01
零拷贝技术概述
什么是零拷贝 · 交易系统为何需要 · 传统IO对比 · mmap/sendfile/splice三种核心机制
入门核心概念
02
Linux内核IO栈深度解析
用户态/内核态 · 上下文切换代价 · DMA/PIO · PageCache · 中断与轮询
内核IO栈
03
mmap内存映射原理
mmap系统调用 · 虚拟/物理内存映射 · 缺页中断 · 交易系统应用场景
内存映射mmap
04
sendfile零拷贝机制
sendfile系统调用 · DMA引擎协同 · scatter/gather · 行情分发应用
sendfileDMA
05
splice管道零拷贝
splice系统调用 · 管道缓冲区 · splice vs sendfile · 日志落盘应用
splice管道
06
TCP/IP协议栈零拷贝
TSO · LRO · UFO/GSO · 网卡硬件卸载
协议栈硬件卸载
07
RDMA技术入门
RDMA定义 · InfiniBand/RoCE/iWARP · SEND/RECV/READ/WRITE · 极速交易
RDMA高速网络
08
DPDK数据平面开发套件
DPDK架构 · UIO/VFIO · 大页内存 · PMD轮询 · 行情网关实践
DPDK用户态
09
共享内存与无锁队列
System V/POSIX共享内存 · CAS/内存屏障 · RingBuffer实现
无锁共享内存
10
内存屏障与缓存一致性
CPU缓存架构 · MESI协议 · 写/读屏障 · volatile/atomic
缓存内存屏障
11
NUMA架构与内存亲和性
NUMA节点拓扑 · 跨节点代价 · 内存/CPU绑定 · numactl实战
NUMA性能
12
交易系统数据流全景
行情接收→订单处理→风控→撮合→成交回报 · 延迟瓶颈分析
架构全链路
13
行情网关零拷贝设计
Binary/JSON/Protobuf · mmap缓存 · 共享内存分发 · 多播优化
行情零拷贝
14
订单网关零拷贝设计
序列化/反序列化 · FlatBuffers/Cap'n Proto · 直接内存访问
订单序列化
15
撮合引擎零拷贝设计
订单簿(红黑树/跳表/哈希) · 内存池 · 无锁撮合 · 批量处理
撮合无锁
16
风控系统零拷贝设计
前置规则引擎 · 黑白名单 · 资金校验 · Redis/Memcached零拷贝交互
风控内存数据库
17
日志系统零拷贝设计
异步日志 · mmap缓冲区 · splice落盘 · 压缩归档
日志splice
18
网络协议栈优化
TCP_NODELAY · QUICKACK · SO_RCVBUF/SNDBUF · epoll vs io_uring
网络调优
19
io_uring异步IO框架
io_uring原理 · SQ/CQ队列 · poll模式 · 交易系统应用
异步IOio_uring
20
内存池技术
固定大小内存池 · Slab分配器 · TLS缓存 · 订单对象管理
内存池Slab
21
CPU缓存行对齐
缓存行大小 · 伪共享 · __attribute__((aligned)) · padding实战
缓存行伪共享
22
分支预测与流水线优化
分支预测 · likely/unlikely · 循环展开 · 函数内联
CPU流水线
23
编译优化与链接
GCC/Clang优化(-O2/-O3/-Ofast) · LTO · PGO
编译LTO
24
性能基准测试与Profiling
perf · 火焰图 · gprof · valgrind · P50/P99/P999
性能分析
25
全链路延迟追踪
分布式追踪(OpenTracing) · eBPF · bpftrace · 延迟热点定位
追踪eBPF
26
高可用与容错设计
主备切换 · 心跳检测 · 故障恢复 · WAL/Checkpoint
高可用容错
27
交易系统安全加固
ASLR/NX · 栈保护 · SELinux · seccomp沙箱
安全加固
28
实战案例一：极速行情分发
基于mmap · 需求分析→性能测试 · 完整实现
实战mmap
29
实战案例二：极速交易网关
DPDK+RDMA · 架构设计 · 编码实现 · 调优过程
实战DPDK+RDMA
30
课程总结与未来展望
零拷贝演进 · CXL内存池 · SmartNIC/DPU · 可编程交换机
趋势总结