阿里P8架构师失眠7天构思深入Linux内核架构与底层原理

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原创最新推荐文章于 2026-06-02 11:59:02 发布 778 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

深入Linux内核架构与底层原理前文：本书主要描述Linux系统的总体框架和设计思想，包含很多可以直接操作的实例，目的是希望读者对Linux系统背后的逻辑有一个全面的了解。本书力求贴近实际的工作使用，在比较核心且常用的技术点有更加深入的解释，对实际使用Linux系统工作大有裨益。目录: 正文： 1.2 Linux学习曲线和职业曲线 1.2.2 使用者： 1.2.3 开发者：... 阅读详情

Linux是什么？

它和Windows XP、Windows 2003、2008什么的一样就是一个操作系统而已！

Linux能干什么？

它能当服务器，服务器上安装着各种企业应用、服务。

比如：Web服务（apache，就是能架设网站的）、数据库（MySQL，存储网站信息数据的）、博客系统（wordpress）等……

Linux系统用在哪些领域？

比如某网站的服务器，他们肯定用Linux。再比如某网站的数据库，他们差不多也基于Linux。

再比如机关部门、学校、东莞夜总会、某中介公司，总之他们都用的到Linux。因为他们的部分业务需要在网络上处理，需要存储，需要管理数据。那么恰恰Linux就是很好的服务端操作系统。

前言

本文主要描述Linux系统的总体框架和设计思想，包含很多可以直接操作的实例，目的是希望读者对Linux系统背后的逻辑有一个全面的了解。本文力求贴近实际的工作使用，在比较核心且常用的技术点有更加深入的解释，对实际使用Linux系统工作大有神益。

面向对象

本书解释了Linux内核提供了什么，以及Linux系统底层是如何使用内核的。

本书的读者对象是有一定Linux基础的程序员，或者是有一定经验的嵌入式开发人员和运维人员。阅读本书像喝水一样，可轻松获得知识内容。

Linux从业者薪资图

如何阅读

本书共13章，其中第1~3章是总览，第4-13 章是分领域阐述。

第1~3章总体介绍Linux的基本知识；

第4章以Linux系统的启动开始深入叙述:第5章是Linux系统运行中使用者最常接触到的进程概念，重点介绍进程的原理:第6章是Linux内核的内存管理方法与用户端使用内存的底层方法，即重点介绍glibe底层到内核之间的内存管理过程;第7~13章分别是关于安全、网络、总线与设备变动、二进制、存储、虚拟化与云、硬件专用子系统的内容。这些子系统都是Linux系统运行中非常重要的领域，是深入理解Linux系统原理不可或缺的知识补充。

第一部分：总览篇

总览篇分为1~3章

双向链表的缺点是如果有很多特别短的链表时(很可能只有一个节点),双向链表的next和prev的头部就非常占用空间。典型的是哈希表，我们知道哈希表使用哈希函数计算得到一个地址，然后直接访问该地址的机制实现快速访问，但是哈希算法不可避免地会有哈希冲突(多个输入产生了同一个地址输出)，此时解决哈希冲突的方法就是使用哈希桶，一般在同一个计算地址的位置实现一个链表，该链表链出所有哈希结果为本地址的值。

通常情况下，哈希表大部分的域都是空白的，而哈希表所需要的大小却要提前分配，只有每个哈希桶的链表才可以动态分配。一个双向链表的头部有两个指针的大小，如果这两个指针全部放入哈希表要提前分配空间，就会比单链表消耗多--倍的内存空间。所以内核专门设计了hlist, 拥有只有一个指针大小的头部的双向链表。

双向链表

第二部分：分领域概述

分领域概述篇分为4~13章

chain和rule是iptables自创的概念，我们知道在钩子函数的地方可以执行指定的函数调用。iptables系统就默认实现了几个调用，并且用统--的数据结构来组织这个调用的形式，这个组织结构就是table、 chain和rule。在任何一个hook点都可以定义多个table,一个table有多个chain,每个chain中可以定义多个rule。要记住的是table和chain只是容器，里面的rule才是真正发挥作用的规则。理论上我们可以在任何一个hook点进行过滤、nat、修改数据包等操作，但是iptables为了统一架构起见，在各个hook点定义了顺序的几个table,每个table用来完成一类的工作。预定义的table包括filter、nat和mangle。每一个table表示的是功能，并不是表示位置，一个table内部有多个chain,其中每个chain位于特定的位置。