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☆☆☆☆☆

出版者:Prentice Hall

作者:Mel Gorman

出品人:

页数:768

译者:

出版时间:2004-5-9

价格:USD 64.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780131453487

丛书系列:Bruce Perens' Open Source Series

图书标签:

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Kernel
内存管理
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计算机
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具体描述

A programmer wanting to understand the workings of the Linux VM today literally has no choice but to study the kernel source code, line-by-line - an excruciatingly difficult and time-consuming task. This book dedicates itself to explaining, in detail, how the memory manager is implemented in Linux, thereby cutting down the time needed to understand it from many months to mere weeks. The Linux VM is the single most important component of the Linux kernel. The behavior of the VM affects all other kernel subsystems, and has a dramatic impact on overall system performance. This book is unique in that not only does it describe the Linux VM itself in unprecedented detail, it also includes the theoretical foundations for it which is of interest to both developers and students but has been omitted from recent Linux kernel related material. It is split into three parts. The first part begins with an introduction on how to approach reading the code of an open source project. It then provides a detailed description of the VM architecture with the aid of numerous diagrams and call graphs, which is suitable for people who need a clear understanding of how the VM functions. The second part is a detailed line-by-line description of the C source modules (source code commentary) that implement the VM in the Linux 2.4 kernel. The third part describes new features in the upcoming 2.6 kernel.

好的，以下是一份不包含《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》内容的图书简介，内容详实，力求自然流畅： --- 《深入剖析：现代数据库系统的设计与实现》面向系统架构师、高级数据库工程师以及计算机科学专业研究人员的权威指南在当今数据驱动的时代，数据库系统已不再仅仅是数据的存储库，它们是支撑全球商业运作、科研创新和信息交互的基石。高性能、高可用性和数据一致性的需求，对底层数据库引擎的设计和实现提出了近乎严苛的要求。本书《深入剖析：现代数据库系统的设计与实现》正是为渴望从“使用者”蜕变为“设计者”的专业人士量身打造的深度技术著作。本书不侧重于特定商业数据库（如Oracle或SQL Server）的操作手册或查询优化技巧，而是聚焦于关系型和非关系型数据库系统底层的核心机制、算法选择以及工程权衡。我们旨在揭示驱动这些复杂软件系统的内在逻辑，帮助读者构建对数据持久化、并发控制和查询执行的全面、系统的理解。第一部分：持久化与存储架构的基石本部分深入探讨了数据如何在磁盘上高效、安全地组织和检索。 1. 事务日志与恢复机制的艺术：我们将细致分析WAL（Write-Ahead Logging）协议的变体及其对性能和安全性的影响。涵盖了Checkpointing（检查点）策略的演进，从简单的简单快照到更复杂的基于“损失恢复时间”（RPO）和“恢复点目标”（RPO）的动态调整。重点讲解了延迟写入（Deferred Writes）策略如何与日志系统协同工作，以最小化对同步I/O的依赖。此外，我们还将比较物理日志（如PostgreSQL的WAL）与逻辑日志（如MySQL的Binlog）在主从复制和故障恢复场景下的优劣。 2. 数据页面的布局与缓存管理：磁盘I/O是数据库性能的头号瓶颈。本章详述了数据页（Pages/Blocks）的内部结构，包括元数据、记录槽位（Record Slots）的组织方式，以及如何处理页内碎片化（Internal Fragmentation）。接着，我们转向内存管理：探讨经典的Buffer Pool（缓冲池）设计。深入比较了LRU（Least Recently Used）、2Q、CLOCK等页面置换算法，并分析了现代数据库如何利用预取机制（Prefetching）和分离式缓存（Separate Caches for Indexes and Data）来优化缓存命中率。我们还会讨论锁页（Pinning）机制在保证页面一致性期间的重要性。 3. B树族结构及其变体： B+树是索引的标准结构，但并非唯一解。本书详细剖析了标准的B+树的构建、插入、删除和范围查询操作。随后，我们将介绍针对特定场景的优化结构：例如，LSM树（Log-Structured Merge-Tree）在写入密集型工作负载中的优势（如Cassandra和RocksDB），以及如何通过Compaction（合并）策略来管理其读放大问题。此外，还会涵盖R树（用于空间数据）和Hash索引的内部结构细节。第二部分：并发控制与数据一致性事务的ACID特性是数据库的灵魂。本部分将解构实现这些特性的复杂算法。 4. 并发控制的理论与实践：本书从经典的两阶段锁定（2PL）协议开始，分析其可能导致的死锁（Deadlock）问题，并详细介绍各种死锁检测（如Wait-For Graphs）和预防/逃逸机制（如时间戳或乐观回滚）。然后，我们将把重点转移到更现代、性能更高的技术：多版本并发控制（MVCC）。我们将深入探讨MVCC如何在不阻塞读取操作的情况下保证事务的隔离性，包括快照的生成、版本链的管理，以及旧版本数据的垃圾回收（Vacuuming）策略。 5. 隔离级别的细微差别：我们不满足于SQL标准的描述，而是探究如何在内核层面实现读未提交、读已提交、可重复读和串行化。重点解析“幻读”（Phantom Reads）的根源，以及如何通过谓词锁（Predicate Locks）或间隙锁（Gap Locks）来解决串行化级别下的可见性问题。第三部分：查询处理的引擎如何将用户编写的SQL语句转化为高效的机器指令集是查询优化器的核心任务。 6. 表达式评估与内存管理：在执行层面，如何高效地处理行和列的数据是性能的关键。本章讨论基于栈的评估与基于代码生成（Code Generation，如向量化执行）模型的对比。特别是深入分析向量化（Vectorized Execution）如何通过一次操作处理批量的行数据，显著提高CPU缓存利用率和SIMD指令集的使用效率。我们还会讲解临时存储（Temp Storage）的管理，例如排序和哈希操作中何时溢出到磁盘。 7. 查询优化器：成本模型与执行计划的生成：这是本书的重头戏之一。我们将详细介绍统计信息收集的重要性，包括直方图、Cardinality估算。随后，深入讲解基于成本的优化（CBO）的原理，包括如何构建查询的探索空间（Search Space），以及如何利用动态规划（Dynamic Programming）算法来找到最优的连接顺序（Join Ordering）。重点分析不同连接算法（嵌套循环、哈希连接、归并连接）在不同数据分布下的性能权衡。第四部分：分布式与扩展性挑战现代系统要求数据存储跨越多个节点，本书最后聚焦于分布式系统的设计范式。 8. 分片策略与数据分布：如何有效地将数据分散到多个服务器上？我们将比较基于范围（Range-Based）、基于哈希（Hash-Based）的分片方法。讨论热点（Hot Spots）问题的识别与缓解技术，以及如何实现在线再平衡（Online Rebalancing）而无需停机。 9. 分布式事务与一致性模型：在跨节点操作中，如何确保一致性？我们将剖析两阶段提交（2PC）的局限性，并深入研究三阶段提交（3PC）和Paxos/Raft等共识算法在数据库集群中的应用。对于NoSQL系统，我们将对比最终一致性（Eventual Consistency）模型与强一致性模型之间的设计选择和复杂度。 --- 《深入剖析：现代数据库系统的设计与实现》提供了一套完整、连贯的知识体系，它不仅仅描述了“是什么”，更着重解释了“为什么这样设计”以及“如何权衡取舍”。阅读本书，您将掌握构建下一代高性能、高可靠性数据系统的核心工程智慧。

作者简介

Mel Gorman曾获得爱尔兰利马瑞克大学的计算机学士和硕士学位。他的研究领域广泛：从网页开发到摄影机的实时显示系统。Mel Gorman认为，即使是最难以攻克的项目也并没有想象中那么艰难。他曾经还担任过系统管理员，主要管理Linux, 也涉及到Solaris和Windows。现今Mel Gorman是都柏林IBM公司的Java程序开发员。

Mel Gorman的大部分技能都来自于他自己在利马瑞克大学的生活经历，与大学里计算机社区的广泛接触，以及实地工作经验这三者的完美结合。是计算机社区使他接触到了Linux，并相信Linux用途广泛，而绝不仅仅只是一个便利的邮箱地址。这个社区还使他对开放源码软件产生了兴趣，尤其是在Linux内核方面。他永远感激利马瑞克大学为他提供的这个平台，使他认识了许多有识之士，并有两年时间来研究VM。

闲暇时Mel Gorman喜欢和女友凯伦呆在一起，或者弹弹吉他（尽管并不擅长），读读手边的书籍，与朋友和家人（他们避免谈及有关VM的话题）一同消磨时光。又或是制订一些可能并无价值的计划（有时仅仅在想象中完成它们）。只要安迪说服他乘坐游艇是个不错的娱乐项目，他也会去尝试。Mel Gorman还在犹豫着是继续创作关于Linux的文章，还是向从前一样在Linux环境下编写程序，因为后者才是他最初的意愿。

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

linux领域的权威著作比较有名的是ULK和LDD，这本书虽然不如那两本书有名气，但是却丝毫不逊色。对于linux内核而言，最基础的就是内存管理这一部分，对于想深入学习内核的人而言，这本书不容错过。这本书的不足之处是，（1）源码是结合2.4来讲的，这就是它的价值大打折扣，不过...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这本书对我而言，是一次深入理解Linux系统运行机制的绝佳机会。我特别关注的是书中对内存保护机制的阐述。在多进程、多用户环境下，如何确保一个进程不能随意访问另一个进程的内存空间，或者阻止用户态程序访问内核空间的敏感数据，这是操作系统安全性的基础。我希望书中能够详细解释Linux是如何利用页表来实现内存访问权限控制的，例如，如何通过页表项中的权限位（如读、写、执行权限）来限制进程对特定内存区域的访问。我还对用户态和内核态之间的切换，以及虚拟内存管理器在其中扮演的角色感到好奇。当进程发生系统调用，从用户态切换到内核态时，内核是如何安全地访问用户态内存的，或者反之，内核如何将数据传递给用户态进程？这其中是否涉及到特殊的内存映射或权限提升机制？我希望书中能详细解释TLB（Translation Lookaside Buffer）在内存保护中的作用，它不仅加速了虚拟地址到物理地址的转换，是否也存储了访问权限信息？对于内存攻击，例如缓冲区溢出（buffer overflow）或堆溢出（heap overflow），Linux的虚拟内存管理器是否提供了一些防御机制，或者说，对这些攻击的理解，是否也依赖于对虚拟内存工作原理的掌握？这本书无疑将为我提供一个坚实的基础，来理解Linux系统的安全性和健壮性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题——《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》，光是看到它，就足以让我这位对操作系统底层原理充满好奇的读者心潮澎湃。我一直对虚拟内存这个概念在计算机科学中的重要性有着深刻的认识，它不仅仅是一种内存管理技术，更是现代操作系统能够高效、稳定运行的基石。尤其是在Linux这个开源且应用广泛的操作系统中，其虚拟内存管理器的设计和实现，更是无数开发者梦寐以求去深入了解的宝藏。我期待这本书能够像一把钥匙，为我打开Linux内核的深邃世界，让我能够清晰地看到每一次内存分配、页面交换、缓存策略背后严谨的逻辑和精妙的设计。我希望作者能够循序渐进地阐述，从最基础的虚拟地址到物理地址的映射，再到页表、TLB、缺页中断处理等核心概念，都能有详尽的解释。更重要的是，我希望这本书不仅仅停留在理论的层面，更能结合实际的Linux内核代码，通过代码示例来印证和深化理论的理解。例如，当谈到内存分配时，我希望能看到Buddy System或Slab Allocator的具体实现，理解它们是如何在效率和碎片化之间取得平衡的。对于页面替换算法，如LRU、LFU等，我希望书中能详细剖析它们的原理、优缺点，以及在Linux内核中的具体应用。当然，缺页中断的处理机制是虚拟内存管理中的重头戏，我期待作者能深入浅出地讲解，让读者明白当CPU访问一个不存在于物理内存中的虚拟地址时，系统是如何一步步地从磁盘加载页面，并将其放置到物理内存中的，这个过程中涉及到的中断处理、页表更新、以及可能的内存回收等细节，都将是我非常关注的内容。总而言之，我对这本书抱有极高的期望，希望它能成为我深入理解Linux虚拟内存管理最权威、最可靠的指南。

评分☆☆☆☆☆

对于《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这本书，我满怀期待，尤其是希望它能深入揭示Linux内核在处理进程创建、销毁以及线程管理过程中，虚拟内存是如何被动态调整和管理的。我一直对fork()系统调用的实现原理感到好奇，尤其是在现代Linux系统中，它通常是如何利用写时复制（Copy-On-Write, COW）技术来高效地创建子进程的。我希望书中能够详细解释COW是如何工作的，包括页表项的权限如何被修改，以及当子进程或父进程尝试写入共享页面时，如何触发缺页中断，并由内核复制页面，从而实现写时复制。同样，execve()系统调用，它如何将新的程序镜像加载到进程的虚拟地址空间，替换掉原有的内存映射，这个过程中虚拟内存管理器扮演了怎样的角色？我希望能看到书中对这个过程的详细描述，包括如何处理旧的内存映射，如何为新程序分配地址空间，以及如何将可执行文件中的代码段、数据段等加载到内存中。而当进程或线程终止时，虚拟内存管理器又是如何负责清理其占用的所有虚拟地址空间，释放物理内存，并更新页表的？我希望书中能够详细阐述这些资源的回收过程，确保系统资源的有效利用。这本书的出现，将有助于我更深刻地理解Linux进程生命周期中，虚拟内存管理的动态性和高效性。

评分☆☆☆☆☆

我非常期待《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这本书，因为我一直对Linux系统中进程间的通信（IPC）机制及其底层的内存管理有深入的了解需求。我尤其关注书中关于共享内存（shared memory）的实现细节。共享内存作为一种高效的IPC方式，是如何利用虚拟内存管理器来实现的？我希望书中能够详细解释，当两个或多个进程希望共享同一块内存区域时，Linux内核是如何创建和管理这些共享内存段的，以及它们是如何在各个进程的虚拟地址空间中进行映射的。这其中是否涉及到特殊的页表项设置，或者内核提供的特殊API？我还对消息队列（message queue）和信号量（semaphore）等其他IPC机制的内存管理方面有所疑问。虽然它们可能不直接涉及大块内存的共享，但其内部数据的存储和管理，是否也与虚拟内存的分配和回收机制紧密相关？我希望书中能够触及这些方面，或者至少能够为我理解这些IPC机制提供一个坚实的虚拟内存背景。理解这些 IPC 机制与虚拟内存之间的联系，将有助于我设计更高效、更稳定的分布式系统和多进程应用。这本书无疑将是我深入探索Linux IPC机制的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长久以来对底层技术有着浓厚兴趣的Linux用户和开发者，我一直认为要真正驾驭Linux，就必须理解其核心组件的运作机制，《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》无疑正是直击我内心深处的那本书。我尤其关注的是书中对内存映射（mmap）的解读。这不仅仅是文件 I/O 的一种替代方案，它更是实现进程间通信（IPC）、共享库加载以及内存保护的关键技术。我迫切想了解，mmap是如何将文件内容或匿名内存区域映射到进程的虚拟地址空间中的，其背后的页表结构是如何动态调整以支持这种映射的。对于缺页处理，我希望书中能详细阐述，当一个被mmaped的页面因为不在内存中而引发缺页时，Linux内核是如何处理的。这其中是否涉及到直接从文件系统读取页面，或者在匿名内存的情况下，是否需要从交换分区（swap）中恢复数据？我对页表项（PTE）的每一位都充满好奇，例如 Present Bit、Accessed Bit、Dirty Bit 等，它们在虚拟内存管理中扮演着怎样的角色，以及内核是如何通过操作这些标志位来实现内存的分配、回收和页面替换的。我也对Linux如何处理内存共享（shared memory）以及进程之间的内存隔离机制感到好奇。例如，当多个进程共享同一块内存区域时，虚拟内存管理器是如何确保数据一致性和避免冲突的？这种共享机制又如何与虚拟地址空间中的权限控制相结合？我深信，这本书能够为我揭示这些复杂机制的冰山一角，让我对Linux的内存管理有一个更系统、更深入的认识，从而能够更有效地进行系统性能调优和故障排查。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我这样一位致力于在Linux环境中追求极致性能的系统工程师来说，无异于久旱逢甘霖。《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这个书名本身就承诺了对Linux系统核心之核心的深度解析，而我最渴望了解的，莫过于Linux虚拟内存管理器在处理多处理器（SMP）环境下的复杂性。在多核CPU日益普及的今天，如何有效地管理共享的物理内存，如何保证CPU之间对页表、TLB（Translation Lookaside Buffer）等核心结构的并发访问是安全且高效的，这对我来说至关重要。我希望书中能够详细讲解Linux是如何在SMP环境下解决缓存一致性问题，例如如何维护TLB的有效性，当一个CPU修改了页表项后，如何通知其他CPU的TLB失效，以及相关的同步机制，如自旋锁、信号量等在内存管理中的应用。我还对NUMA（Non-Uniform Memory Access）架构下的内存管理策略感到好奇。在NUMA系统中，不同CPU访问不同内存节点的速度存在差异，Linux是如何感知并利用这种架构的，它是如何将进程和内存分配到最适合的节点，以最大化性能的。书中关于内存分配器（如Buddy Allocator、Slab Allocator）在NUMA环境下的优化，以及页面置换策略如何适应NUMA架构的讨论，都将是我重点关注的内容。理解这些细微之处，将直接影响到我优化多核、多节点Linux服务器性能的能力。我期待这本书能够提供一个清晰的路线图，带领我穿越Linux虚拟内存管理在复杂硬件环境下的迷宫。

评分☆☆☆☆☆

《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这本书的标题本身就充满了技术魅力，让我这位长期在Linux环境中工作的开发者充满了期待。我特别希望书中能够深入探讨Linux内核中关于内存分配器（allocator）的设计哲学和具体实现。Linux系统是如何管理物理内存的，无论是Buddy System用于管理大块内存的分配和合并，还是Slab Allocator用于高效地缓存和分配小对象，它们的内部工作原理和数据结构都让我感到好奇。我希望能看到书中详细的图解和算法描述，理解它们是如何在效率、碎片化以及内存使用率之间取得平衡的。此外，我也对Linux内核中关于内存映射（memory mapping）的各种策略非常感兴趣。除了文件映射，匿名映射（anonymous mapping）是如何工作的？它在创建进程、堆栈等场景下扮演了怎样的角色？书中是否会深入讲解mmap()系统调用的内部细节，包括如何处理PROT_READ, PROT_WRITE, PROT_EXEC等不同的内存保护标志，以及 MAP_SHARED, MAP_PRIVATE等映射标志对内存行为的影响。我希望这本书能够为我揭示这些底层机制的奥秘，让我能够更自信地进行系统级开发和性能调优。

评分☆☆☆☆☆

我对《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》的期待，不仅仅局限于对虚拟内存基本原理的掌握，更在于探究Linux内核在这方面的具体实现细节和优化策略。我尤其关注书中关于页缓存（page cache）和回写（writeback）机制的阐述。页缓存作为Linux文件系统的重要组成部分，它极大地提升了文件 I/O 的性能，但我对其内部运作机制仍有许多困惑。我希望书中能够详细解释页缓存是如何管理的，包括如何将磁盘上的文件块缓存到内存中，以及当内存不足时，哪些页会被淘汰。回写机制则是确保数据一致性的关键，我希望能理解Linux是如何判断一个内存页是否被修改（dirty），以及何时以及如何将这些修改后的页面写回磁盘。这其中涉及到各种回写策略，例如异步回写、同步回写，以及相关的定时器和调度机制。我还对Linux如何处理内存压力和进行内存回收的策略非常感兴趣。当系统面临内存不足的困境时，虚拟内存管理器会采取哪些措施来释放内存，例如页面置换、杀死进程（OOM killer）等。我希望书中能详细介绍OOM killer的工作原理，它又是如何判断哪个进程最“应该”被终止以缓解内存压力的。此外，对于大页（huge pages）的支持，以及透明巨页（transparent huge pages, THP）的应用，也是我非常想了解的内容。这些技术是如何工作的，它们能带来哪些性能优势，又可能带来哪些潜在的问题，这些都是我希望在这本书中找到答案的。这本书无疑将是我深入理解Linux内存管理的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我非常期待《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这本书，因为它承诺了我一直渴望获得的Linux内核深层知识。我尤其关注书中关于内存调试和性能调优方面的实战技巧。当Linux系统出现内存泄漏（memory leak）或者内存使用异常时，如何有效地进行诊断？书中是否会介绍一些常用的Linux内存调试工具，例如Valgrind、gdb等，以及它们是如何利用虚拟内存的特性来帮助我们定位问题的？我希望书中能提供具体的案例，展示如何使用这些工具来追踪内存分配、检测内存泄漏，或者分析内存访问模式。同时，我也对如何优化Linux系统的内存性能感到兴趣。例如，当一个应用程序的内存使用量过高时，除了优化代码本身，我们是否可以通过调整Linux的虚拟内存参数来提升性能？书中是否会讨论如何调整swappiness、cache pressure等内核参数，以及这些参数是如何影响虚拟内存管理器的行为的？对于高性能计算（HPC）场景，或者需要处理大量数据的应用，如何通过精细的内存管理来榨干硬件的每一分性能，这都是我非常想了解的内容。这本书的实践性内容，无疑将大大提升我解决实际问题和优化系统性能的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长年与Linux打交道的技术爱好者，我对操作系统底层的每一个细节都充满了探索的欲望，而《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》这本书，恰恰点燃了我对Linux虚拟内存管理这个关键领域的浓厚兴趣。我尤其期望书中能够深入剖析Linux内核中与内存分配和回收相关的算法和数据结构。例如，对于内存碎片化的问题，Linux是如何通过如Buddy System这种伙伴系统来管理和分配内存块的？它又是如何尝试合并碎片化的内存块，以提高内存利用率的？书中关于Slab Allocator的讲解也是我非常期待的，这种为频繁分配和释放小对象而设计的分配器，是如何通过维护内存池和对象缓存来提高效率的？我希望能看到具体的代码示例，理解它们是如何工作的。此外，对于内存的回收机制，当系统面临内存压力时，Linux会如何主动地回收不再使用的内存页面？是仅仅依赖页面置换算法，还是有更主动的内存整理和回收策略？书中对于Swap机制的阐述也是我关注的重点。Swap是如何工作的，它在虚拟内存管理中扮演着怎样的角色，又如何与页表、缺页中断协同工作，将不常用的页面暂时存储到磁盘，并在需要时将其重新加载到内存中？我希望书中能详细解释Swapin和Swapout的过程，以及Linux如何管理Swap分区和Swap文件。这本书无疑将为我提供一个全面而深入的视角，来理解Linux内存管理的精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

恐怕再也没有讲Linux mm的这么好的书了！

评分☆☆☆☆☆

怎能让你伤心伤了你的心的我的心，嘿，好伤心！

评分☆☆☆☆☆

翻了下前面的章节，后面的commentary没看。该属于常读常新的那种书

评分☆☆☆☆☆

内核内存管理最经典书籍。

评分☆☆☆☆☆

怎能让你伤心伤了你的心的我的心，嘿，好伤心！