内核性能分析与瓶颈定位

📚 共计 30 章节

性能分析概述

什么是内核性能分析、为什么需要、核心指标：吞吐量·延迟·资源利用率

性能分析工具链概览

perf、eBPF、ftrace、strace、top/htop、vmstat、iostat、sar 等

CPU性能分析

CPU使用率、上下文切换、运行队列、中断处理、软硬中断

内存性能分析

内存使用率、泄漏、Swap、缺页异常、大页内存

磁盘I/O性能分析

IOPS、吞吐量、I/O延迟、调度器、文件系统性能

网络性能分析

吞吐量、延迟、丢包率、TCP状态、socket缓冲区

perf工具详解

perf stat/record/report/top/script 实战用法

eBPF是什么、工作原理、程序类型、与内核关系

eBPF开发入门

BCC工具集、bpftrace脚本、eBPF加载与运行

eBPF性能分析实战

CPU调度延迟、内存分配路径、文件系统I/O分析

ftrace使用指南

ftrace配置、function/function_graph tracer、trace events

strace与ltrace

系统调用/库函数跟踪、性能开销分析

火焰图分析

火焰图原理、生成、解读、识别热点函数

可视化FlameGraph

内核锁竞争分析

自旋锁/互斥锁/读写锁、lockdep、lockstat

调度器性能分析

CFS/实时调度器、调度延迟、负载均衡

内存管理性能分析

伙伴系统、slab分配器、页面回收、NUMA

文件系统性能分析

VFS层、ext4/xfs/btrfs对比、page cache、dentry cache

网络协议栈性能分析

TCP/IP协议栈、socket性能、中断亲和性、RPS/RFS

网络协议栈

虚拟化性能分析

KVM性能、容器、cgroup限制、namespace隔离

虚拟化容器

性能基准测试

UnixBench/Lmbench/sysbench/fio/netperf 使用与解读

性能瓶颈定位方法论

USE方法、RED方法、Google SRE四大黄金信号

CPU瓶颈定位实战

高CPU使用率、上下文切换过高、软中断瓶颈案例

内存瓶颈定位实战

内存泄漏定位、OOM问题、Swap颠簸案例

磁盘I/O瓶颈定位实战

高I/O延迟、I/O拥塞、文件系统锁竞争案例

网络瓶颈定位实战

TCP重传、连接超时、带宽瓶颈案例

内核参数调优

sysctl调优、内核编译选项、cgroup资源限制

性能监控与告警

Prometheus+Grafana监控内核指标、告警规则设计

性能回归测试

自动化测试框架、性能基线、CI/CD集成

大规模系统性能分析

分布式追踪、微服务性能、全链路监控

分布式链路

从零分析真实系统性能问题，输出优化报告