读书笔记|《性能之巅》内存部分

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原创最新推荐文章于 2026-02-17 20:43:16 发布 1k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

性能之巅洞悉系统、企业与云计算(完整版) 性能之巅洞悉系统、企业与云计算书籍，主要讲解大型网络、云计算、大数据和虚拟计算机系统的快速部署已经为性能优化带来了新的挑战。本书为此提供了解决方案。国际知名的性能优化专家Brendan Gregg汇集了最先进的技术和工具来分析调优大型网络或云计算的环境。本书的内容包括现代化的性能分析和容量规划；与云计算相关的新性能和可靠性挑战；方法、概念、术语、工具和指标；负载与结构问题的权衡；调整操作系统、CPU、内存、文件系统、磁盘、网络和总线；调整虚拟系统；性能相关的编程语言问题，对C、 C++、 Java和no 阅读详情

《性能之巅》——内存部分读书笔记

序言部分：这本书的整体构架

为建立建立全局的系统观。对系统各个知识理解和实践的能力。
性能问题的发展：分布式系统应用，单机和集群为性能分析带来挑战。
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内存分析基础

背景

基本术语：主存、虚拟内存、常驻内存、匿名内存、地址空间、段、OOM、页、缺页、换页、交换、交换空间
- 虚拟内存：
  - 可超额订购，多数虚拟内存实现方式是页
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- 换页：出入主存
  - 文件系统换页
    - 由读写位于内存中的映射文件页引发
    - 脏数据——完成更新
    - 干净数据——释放内存以便立即启用
  - 匿名换页（swapping）
    - 涉及私有数据：进程堆、栈
    - 没有文件系统路径
    - 拖尾性能
- 按需换页：
  - 因为缺页，所以要换
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  - 两个术语：
    - $[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fbUKY4Ij-1636283450895)(C:\Users\user\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211107002621494.png)]$
- 过度提交：
  - 允许分配超过系统可以存储的内存，超过物理内存和交换的设备的总和。
  - 依赖按需换页，分配的大部分内存不会用
  - malloc（）
- 交换：
  - 主存和物理交换设备或者交换文件移动的整个进程，UNIX独创管理存储技术
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  - linux中主要值换页到交换文件或者设备（匿名换页）
- 文件系统缓存占用
  - 如果有可用的主内存，就有效的使用它
  - 启动时候内存增加，用于提高性能。
- 使用率和饱和度
  - 使用率：已占用的内存/总内存
  - 饱和：超过了存储，用一些手段释放内存
  - 虚拟内存耗尽，内核内存分配就会失败。
- 分配器
  - 当虚拟内存处理多任务物理内存是，在虚拟机地址空间中实际分配和内存堆放通常由分配器处理。
  - 利用线程级别对象缓存等技术提高性能。
- 字长
  - 地址空间受限于字长的寻址空间
  - 更大的字长提升内存性能，取决于CPU的架构
架构
- 硬件
  - 主存
    - 动态随机存取内存（DRAM）易失性
    - 电容模块需要定时更新，保持电荷
    - 读内存的访问取决于内存的类型
    - 延时取决于内存类型
  - 总线
    - 访问方式：共享系统总线、直连、互联
    - 并行多通道增加带宽
    - DDR SDRAM 双倍速率同步动态随机访问存储。
  - CPU缓存
    - L1（指令缓存，数据缓存)——虚拟内存地址空间寻址
    - L2（同时缓存指令和数据）,L3（更大一级缓存）——物理内存地址寻址
  - MMU（内存管理单元）
    - 虚拟到物理地址的转换，
    - 按页转换
  - 多种页大小，solaris支持动态创建更大尺寸（MPSS）
    - linux可以预留超大页，好处是不会出现内存碎片妨碍动态分配，坏处是不够灵活
  - TLB（一般指转译后备缓冲区。转译后备缓冲器）
    - 指令
    - 数据页缓存
    - 映射记录，不同页分单独缓存
- 软件
  - 内存释放
  - 空闲链表：空闲链表能立刻定位可用内存
  - 页扫描：持续循环遍历所有的内存页，找到最少使用的页，然后移动到物理设备。
  - 交换
  - 进程地址空间：一段范围的徐虚拟页，由硬件和软件同事管理，按需映射到物理页。
  - 内存分配器

在这里插入图片描述

方法
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- 工具法
- USE法
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- 使用特征
- 周期分析
  - CPC测定
- 性能检测
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- 发现泄漏
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- 静态性能调优
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- 资源控制:细粒度控制，使主存和虚拟内存达到固定极限
- 微基准测试：确定主存的速度和特征

实际应用

分析
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调优
- 可调参数：
  - $[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-T3u7C1oB-1636283450911)(C:\Users\user\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211107190129700.png)]$