Linux高性能服务器编程

前言

第一篇　TCPIP协议详解

第1章　TCPIP协议族

1.1　TCPIP协议族体系结构以及主要协议

1.1.1　数据链路层

1.1.2　网络层

1.1.3　传输层

1.1.4　应用层

1.2　封装

1.3　分用

1.4　测试网络

1.5　ARP协议工作原理

1.5.1　以太网ARP请求应答报文详解

1.5.2　ARP高速缓存的查看和修改

1.5.3　使用tcpdump观察ARP通信过程

1.6　DNS工作原理

1.6.1　DNS查询和应答报文详解

1.6.2　Linux下访问DNS服务

1.6.3　使用tcpdump观察DNS通信过程

1.7　socket和TCPIP协议族的关系

第2章　IP协议详解

2.1　IP服务的特点

2.2　IPv4头部结构

2.2.1　IPv4头部结构

2.2.2　使用tcpdump观察IPv4头部结构

2.3　IP分片

2.4　IP路由

2.4.1　IP模块工作流程

2.4.2　路由机制

2.4.3　路由表更新

2.5　IP转发

2.6　重定向

2.6.1　ICMP重定向报文

2.6.2　主机重定向实例

2.7　IPv6头部结构

2.7.1　IPv6固定头部结构

2.7.2　IPv6扩展头部

第3章　TCP协议详解

3.1　TCP服务的特点

3.2　TCP头部结构

3.2.1　TCP固定头部结构

3.2.2　TCP头部选项

3.2.3　使用tcpdump观察TCP头部信息

3.3　TCP连接的建立和关闭

3.3.1　使用tcpdump观察TCP连接的建立和关闭

3.3.2　半关闭状态

3.3.3　连接超时

3.4　TCP状态转移

3.4.1　TCP状态转移总图

3.4.2　TIME_WAIT状态

3.5　复位报文段

3.5.1　访问不存在的端口

3.5.2　异常终止连接

3.5.3　处理半打开连接

3.6　TCP交互数据流

3.7　TCP成块数据流

3.8　带外数据

3.9　TCP超时重传

3.10　拥塞控制

3.10.1　拥塞控制概述

3.10.2　慢启动和拥塞避免

3.10.3　快速重传和快速恢复

第4章　TCPIP通信案例：访问Internet上的Web服务器

4.1　实例总图

4.2　部署代理服务器

4.2.1　HTTP代理服务器的工作原理

4.2.2　部署squid代理服务器

4.3　使用tcpdump抓取传输数据包

4.4　访问DNS服务器

4.5　本地名称查询

4.6　HTTP通信

4.6.1　HTTP请求

4.6.2　HTTP应答

4.7　实例总结

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

5.1　socket地址API

5.1.1　主机字节序和网络字节序

5.1.2　通用socket地址

5.1.3　专用socket地址

5.1.4　IP地址转换函数

5.2　创建socket

5.3　命名socket

5.4　监听socket

5.5　接受连接

5.6　发起连接

5.7　关闭连接

5.8　数据读写

5.8.1　TCP数据读写

5.8.2　UDP数据读写

5.8.3　通用数据读写函数

5.9　带外标记

5.10　地址信息函数

5.11　socket选项

5.11.1　SO_REUSEADDR选项

5.11.2　SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项

5.11.3　SO_RCVLOWAT和SO_SNDLOWAT选项

5.11.4　SO_LINGER选项

5.12　网络信息API

5.12.1　gethostbyname和gethostbyaddr

5.12.2　getservbyname和getservbyport

5.12.3　getaddrinfo

5.12.4　getnameinfo

第6章　高级IO函数

6.1　pipe函数

6.2　dup函数和dup2函数

6.3　readv函数和writev函数

6.4　sendfile函数

6.5　mmap函数和munmap函数

6.6　splice函数

6.7　tee函数

6.8　fcntl函数

第7章　Linux服务器程序规范

7.1　日志

7.1.1　Linux系统日志

7.1.2　syslog函数

7.2　用户信息

7.2.1　UID、EUID、GID和EGID

7.2.2　切换用户

7.3　进程间关系

7.3.1　进程组

7.3.2　会话

7.3.3　用ps命令查看进程关系

7.4　系统资源限制

7.5　改变工作目录和根目录

7.6　服务器程序后台化

第8章　高性能服务器程序框架

8.1　服务器模型

8.1.1　CS模型

8.1.2　P2P模型

8.2　服务器编程框架

8.3　IO模型

8.4　两种高效的事件处理模式

8.4.1　Reactor模式

8.4.2　Proactor模式

8.4.3　模拟Proactor模式

8.5　两种高效的并发模式

8.5.1　半同步半异步模式

8.5.2　领导者追随者模式

8.6　有限状态机

8.7　提高服务器性能的其他建议

8.7.1　池

8.7.2　数据复制

8.7.3　上下文切换和锁

第9章　IO复用

9.1　select系统调用

9.1.1　select API

9.1.2　文件描述符就绪条件

9.1.3　处理带外数据

9.2　poll系统调用

9.3　epoll系列系统调用

9.3.1　内核事件表

9.3.2　epoll_wait函数

9.3.3　LT和ET模式

9.3.4　EPOLLONESHOT事件

9.4　三组IO复用函数的比较

9.5　IO复用的高级应用一：非阻塞connect

9.6　IO复用的高级应用二：聊天室程序

9.6.1　客户端

9.6.2　服务器

9.7　IO复用的高级应用三：同时处理TCP和UDP服务

9.8　超级服务xinetd

9.8.1　xinetd配置文件

9.8.2　xinetd工作流程

第10章　信号

10.1　Linux信号概述

10.1.1　发送信号

10.1.2　信号处理方式

10.1.3　Linux信号

10.1.4　中断系统调用

10.2　信号函数

10.2.1　signal系统调用

10.2.2　sigaction系统调用

10.3　信号集

10.3.1　信号集函数

10.3.2　进程信号掩码

10.3.3　被挂起的信号

10.4　统一事件源

10.5　网络编程相关信号

10.5.1　SIGHUP

10.5.2　SIGPIPE

10.5.3　SIGURG

第11章　定时器

11.1　socket选项SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO

11.2　 SIGALRM信号

11.2.1　基于升序链表的定时器

11.2.2　处理非活动连接

11.3　IO复用系统调用的超时参数

11.4　高性能定时器

11.4.1　时间轮

11.4.2　时间堆

第12章　高性能IO框架库Libevent

12.1　IO框架库概述

12.2　Libevent源码分析

12.2.1　一个实例

12.2.2　源代码组织结构

12.2.3　event结构体

12.2.4　往注册事件队列中添加事件处理器

12.2.5　往事件多路分发器中注册事件

12.2.6　eventop结构体

12.2.7　event_base结构体

12.2.8　事件循环

第13章　多进程编程

13.1　fork系统调用

13.2　exec系列系统调用

13.3　处理僵尸进程

13.4　管道

13.5　信号量

13.5.1　信号量原语

13.5.2　semget系统调用

13.5.3　semop系统调用

13.5.4　semctl系统调用

13.5.5　特殊键值IPC_PRIVATE

13.6　共享内存

13.6.1　shmget系统调用

13.6.2　shmat和shmdt系统调用

13.6.3　shmctl系统调用

13.6.4　共享内存的POSIX方法

13.6.5　共享内存实例

13.7　消息队列

13.7.1　msgget系统调用

13.7.2　msgsnd系统调用

13.7.3　msgrcv系统调用

13.7.4　msgctl系统调用

13.8　IPC命令

13.9　在进程间传递文件描述符

第14章　多线程编程

14.1　Linux线程概述

14.1.1　线程模型

14.1.2　Linux线程库

14.2　创建线程和结束线程

14.3　线程属性

14.4　POSIX信号量

14.5　互斥锁

14.5.1　互斥锁基础API

14.5.2　互斥锁属性

14.5.3　死锁举例

14.6　条件变量

14.7　线程同步机制包装类

14.8　多线程环境

14.8.1　可重入函数

14.8.2　线程和进程

14.8.3　线程和信号

第15章　进程池和线程池

15.1　进程池和线程池概述

15.2　处理多客户

15.3　半同步半异步进程池实现

15.4　用进程池实现的简单CGI服务器

15.5　半同步半反应堆线程池实现

15.6　用线程池实现的简单Web服务器

15.6.1　http_conn类

15.6.2　main函数

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

16.1　最大文件描述符数

16.2　调整内核参数

16.2.1　procsysfs目录下的部分文件

16.2.2　procsysnet目录下的部分文件

16.3　gdb调试

16.3.1　用gdb调试多进程程序

16.3.2　用gdb调试多线程程序

16.4　压力测试

第17章　系统监测工具

17.1　tcpdump

17.2　lsof

17.3　nc

17.4　strace

17.5　netstat

17.6　vmstat

17.7　ifstat

17.8　mpstat

参考文献

《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。
　　《Linux高性能服务器编程》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。
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