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操作系統實驗教程――WEB服務器性能優化 版權信息
- ISBN：9787121462511
- 條形碼：9787121462511 ; 978-7-121-46251-1
- 裝幀：平塑
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
操作系統實驗教程――WEB服務器性能優化 內容簡介
操作系統相關理論較為抽象和難懂，對于很多初學者來說很難理解這些抽象的內容。本書以“學以致用”為目標，以構建一個高性能Web服務器為案例，將操作系統的處理器管理、內存管理和文件管理的相關理論融入到Web服務器構建的過程中。隨著將操作系統中的這些理論逐步融入到Web服務器，讀者會發現Web服務器的并發訪問性能在逐步提高，這能極大地激發讀者的學習興趣。本書中的實驗先易后難，從一個簡單的單進程Web服務器開始，通過引入多進程、多線程、同步互斥、頁面緩存及替換、內存分配及管理、文件系統、網絡通信和零拷貝等概念和算法，逐步提高Web服務器并發訪問性能。本書中的實驗強調數據分析，通過在程序代碼中加入性能統計參數以及應用性能評估工具來獲得Web服務器運行狀態數據；通過數據分析獲得影響Web服務器并發訪問性能的關鍵問題；通過引入操作系統的相關理論來解決這些問題。本書既可作為“操作系統”課程的配套實驗教材，也可以作為系統編程人員動手實踐的參考教材。
操作系統實驗教程――WEB服務器性能優化 目錄
第1章 Web服務器開發基礎 1
1.1 Web服務器簡介 1
1.2 TCP/IP協議族與HTTP 2
1.2.1 TCP/IP協議族 2
1.2.2 HTTP 2
1.3 Socket編程 6
1.4 開發環境與測試環境 14
1.4.1 GCC 15
1.4.2 構建makefile 20
1.4.3 GDB 20
1.4.4 服務性能測試工具 26
1.4.5 性能指標 34
1.5 實驗1 Web服務器的初步實現 35
第2章 Web服務器的多進程和多線程模型 37
2.1 背景介紹 37
2.2 進程模型 37
2.2.1 Linux中創建進程的相關函數 37
2.2.2 Linux中進程間通信的相關函數 39
2.2.3 多進程Web服務器模型 47
2.2.4 實驗2 Web服務器的多進程模型實現 48
2.3 線程模型 49
2.3.1 Linux線程模型 49
2.3.2 POSIX 線程庫接口 49
2.3.3 Linux線程間的同步與互斥 53
2.3.4 Web服務器的多線程模型 55
2.3.5 實驗3 Web服務器的多線程模型 61
2.4 線程池模型 62
2.4.1 實驗4 Web服務器的線程池模型 67
2.5 業務分割模型 67
2.5.1 實驗5 Web服務器的業務分割模型 70
2.6 混合模型 71
2.6.1 實驗6 Web服務器的混合模型 73
第3章 Web服務器的內存管理 74
3.1 背景介紹 74
3.2 Web頁面的緩存邏輯結構 75
3.3 Web頁面的緩存置換算法 81
3.3.1 實驗7 Web服務器頁面緩存及其替換方法評估 88
3.4 Web服務器的內存管理模型 88
3.4.1 Linux內核內存管理模型 89
3.4.2 Linux用戶庫函數管理內存方法 97
3.4.3 Nginx 內存管理模型 106
3.4.4 實驗8 Web服務器的內存管理 108
第4章 Web服務器的文件存儲系統 109
4.1 背景介紹 109
4.2 Linux中的Ext文件系統 109
4.2.1 Ext 2文件系統結構 109
4.2.2 Ext 2文件系統分析 110
4.3 TFS文件系統 111
4.3.1 TFS文件系統架構 111
4.3.2 TFS文件系統性能分析 114
4.4 實驗9 Web服務器的文件系統 114
第5章 Web服務器的網絡I/O性能優化 116
5.1 背景介紹 116
5.2 Socket I/O多路復用 117
5.2.1 select 117
5.2.2 poll 122
5.2.3 epoll 123
5.3 阻塞和非阻塞I/O 126
5.4 異步I/O 138
5.4.1 異步I/O函數 138
5.4.2 異步通知響應 140
5.5 零拷貝 143
5.6 實驗10 Web服務器網絡I/O優化 145
1.1 Web服務器簡介 1
1.2 TCP/IP協議族與HTTP 2
1.2.1 TCP/IP協議族 2
1.2.2 HTTP 2
1.3 Socket編程 6
1.4 開發環境與測試環境 14
1.4.1 GCC 15
1.4.2 構建makefile 20
1.4.3 GDB 20
1.4.4 服務性能測試工具 26
1.4.5 性能指標 34
1.5 實驗1 Web服務器的初步實現 35
第2章 Web服務器的多進程和多線程模型 37
2.1 背景介紹 37
2.2 進程模型 37
2.2.1 Linux中創建進程的相關函數 37
2.2.2 Linux中進程間通信的相關函數 39
2.2.3 多進程Web服務器模型 47
2.2.4 實驗2 Web服務器的多進程模型實現 48
2.3 線程模型 49
2.3.1 Linux線程模型 49
2.3.2 POSIX 線程庫接口 49
2.3.3 Linux線程間的同步與互斥 53
2.3.4 Web服務器的多線程模型 55
2.3.5 實驗3 Web服務器的多線程模型 61
2.4 線程池模型 62
2.4.1 實驗4 Web服務器的線程池模型 67
2.5 業務分割模型 67
2.5.1 實驗5 Web服務器的業務分割模型 70
2.6 混合模型 71
2.6.1 實驗6 Web服務器的混合模型 73
第3章 Web服務器的內存管理 74
3.1 背景介紹 74
3.2 Web頁面的緩存邏輯結構 75
3.3 Web頁面的緩存置換算法 81
3.3.1 實驗7 Web服務器頁面緩存及其替換方法評估 88
3.4 Web服務器的內存管理模型 88
3.4.1 Linux內核內存管理模型 89
3.4.2 Linux用戶庫函數管理內存方法 97
3.4.3 Nginx 內存管理模型 106
3.4.4 實驗8 Web服務器的內存管理 108
第4章 Web服務器的文件存儲系統 109
4.1 背景介紹 109
4.2 Linux中的Ext文件系統 109
4.2.1 Ext 2文件系統結構 109
4.2.2 Ext 2文件系統分析 110
4.3 TFS文件系統 111
4.3.1 TFS文件系統架構 111
4.3.2 TFS文件系統性能分析 114
4.4 實驗9 Web服務器的文件系統 114
第5章 Web服務器的網絡I/O性能優化 116
5.1 背景介紹 116
5.2 Socket I/O多路復用 117
5.2.1 select 117
5.2.2 poll 122
5.2.3 epoll 123
5.3 阻塞和非阻塞I/O 126
5.4 異步I/O 138
5.4.1 異步I/O函數 138
5.4.2 異步通知響應 140
5.5 零拷貝 143
5.6 實驗10 Web服務器網絡I/O優化 145
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操作系統實驗教程――WEB服務器性能優化 作者簡介
魯強，工學博士，副教授。參加的學術組織：中國計算機學會（CCF）、美國計算機學會（ACM）。出版著作情況：劉華, 屈紅剛, 魯強. 軟件設計— 考點解析與模擬訓練. 清華大學出版社, 2006.魯強. 操作系統實驗教程—以設計、實現高性能Web服務器為例，北京師范大學出版社，2018.所承擔過的重點科研或教研項目：國家重點研發計劃-智能化海上高精度地震數據處理關鍵技術下子課題海上高精度地震數據處理平臺智能化輔助系統研發；校級教改項目---操作系統重點課程建設；校級教改項目---操作系統實驗環境建設。
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