消费者 · ABA问题 · 无锁订阅队列
无锁并发
10
缓存行与伪共享
CPU缓存层次 · 缓存行大小 · 伪共享诊断 · 缓存行对齐 · __attribute__((aligned)) · 优化行情结构体
CPU性能
11
预取与批量处理
硬件预取 · 软件预取(__builtin_prefetch) · 批量vs逐笔 · 批量系统调用 · 批量行情解码
预取批量
12
序列化与反序列化优化
FlatBuffers · Cap'n Proto · Protobuf vs 零拷贝 · 直接内存访问序列化 · 用FlatBuffers编码行情
序列化高效
13
RDMA技术入门
RDMA架构 · InfiniBand vs RoCE vs iWARP · verbs API · 内存注册 · RDMA传输行情快照
RDMA高速
14
DPDK数据平面
DPDK架构 · UIO/VFIO · 大页内存 · 无锁环(rte_ring) · 轮询模式驱动 · 接收行情UDP组播
DPDK用户态
15
内核旁路技术
XDP (eXpress Data Path) · AF_XDP套接字 · eBPF程序挂载 · 内核旁路vs零拷贝 · XDP过滤行情包
XDPeBPF
16
行情网关架构设计
网关分层 · 协议解析层 · 数据分发层 · 高可用设计 · 延迟测量 · 设计百万级行情网关
架构网关
17
行情订阅发布模式
主题订阅 · 通配符匹配 · 订阅树算法 · 发布/订阅延迟优化 · 高效行情订阅引擎
订阅模式
18
行情快照与增量
快照全量推送 · 增量更新 · 快照重建 · 版本控制 · 快照+增量混合推送
快照增量
19
行情数据压缩
LZ4 vs Zstd vs Snappy · 压缩对延迟影响 · 字典压缩 · 列式压缩 · 实时压缩行情流
压缩算法
20
时间戳优化
高精度时间同步(PTP) · 内核时间戳 · 用户态时间戳 · 时间戳压缩 · 纳秒级行情时间戳
时间精度
21
多线程与多核优化
线程亲和性 · CPU隔离 · 中断亲和性 · 超线程影响 · 绑定行情线程到专用核心
多核亲和性
22
内存屏障与顺序一致性
StoreLoad屏障 · LoadLoad屏障 · StoreStore屏障 · volatile语义 · 保证行情数据可见性
屏障可见性
23
性能剖析与调优
perf工具 · 火焰图分析 · gprof · valgrind · 延迟分布统计 · 定位行情系统瓶颈
调优perf
24
测试与基准测试
延迟测试方法 · 吞吐量测试 · 稳定性测试 · 混沌工程 · 构建行情系统测试框架
测试基准
25
生产环境部署
NUMA架构优化 · 网卡多队列 · RSS与Flow Director · BIOS设置 · 部署低延迟行情系统
部署NUMA
26
监控与告警
延迟监控 · 丢包监控 · 内存监控 · 自定义指标 · Grafana面板 · 搭建监控大盘
监控Grafana
27
容错与恢复
主备切换 · 数据一致性 · 故障检测 · 快速恢复 · 实现行情网关主备切换
容错高可用
28
安全与风控
行情数据加密 · 访问控制 · 防重放攻击 · 速率限制 · 加固行情系统安全
安全风控
29
实战项目一：低延迟行情接收器
需求分析 · 架构设计 · 编码实现 · 性能测试 · 部署上线
项目接收器
30
实战项目二：行情数据分发平台
多协议支持 · 动态路由 · 负载均衡 · 灰度发布 · 运维实践
项目分发