物联网心球

Linux环境编程从入门到精通

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

文件 IO、进程、线程、信号、进程间通信：61 讲吃透 Linux 环境编程，图文并茂，真机演示。

容器技术训练营 · 45 天

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

跟着课程进度亲手写一个迷你容器运行时。本页是「容器技术训练营」的完整介绍：18 讲视频课、45 天学习节奏、mycontainer 真机项目与社群服务。

第 1 章计算机网络基础

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

本章从 OSI 参考模型讲到跨网段通信，把「两台主机之间数据是怎么走完全程的」这条主线走通，为后面所有章节打底。

Linux网络编程从入门到精通

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

从 TCP/IP 分层模型到组播广播：80 讲吃透 Linux 网络编程，每个知识点图文讲解 + 课后练习。

第 2 章认识套接字

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

本章回答「套接字到底是什么」：先从不同使用视角认识它，再钻进内核看清 Linux 收发数据的完整路径，最后过一遍常见套接字类型。

一文搞懂 Linux cgroup

Fri, 31 Jul 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

本期文章，我们来深入学习 Linux cgroup。

1.cgroup 是什么？

cgroup（Control Groups）是 Linux 内核提供的一种机制，用于限制、记录和隔离进程组使用的物理资源（CPU、内存、磁盘 I/O 等）。它是容器技术（Docker、Kubernetes）实现资源隔离的底层基石。

6张图搞懂 Linux 进程调度系统

Tue, 23 Jun 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。本期文章我们来深入学习 Linux 进程调度系统。

1.进程调度是什么？

进程调度是内核按照既定规则，从就绪队列里挑选进程、分配 CPU 使用权，并完成进程切换的整套机制。

4张图搞懂Linux环境变量

Tue, 26 May 2026 00:00:00 +0000

大家好，我是图书《图解Linux网络编程》的作者，本文我们来深入探讨 Linux 环境变量。

1.什么是环境变量？

环境变量是每个进程独享、可继承的一组 key=value 字符串，用于给进程传递运行配置、路径、语言、用户信息等全局参数。

2张图彻底搞懂 Linux 直接 I/O

Mon, 11 May 2026 00:00:00 +0000

大家好，我是图书《图解Linux网络编程》的作者，本期文章我们来深入探索 Linux 直接 I/O。

1.什么是直接 I/O

直接 I/O（Direct I/O）是一种绕过文件页缓存的文件访问方式。应用程序直接从磁盘读写数据，避免了文件页缓存与用户缓冲区之间的额外数据拷贝，常用于数据库等对数据一致性和缓存控制要求较高的场景。

我的视频专栏【硬核Linux】上线了

Tue, 21 Apr 2026 00:00:00 +0000

大家好，我是图书《图解Linux网络编程》作者，我的视频专栏【硬核Linux】上线了。一直以来，我都在持续输出高质量图解Linux文章，目前已经更新了近百篇文章（基本能够保证一周一更），由于每篇文章都花了比较多时间精力打磨，所以我的文章很受读者的喜欢。除了文章，我一直想尝试视频这种表达方式，视频可以让大家更加了解我，能够将我的内容更加直观地展示给大家。关于视频形式和内容规划，我思考了很久，最初的方案是以整套课程的形式录制，但这种方式很笨重不够灵活，Linux的内容难度大而且知识点非常多，所以需要将这个任务进行分解，视频专栏是最贴合的一种方式。1.一分钟了解【硬核Linux】

四张图搞懂 Linux 进程是什么？

Mon, 13 Apr 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

本期文章，我们通过四张图来了解Linux进程是什么？

1.什么是进程？

Linux 进程是正在运行的程序的实例，它是操作系统进行资源分配（如CPU、内存）和独立调度的基本单位。每个进程都拥有自己独立的虚拟地址空间和运行环境，彼此相互隔离。

从入门到精通：Linux sysfs 全解析，这一篇就够了

Thu, 26 Mar 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。本期文章我们来学习 sys 文件系统，sys 文件系统和 proc 文件系统都是内核伪文件系统（ proc 文件系统文章链接：一文吃透 Linux proc 文件系统），二者都是用来暴露内核数据，为什么已经有了 proc 文件系统还要引入 sys 文件系统呢？带着这个问题，进入今天的主题。

7张图搞懂Linux文件页缓存（Page Cache）

Mon, 23 Feb 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。本文我们来学习Linux文件页缓存，揭秘Linux读写文件背后的秘密。

1.文件页缓存是什么？

文件页缓存是磁盘文件在内存中的一个副本，由于磁盘文件通常以数据块（4KB）来管理，所以文件页缓存也会以“块”来管理，这里块就是页（struct page），每个 page 都会对应 4KB 物理内存。

5张图带你彻底搞懂Linux VFS虚拟文件系统

Mon, 26 Jan 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

VFS（Virtual File System，虚拟文件系统）是Linux系统中一个非常重要的概念，是Linux设计思想的核心。不管你是学习Linux编程还是研究Linux内核源码，都必须对VFS有深入的理解。

图文详解：Linux epoll和io_uring到底谁更牛？

Wed, 14 Jan 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。一直以来，在Linux高性能网络编程中使用最多的网络I/O模型是epoll。epoll除了性能优越，稳定性也很高，似乎epoll成了高并发应用场景的唯一选择。然而随着io_uring的出现，这一局面慢慢被打破。 io_uring是异步I/O，同样性能优越，那么epoll和io_uring到底谁更牛呢？今天我们来深入探讨一下。

图文详解Linux 1号进程（init进程）

Thu, 08 Jan 2026 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

作为一个Linux开发者，大名鼎鼎的1号进程（init进程）我们一定都听说过。在Linux系统的进程家族中，1号进程是内核启动后创建的第一个用户进程，是所有用户进程的祖先，本文我们将揭秘1号进程的底层实现原理。

我的新书《图解Linux网络编程》出版了！

Tue, 30 Dec 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

很高兴我的新书《图解Linux网络编程》和大家见面了。

图1 图书封面

图书的封面是几只快乐的企鹅在雪地里玩耍，希望大家在Linux学习的道路上也能够收获快乐和喜悦。接下来，我给大家介绍一下我的这本书。（图书购买方式在文章末尾）

图文详解Linux根文件系统

Mon, 22 Dec 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。本文的主题是Linux根文件系统，在进入正文之前，我们先来思考一个问题：什么是Linux根文件系统？根文件系统被认为是Linux内核启动后挂载的第一个文件系统，是Linux文件树的根，是所有绝对路径的起点。笔者认为，这种表达并不够精准。接下来，我们从内核视角出发，深入了解Linux根文件系统。注意：本文基于内核6.10版本讲解。

从ext4文件系统到Linux文件树

Wed, 10 Dec 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

作为一个Linux开发者，我们经常会跟文件打交道。虽然我们经常在使用文件，但是对文件的理解却不深刻，只停留在表面。笔者一直以来都很好奇，当我们执行文件操作时，内核和硬件设备都在做些什么？本文我们以ext4文件系统为例，来讲解Linux文件的底层实现原理。

图文详解Linux动态库（.so文件）工作原理

Thu, 20 Nov 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

说到Linux动态库（.so文件）大家并不陌生，我想每个Linux开发者都应该使用过Linux动态库。动态库的使用其实并不简单，我们平时习以为常的动态库操作背后都隐藏了哪些秘密？本文我们一一来揭晓。

4张图教你高效解决Linux内存泄漏

Thu, 13 Nov 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。一直以来，笔者都想写一篇Linux内存泄漏相关的文章，原因有两点：内存泄漏是软件开发中经常会碰到的问题，并且很多初学并不会排查Linux内存泄漏问题；笔者工作的这些年里，掌握了很多内存泄漏调试的方法，这些方法比较零散，借着这篇文章整理一下零碎的知识，形成一篇Linux内存调试指南，帮助大家解决Linux内存泄漏问题。

从Linux内核角度看TCP粘包

Mon, 03 Nov 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。今天我们来学习TCP粘包，TCP粘包是工作和面试中经常会碰到的问题。网上有一些资料也介绍过TCP粘包，但是这些资料更多的讲述的是TCP粘包的解决方案，并没有对问题的原因做详细的介绍。本文从内核的角度出发，将TCP粘包原因和解决方案给大家讲清楚。

14张图彻底搞懂malloc、free源码

Sat, 18 Oct 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。笔者一直想写一些和读者们工作比较贴近的文章，最近发现大家对malloc和free的关注度比较高，正好笔者也认真研究过glibc源码，所以决定详细介绍一下malloc和free的底层原理和源码实现。（本文以64位系统为例，基于glibc 2.39版本）

图文详解gcc -g调试信息

Fri, 10 Oct 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。作为一个Linux开发者，我们经常会通过gcc -g命令来编译可执行程序，-g选项能够生成调试信息，开发者根据调试信息能够快速定位并排查程序问题。那么，调试信息到底是什么呢？本文我们一探究竟。

gdb调试coredump文件从原理到应用

Sat, 27 Sep 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。上一篇文章4张图搞清楚gdb工作原理成为了一篇热门文章，我想大家对于gdb都比较感兴趣。本文我们来探讨gdb另外一个比较重要的话题：coredump文件。 coredump文件能够帮助我们解决程序异常退出等严重问题，那么它是如何做到的呢？带着这个问题，开始本文的学习。

4张图搞清楚gdb工作原理

Thu, 11 Sep 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。 gdb是Linux开发者经常会用到的调试工具，相信大部分读者都会使用gdb命令来调试程序。那么大家是否好奇：gdb为什么能够调试我们的程序呢？本文我们来一探究竟。

一文搞懂TCP Nagle算法

Wed, 03 Sep 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们来讨论一个比较热门的话题TCP Nagle算法。关于TCP Nagle算法，大家或多或少接触过。但是，大家未必能够把TCP Nagle算法讲清楚。面试时，考官也喜欢问Nagle算法相关的问题。所以我们很有必要把这个问题搞清楚。

从ulimit命令看Linux进程资源限制

Tue, 26 Aug 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。 ulimit是我们经常会使用到的命令，这个命令对Linux性能优化很有帮助。那么，当我们执行ulimit命令时，系统都做了哪些工作？今天我们来一探究竟。

进程栈和线程栈傻傻分不清楚

Mon, 18 Aug 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。上一篇文章4张图搞懂堆和栈的区别受到很多读者的欢迎，成为了爆款文章。本章我们趁热打铁，来学习一下进程栈和线程栈。关于进程栈，大家应该都比较了解了，进程虚拟地址空间中的栈其实就是进程栈。那么什么是线程栈呢？本章将给出答案。

4张图搞懂堆和栈的区别

Wed, 06 Aug 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。今天我们来聊聊堆栈，堆栈是软件开发人员绕不过的一个概念。堆栈指的是堆和栈两种内存区域。很多读者喜欢从数据结构的角度来学习堆栈，这种方式并不会让大家真正理解堆栈。

一步步带你彻底搞懂异步I/O

Wed, 30 Jul 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

在计算机系统中，CPU和内存属于高速设备，而磁盘、网卡等设备属于低速设备。高速设备和低速设备之间传输数据时，高速设备通常需要等待低速设备。I/O模型定义了应用程序与操作系统内核在数据交互过程中的协作方式，主要为了解决高速设备和低速设备之间传输速率不匹配的问题。

一张图搞懂mmap实现原理（通俗易懂）

Sat, 26 Jul 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们来聊聊mmap， mmap是 Linux系统的一种内存映射机制，允许将文件或设备直接映射到进程的虚拟地址空间。进程通过操作内存指针即可读写文件，无需调用 read/write 等系统调用。mmap内存映射在Linux系统中广泛被使用，如：内存分配、零拷贝网络传输、进程间通信、大文件处理等。

图解Linux 7种文件类型

Fri, 18 Jul 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。今天，我们来聊聊Linux 7种文件类型。对Linux系统有一定了解的同学一定知道Linux有7种文件类型，分别为：

普通文件（ - ）：存储数据、文本或可执行程序的基本文件类型。

网络编程之端口复用

Sat, 29 Mar 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

最近一直忙着写新书，本文同样是新书的一个小节。本文讨论的是网络编程中一个比较重要概念端口复用。

端口复用，即两个套接字绑定相同的IP和端口。注意这里说的两个套接字指的是两个TCP套接字或两个UDP套接字，而不是一个TCP和一个UDP套接字。TCP和UDP套接字使用的是两套独立的端口体系，二者之间使用相同的IP和端口没有任何冲突。

Linux epoll完全图解，彻底搞懂epoll机制

Sat, 11 Jan 2025 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

最近一直忙着写我的新书，很久没有更新文章了，今天的文章是新书中的一个小节，希望能帮助大家彻底搞懂epoll机制。

1.从内核看epoll机制

select和poll虽然能够实现IO复用的功能，但是由于设计的缺陷，select和poll无法处理海量的网络连接，并且随着网络连接数量的增加，select和poll效率越来越低。

从ELF文件到Linux进程

Fri, 15 Nov 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们来聊聊ELF文件，了解一下Linux如何创建进程以及ELF文件如何转变成Linux进程？

1.什么是ELF文件？

ELF（Executable and Linkable Format）文件是一种目标文件格式，用于二进制文件、可执行文件、目标代码、共享库和核心转储格式文件。它主要用于Linux平台，用于存储和传输可执行文件和库。

图文详解红黑树(上篇)

Mon, 21 Oct 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。今天我们要讲解的是红黑树，相对于数组，哈希表，链表等数据结构，红黑树非常复杂，很多同学都被红黑树的插入和删除操作弄得心态崩溃。本文通过图文详解，让大家彻底搞懂红黑树。为了方便阐述，将图文详解红黑树文章分为上篇和下篇。

Linux高性能编程_哈希表

Tue, 15 Oct 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

谈到Linux高性能编程，我们绕不开高效数据结构，今天我们来讲解哈希表，哈希表是使用非常广泛的数据结构，很多开源项目都会用到哈希表，Linux内核也大量使用了哈希表。

Linux高性能编程_线程池

Thu, 03 Oct 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们来学习Linux线程池，线程池是高并发场景必须具备的软件组件，很多开源项目都会使用线程池，话不多说，直接开始。

Linux高性能编程_nginx内存池

Mon, 23 Sep 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

上一篇文章Linux高性能编程_malloc原理，我们详细介绍了ptmalloc工作原理，了解到采用malloc，free分配内存存在频繁加锁和内存碎片等问题。

本文我们来分析nginx内存池，看一下nginx内存池能否解决以上问题。

1.nginx内存池实现原理

1.1 整体架构

nginx内存池可以分为：小内存池和大内存池。

Linux高性能编程_malloc原理

Mon, 02 Sep 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

谈到高性能编程，我们绕不过一个问题高效内存分配，通常我们会使用malloc和free函数来申请和释放内存。

那么我们习以为常的malloc和free函数，真的能满足高性能编程的要求吗？

Linux高性能编程_Reactor模型

Mon, 19 Aug 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们要讨论的高性能编程主题是Reactor模型，通过Reactor我们要实现百万并发请求。

1.聊聊百万并发

1.1 什么是百万并发？

百万并发是指一个系统能够同时处理一百万以上的并发连接或请求。

Linux高性能编程_时间轮

Mon, 05 Aug 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

本期我们来聊聊时间轮，话不多说我们直接开始今天的主题。

1.初识时间轮

时间轮（TimingWheel）是一个环形队列，底层采用数组实现，数组中每个元素都是一个链表，链表中存储的是一个个定时任务。

Linux高性能编程_协程

Thu, 18 Jul 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

本文我们讨论的是协程，协程一直是一个很难理解的概念，今天我们来讨论一下协程，希望通过本文大家能够对协程有更深入的理解。

Linux高性能编程_无锁队列

Wed, 03 Jul 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们讨论的主题是无锁队列，有过代码性能优化经验的小伙伴们，应该都听过无锁队列，无锁队列在很多高性能开源项目都有运用，比如：XDP，DPDK等。

Linux高性能编程_原子操作

Mon, 17 Jun 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。今天来聊一聊Linux高性能编程，要实现Linux高性能编程，首先我们要完成的工作是无锁化编程，无锁化编程的核心就是我们今天的主题原子操作。

图解Linux内存管理_slab，slub，slob分配器

Sun, 02 Jun 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

今天我们来聊一下物理内存管理最后一个重要章节，slab内存分配器。

slab分配器是一种内核内存分配器，它提供了一种高效的方式来分配小对象（通常是小于一个页面大小的对象）的内存。

图解Linux内存管理_伙伴系统

Sun, 05 May 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。本文我们继续来介绍Linux内存管理，今天要讲的是内存管理中非常重要的机制伙伴系统。为了小伙伴们能正确理解今天讲的内容，这里需要强调一下，我们今天还是围绕物理内存来讲解，请不要和虚拟内存弄混淆了。

图解Linux内存管理_整体架构

Tue, 02 Apr 2024 00:00:00 +0000

大家好，这里是物联网心球。

前面我们学习了很多Linux内存方面的知识，比如：虚拟地址空间，进程空间，内存映射，页表机制等，我们学了这么多知识，似乎对Linux内存似懂非懂，为什么会出现这样的问题？原因在于我们缺乏对物理内存的了解，由于缺乏物理内存管理相关的知识，我们对于内存管理没有形成体系，所以才会似懂非懂。

6张图讲清楚Linux零拷贝技术

Thu, 22 Feb 2024 00:00:00 +0000

大家好，今天我们来聊一聊Linux零拷贝技术，今天我们以一个比较有代表性的技术sendfile系统调用为切入点，详细介绍一下零拷贝技术的原理。

图解Linux虚拟文件系统(VFS)之关系篇

Fri, 02 Feb 2024 00:00:00 +0000

大家好，今天和大家探讨一下Linux虚拟文件系统，虚拟文件系统是我一直想要去聊的一个知识点，如果你想从事Linux开发相关的工作，一定要了解虚拟文件系统。

8张图讲清楚mmap实现原理

Thu, 04 Jan 2024 00:00:00 +0000

大家好，最近在研究Linux内核以及Linux系统编程的时候，经常会碰到mmap内存映射，mmap函数是实现高性能编程的一个关键点，下面我通过几张图详细介绍一下mmap实现原理。（本文以64位CPU为原型讲解）

图文详解io_uring高性能异步IO架构（原理篇）

Sat, 23 Dec 2023 00:00:00 +0000

说到高性能网络编程，我们第一时间想到的是epoll机制，epoll很长一段时间统治着整个网络编程江湖，然而io_uring的出现，似乎在撼动epoll的统治地位，今天我们来揭开io_uring的神秘面纱。

一文搞懂Linux线程同步原理

Fri, 15 Dec 2023 00:00:00 +0000

大家好，今天和大家聊一聊Linux线程同步相关的知识，线程同步相关的知识值得花时间好好研究，要设计出高性能软件架构，必须学好Linux线程同步，对Linux线程同步原理有深刻的认知。

由浅入深探讨Linux进程间通信（下篇）

Sun, 10 Dec 2023 00:00:00 +0000

前言：本文是由浅入深探索Linux进程间通信系列最后一篇文章，主要讲解POSIX IPC实现原理。由浅入深系列文章地址：由浅入深探讨Linux进程间通信（上篇）由浅入深探讨Linux进程间通信（中篇） POSIX IPC是基于文件实现的，POSIX IPC符合Linux一切皆文件的思想，使用起来也很方便。

由浅入深探讨Linux进程间通信（中篇）

Wed, 06 Dec 2023 00:00:00 +0000

前言

上一篇文章由浅入深探讨Linux进程间通信（上篇）只讲解到了进程间通信方法之管道，这一篇文章继续讲解System V进程间通信，话不多说直接开始。

1.System V进程间通信实现原理

System V进程间通信需要借助Linux命名空间来实现。

1.1 什么是Linux命名空间？

Linux命名空间是一种虚拟化技术，它提供了一种轻量级的虚拟化方式，可以将一个系统中的全局资源隔离开来，使得不同的进程可以拥有自己独立的资源视图。命名空间其实就是一些列资源的集合，每个进程都需要指向这个集合，不同的进程如果指向相同的命名空间，那么进程间就能共享命名空间资源。命名空间内核定义如下：

由浅入深探讨Linux进程间通信（上篇）

Fri, 01 Dec 2023 00:00:00 +0000

前言：

最近Linux进程间通信视频课程很火爆，很多同学通过这个课程开始对Linux进程间通信原理有所了解，本文继续围绕Linux进程间通信这个主题，由浅入深讲解Linux进程间通信，让你彻底学懂Linux进程间通信。

这么多种TCP服务器，总有一款适合你

Tue, 28 Nov 2023 00:00:00 +0000

前言：本文以TCP服务器为例，详细讲述TCP各种服务器模型的优缺点，以及TCP服务器模型的演变过程，揭开各种服务器模型的神秘面纱。学完本文，你总能挑选一款合适的TCP服务器。

Linux五种IO模型

Sun, 26 Nov 2023 00:00:00 +0000

前言：最近一直在研究Linux IO模型，Linux IO模型是一个挺复杂的概念，分析Linux IO模型一定要注意方法，否则会在一个个概念中，迷失自我。

图解Linux poll机制，终于集齐IO复用三剑客（精华篇）

Thu, 23 Nov 2023 00:00:00 +0000

前言：前面几篇文章已经详细讲解了Linux select和epoll机制，select和epoll两种IO复用方式用的人比较多，就像一家人一样，epoll相当于大哥，select相当于弟弟，而poll相当于二哥，家里的老二通常是很容易被忽视的对象，poll这种IO复用方式也很容易被忽视。epoll机制效率高，适用于高并发场景，所以epoll机制广泛用于各种开源项目。select机制编程简单，如果对高并发没有需求，那么很多人会选择select机制做多路IO请求处理。poll机制既没有高并发能力，编程也并不简单，所以经常吃灰。这篇文章通过图文详解Linux poll实现原理，目的是让大家能够从本质了解poll机制，以及对三种IO多路复用方式有一个全面的了解，最后根据自己的业务需求，选择合适的IO复用机制。

图解Linux select机制_从内核到应用（精华篇）

Mon, 20 Nov 2023 00:00:00 +0000

前言：

select机制已经被很多人都讲解过，select使用起来也不是特别难，为什么还要花时间再次讲解select机制？

在回答这个问题之前，我们先问一下自己，是否有足够的信心保证在使用select编程时不出错，select机制虽然看起来简单，实际在使用时有很多坑，当我们没有从原理上真正理解select机制时，我们随时会掉入这些坑，所以这篇文章我尽量把select实现原理和细节交待清楚。

一篇文章让你真正搞懂epoll机制

Wed, 15 Nov 2023 00:00:00 +0000

1.epoll简介

epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。

你真的懂Linux线程和信号的关系吗？

Mon, 13 Nov 2023 00:00:00 +0000

前言：

讲到信号，我们更多的是站在进程的角度去理解信号，当一个进程有多个线程的时候，那么进程，线程，信号三者之间会是什么样的关系呢？

1.线程与信号的关系

线程与信号关系要遵循以下标准：

Linux进程调度之完全公平调度（压箱底的干货分享）

Mon, 06 Nov 2023 00:00:00 +0000

1.什么是完全公平调度？

完全公平调度，CFS (Completely Fair Scheduler) 是 Linux 内核中的一个调度算法，用于管理进程的调度和时间片分配。

CFS 的设计理念是以红黑树作为进程队列的数据结构，其中每个进程都有一个红黑树节点。这些节点按照进程的虚拟运行时间排序，时间较少的进程在树的左节点，而运行时间较长的进程位于树的右节点。调度器每次选择红黑树最左边（最小虚拟运行时间）的节点来运行。

图解Linux进程优先级

Sat, 04 Nov 2023 00:00:00 +0000

1.什么是进程优先级？

Linux进程的优先级是用来确定在多个进程同时运行时，哪个进程会获得更多的CPU时间片。

Linux进程的优先级分为实时优先级和普通优先级。

实时优先级用于实时应用程序，如硬实时任务和实时控制系统，而普通优先级用于非实时应用程序。

图解Linux内核调度系统

Fri, 03 Nov 2023 00:00:00 +0000

1.进程调度系统

Linux进程调度是操作系统内核中的一个重要组成部分，它负责决定哪个进程可以在CPU上运行。

进程调度的目标是合理分配CPU资源，提高系统的整体运行效率和响应能力。

标准IO_格式化IO之printf函数

Thu, 02 Nov 2023 00:00:00 +0000

1.可变参数原理

1.1 函数参数入栈原理

图 1-1 函数参数入栈原理

函数参数采用从右至左的方式入栈，最右的参数从栈顶入栈，以此类推，每个参数都会存储在栈中，形成一个函数参数列表。

Linux内核是如何创建进程？

Wed, 01 Nov 2023 00:00:00 +0000

1.Linux如何创建进程

Linux创建进程都是通过父进程克隆的方式实现。

子进程刚创建成功时，虚拟地址空间和父进程虚拟地址空间信息一样（即代码和数据都是一样）。
通过调用exec家族函数可以替换虚拟地址空间信息为新的程序的信息。

一文弄懂Linux信号机制

Tue, 31 Oct 2023 00:00:00 +0000

1.什么是信号？

Linux信号机制是进程间通信的一种方式，用于在不同进程之间传递信息。它通过向目标进程发送一个特定的信号，来触发目标进程执行相应的处理操作。

一文搞懂Linux线程和进程区别？

Mon, 30 Oct 2023 00:00:00 +0000

1.什么是线程？

线程其实就是轻量级进程（LWP）。

轻量级进程（Light Weight Process）是指在操作系统级别上，将一个进程划分为多个执行单元，每个执行单元拥有自己的堆栈、程序计数器和资源使用情况，但共享同一进程的地址空间和文件描述符等资源。这些执行单元通常被称为线程（Thread）或者轻量级进程。

UDP校验和（checksum）原理

Sun, 23 Apr 2023 00:00:00 +0000

1.校验和原理

1.1 校验和计算

校验数据以16bit为单位进行累加求和，校验数据需为偶数字节，奇数字节末尾填充0变为偶数字节。
如果累加和超过16bit，产生了进位，需将高16bit和低16bit累加求和。
循环步骤2，直至未产生进位为止。
累加和取反得到校验和。

1.2 校验和验证：

校验数据16bit为单位进行累加求和，校验数据需为偶数字节，奇数字节末尾填充0变为偶数字节。
如果累加和超过16bit，产生了进位，需将高16bit和低16bit累加求和。
循环步骤2，直至未产生进位为止。
累加和和校验和相加得到0xffff，校验成功，否则失败。

2.UDP校验和原理

2.1 UDP校验数据范围

范围：UDP伪首部（12字节） + UDP首部（8字节） + UDP负载数据。

数据链路层原始套接字

Sun, 16 Apr 2023 00:00:00 +0000

1.什么是数据链路层原始套接字？

数据链路层原始套接字是Linux内核提供的一种套接字，该套接字可以让用户程序直接发送和接收以太网数据，用户程序发送和接收的数据包必须是完整的以太网数据，内核不会再处理该数据而只是做一些简单的接收和发送工作。数据链路层原始套接字在实际环境中有很多的应用，比如可以用来监听和抓包，可以对数据包进行修改和定制等等，很多的开源软件也用到了原始套接字。基于原始套接字这样的特性，可能会被一些不法分子利用，所以大家在使用原始套接字的时候，需要注意网络安全问题。

网络层原始套接字

Fri, 14 Apr 2023 00:00:00 +0000

1.什么是原始套接字？

原始套接字（sock_raw）分为链路层原始套接字和网络层原始套接字，今天讨论的是网络层原始套接字，后续原始套接字指的是网络层原始套接字。网络层原始套接字提供了一个方法或者说工具，用户可以使用该工具完成IP层数据包的组装，包括IP头部，传输层头部（TCP头部，UDP头部）和负载数据的组装，原始套接字可以跳过内核的数据包组包和分包流程，直接发送和接收数据包。

IO复用之epoll

Wed, 12 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.epoll基础简介

1.1 相关函数介绍

epoll_create函数

epoll_create函数用于创建epoll文件描述符，该文件描述符用于后续的epoll操作，参数size目前还没有实际用处，我们只要填一个大于0的数就行。

IO复用之poll

Sun, 09 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.poll介绍

1.1 poll函数

 #include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

参数：
fds：监听事件结构体数组
nfds：监听事件结构体数组长度
timeout：等于-1：一直阻塞
等于0：立即返回
大于0：等待超时时间，单位毫秒
返回值：
出错：返回-1
超时：返回0
成功：返回生效监听事件个数

1.2 struct pollfd 结构体

struct pollfd {
 int fd;
 short events;
 short revents;
};

fd：监听文件描述符
events：监听事件集合
revents：返回事件集合结果

1.3 events和revents事件定义

头文件：<poll.h>

IO复用之select

Fri, 07 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.函数介绍

1.1 select函数

 
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

参数：
nfds：最大文件描述符+1
readfds：读文件描述符集合，可设置为NULL
writefds：写文件描述符集合，可设置为NULL
exceptfds：异常文件描述符集合，可设置为NULL
timeout：超时时间，设置为NULL为阻塞模式
返回值：
成功：返回检测到的文件描述符数量
失败：返回-1，设置errno
超时：返回0

1.2 位图操作函数

 
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
//设置fd对应位图位置为0
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
//判断fd对应位图位置是否为1
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
//设置fd对应位图位置为1
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
//整个位图清零
void FD_ZERO(fd_set *set);

select位图工作原理

TCP编程基础

Thu, 06 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.TCP通信基本流程

图 1

2.示例程序

2.1 服务端程序

 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define LISTEN_BACKLOG (5)
#define BUF_SIZE (1500)
#define ACK_STR "ack ok"
void usage(void) {
 printf("*********************************\n");
 printf("./server 本端ip 本端端口\n");
 printf("*********************************\n");
}
int main(int argc, char *argv[]) {
 struct sockaddr_in client;
 struct sockaddr_in server;
 int sock_fd = 0, new_fd = 0;
 int ret = 0;
 socklen_t addrlen = 0;
 char send_buf[BUF_SIZE] = {0};
 char recv_buf[BUF_SIZE] = {0};
 if (argc != 3) {
 usage();
 return -1;
 }
 char *ip = argv[1];
 unsigned short port = atoi(argv[2]);
 printf("ip:port->%s:%u\n", argv[1], port);
 sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 if (sock_fd == -1) {
 perror("socket error");
 return -1;
 }
 memset(&client, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 client.sin_family = AF_INET;
 client.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
 client.sin_port = htons(port);
 ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&client,
sizeof(struct sockaddr));
 if (ret == -1) {
 close(sock_fd);
 perror("bind error");
 return -1;
 }
 ret = listen(sock_fd, LISTEN_BACKLOG);
 if (ret == -1) {
 close(sock_fd);
 perror("listen error");
 return -1;
 }
 addrlen = sizeof(server);
 new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&server, &addrlen);
 if (new_fd == -1) {
 close(sock_fd);
 perror("accept error");
 return -1;
 }
 int seq = 0;
 while(1) {
 memset(recv_buf, 0, BUF_SIZE);
 ret = recv(new_fd, recv_buf, BUF_SIZE, 0);
 printf("recv len:%d, %s\n", ret, recv_buf);
 memset(send_buf, 0, BUF_SIZE);
 sprintf(send_buf, "%s:%d\n", ACK_STR, seq++);
 ret = send(new_fd, send_buf, strlen(send_buf), 0);
 printf("send len:%d %s\n", ret, send_buf);
 }
 close(sock_fd);
 close(new_fd);
 return 0;
}

2.2 客户端程序

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define LISTEN_BACKLOG (5)
#define BUF_SIZE (1500)
#define REQUEST_STR "tcp pack"
void usage(void) {
 printf("*********************************\n");
 printf("./client 对端ip 对端端口\n");
 printf("*********************************\n");
} int main(int argc, char *argv[]) {
 struct sockaddr_in client;
 struct sockaddr_in server;
 int sock_fd = 0;
 int ret = 0;
 socklen_t addrlen = 0;
 char send_buf[BUF_SIZE] = {0};
 char recv_buf[BUF_SIZE] = {0};
 if (argc != 3) {
 usage();
 return -1;
 }
 char *ip = argv[1];
 unsigned short port = atoi(argv[2]);
 printf("ip:port->%s:%u\n", argv[1], port);
 sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 if (sock_fd == -1) {
 perror("socket error");
 return -1;
 }
 memset(&server, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 server.sin_family = AF_INET;
 server.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
 server.sin_port = htons(port);
 ret = connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&server,
sizeof(struct sockaddr));
 if (ret == -1) {
 close(sock_fd);
 perror("connect error");
 return -1;
 }
 int seq = 0;
 while(1) {
 sleep(1);
 memset(send_buf, 0, BUF_SIZE);
 sprintf(send_buf, "%s:%d", REQUEST_STR, seq++);
 send(sock_fd, send_buf, strlen(send_buf), 0);
 printf("send %s\n", send_buf);
 memset(recv_buf, 0, BUF_SIZE);
 recv(sock_fd, recv_buf, BUF_SIZE, 0);
 printf("recv %s\n", recv_buf);
 }
 close(sock_fd);
 return 0;
}

3.调试

3.1 编译

服务端

UDP编程基础

Wed, 05 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.UDP通信基本流程

图 1

2.示例程序

2.1 服务端程序

 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/uio.h>
#include <assert.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define MAX_BUF_LEN (1500)
#define ACK_STR "udp ack ok"
void usage(void) {
 printf("*********************************\n");
 printf("./server 本端ip 本端端口\n");
 printf("*********************************\n");
}
int main(int argc, char *argv[]) {
 int sockfd;
 int ret;
 ssize_t len = 0;
 struct sockaddr_in local;
 struct sockaddr_in peer;
 socklen_t addrlen = sizeof(peer);
 char recv_buf[MAX_BUF_LEN] = {0};
if (argc != 3) {
 usage();
 return -1;
}
char *ip = argv[1];
unsigned short port = atoi(argv[2]);
printf("ip:port->%s:%u\n", argv[1], port);
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sockfd == -1) {
 perror("socker error");
 return -1;
}
memset(&local, 0, sizeof(local));
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
local.sin_port = htons(port);
ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local));
if (ret == -1) {
 close(sockfd);
 perror("bind error");
 return -1;
}
while(1) {
 memset(recv_buf, 0, MAX_BUF_LEN);
 ret = recvfrom(sockfd, recv_buf, MAX_BUF_LEN, 0,
(struct sockaddr *)&peer, &addrlen);
 printf("recvfrom peer len:%d, peer ip:port->%s:%d\n",
addrlen,
inet_ntoa(peer.sin_addr),
ntohs(peer.sin_port));
 printf("recvfrom len:%d, %s\n", ret, recv_buf);
 ret = sendto(sockfd, ACK_STR, strlen(ACK_STR), 0,
(struct sockaddr *)&peer, sizeof(peer));
 printf("sendto len:%d, %s\n", ret, ACK_STR);
}
close(sockfd);
return 0;
}

2.2 客户端程序

 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <bits/socket.h>
#include <sys/uio.h>
#define MAX_BUF_LEN (1500)
#define REQUEST_STR "udp pack"
void usage(void) {
 printf("*********************************\n");
 printf("./client 对端ip 对端端口\n");
 printf("*********************************\n");
}
int main(int argc, char *argv[]) {
 int sockfd;
 int ret;
 struct sockaddr_in local;
 struct sockaddr_in peer;
 socklen_t addrlen = sizeof(peer);
 char recv_buf[MAX_BUF_LEN] = {0};
if (argc != 3) {
 usage();
 return -1;
}
char *ip = argv[1];
unsigned short port = atoi(argv[2]);
printf("ip:port->%s:%u\n", argv[1], port);
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sockfd == -1) {
 perror("socker error");
 return -1;
}
memset(&peer, 0, sizeof(peer));
peer.sin_family = AF_INET;
peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
peer.sin_port = htons(port);
while(1) {
 ret = sendto(sockfd, REQUEST_STR, strlen(REQUEST_STR), 0,
(struct sockaddr *)&peer, sizeof(peer));
 printf("sendto len:%d, %s\n", ret, REQUEST_STR);
 memset(recv_buf, 0, MAX_BUF_LEN);
 ret = recvfrom(sockfd, recv_buf, MAX_BUF_LEN, 0,
(struct sockaddr *)&peer, &addrlen);
 printf("recvfrom peer len:%d, peer ip:port->%s:%d\n",
addrlen,
inet_ntoa(peer.sin_addr),
ntohs(peer.sin_port));
 printf("recvfrom len:%d, %s\n", ret, recv_buf);
 sleep(1);
}
close(sockfd);
return 0;
}

3.调试

3.1 编译

服务端命令 #gcc server.c -o server

套接字核心

Tue, 04 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.套接字软件架构

图 1

通过domain地址域对套接字进行分类，分为：IPv4套接字，IPv6套接字，域套接字，数据链路套接字等。
通过type套接字类型和protocol协议类型进行子分类，如IPv4套接字分为：TCP套接字，UDP套接字，ICMP套接字，原始套接字。字段prot和ops决定套接字行为。
不同的套接字有不同的行为，学习套接字编程需要学习各个套接字行为。

2.核心函数

2.1 socket函数

socket函数创建socket对象，创建文件描述符，将socket对象映射至文件描述符private_data字段，socket对象会根据type和protocol参数动态设置socket对象行为。

套接字接收函数系列

Mon, 03 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1 系统调用流程

图 1

2.接收函数系列

2.1 recv函数

套接字接收函数。

#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

参数：
sockfd：套接字文件描述符
buf：接收缓冲区
len：接收数据长度
flags：标识
返回值：
成功：返回接收的字节数
失败：返回-1，并设置errno

2.2 recvfrom函数

套接字接收函数，能够获取对端套接字地址信息。

套接字发送函数系列

Sun, 02 Apr 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.系统调用流程

图 1

2 发送函数系列2.1 send函数 send函数为套接字发送函数，需套接字进行connect操作才能使用。

# include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

参数：
sockfd：套接字文件描述符
buf：发送缓冲区
len：发送数据长度
返回值：
成功：返回发送的字节数
失败：返回-1，并设置errno

2.2 sendto函数

sendto函数为套接字发送函数，不管套接字是否进行connect操作都能使用。

套接字函数

Thu, 30 Mar 2023 00:00:00 +0000

知识地图

1.字节序转换函数

1.1 头文件

#include <arpa/inet.h>

1.2 16位转换函数

uint16_t htons(uint16_t hostshort); 参数： hostshort 16位无符号整型（主机字节序）返回值： 16位无符号整型数（网络字节序）作用： 16位无符号整型（主机字节序）转16位无符号整型（网络字节序）

套接字地址

Mon, 27 Mar 2023 00:00:00 +0000

1.套接字地址介绍

1.1 通用套接字地址

 #include <sys/socket.h>
struct sockaddr {
 unsigned short sa_family;
 char sa_data[14];
};

图1解析： sa_family：2字节地址族sa_data：14字节填充

作用：作为套接字函数参数使用

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

1.2 新的通用套接字地址

 #include <bits/socket.h>
struct sockaddr_storage {
 unsigned short ss_family;
 char __ss_padding[118];
 unsigned long __ss_align;
};

TCP四次挥手

Thu, 23 Mar 2023 00:00:00 +0000

1.四次挥手

第一次挥手

客户端发送FIN报文

FIN标识：1，seq(序号)：M

作用：客户端准备释放TCP连接并通知服务端，客户端主动关闭TCP连接

第二次挥手

主机字节序和网络字节序

Wed, 22 Mar 2023 00:00:00 +0000

1.什么是字节序？

字节序，字节在内存中排列顺序

计算机存储数据方式是从内存增长方向存储
网络发送数据从内存低地址开始发送

图1：计算机存储方式

图2：网络发送数据方式

2.大端字节序和小端字节序

大端字节序（Big Endian）：按照内存的增长方向，高位字节存储在低位内存地址中小端字节序（Little Endian）：按照内存的增长方向，低位字节存储于低位内存地址中

TCP三次握手

Tue, 21 Mar 2023 00:00:00 +0000

三次握手

第一次握手：客户端发送SYN报文

SYN标识:1，seq(序号):X

第二次握手：服务端发送SYN+ACK报文

SYN标识:1，ACK标识:1，seq(序号):Y，ack(确认号):X+1

物联网心球

Linux环境编程从入门到精通

容器技术训练营 · 45 天

第 1 章 计算机网络基础

Linux网络编程从入门到精通

第 2 章 认识套接字

一文搞懂 Linux cgroup

1.cgroup 是什么？

6张图搞懂 Linux 进程调度系统

1.进程调度是什么？

4张图搞懂Linux环境变量

1.什么是环境变量？

2张图彻底搞懂 Linux 直接 I/O

1.什么是直接 I/O

我的视频专栏【硬核Linux】上线了

四张图搞懂 Linux 进程是什么？

1.什么是进程？

从入门到精通：Linux sysfs 全解析，这一篇就够了

7张图搞懂Linux文件页缓存（Page Cache）

1.文件页缓存是什么？

5张图带你彻底搞懂Linux VFS虚拟文件系统

图文详解：Linux epoll和io_uring到底谁更牛？

图文详解Linux 1号进程（init进程）

我的新书《图解Linux网络编程》出版了！

图文详解Linux根文件系统

从ext4文件系统到Linux文件树

图文详解Linux动态库（.so文件）工作原理

4张图教你高效解决Linux内存泄漏

从Linux内核角度看TCP粘包

14张图彻底搞懂malloc、free源码

图文详解gcc -g调试信息

gdb调试coredump文件从原理到应用

4张图搞清楚gdb工作原理

一文搞懂TCP Nagle算法

从ulimit命令看Linux进程资源限制

进程栈和线程栈傻傻分不清楚

4张图搞懂堆和栈的区别

一步步带你彻底搞懂异步I/O

一张图搞懂mmap实现原理（通俗易懂）

图解Linux 7种文件类型

网络编程之端口复用

Linux epoll完全图解，彻底搞懂epoll机制

1.从内核看epoll机制

从ELF文件到Linux进程

1.什么是ELF文件？

图文详解红黑树(上篇)

Linux高性能编程_哈希表

Linux高性能编程_线程池

Linux高性能编程_nginx内存池

1.nginx内存池实现原理

1.1 整体架构

Linux高性能编程_malloc原理

Linux高性能编程_Reactor模型

1.聊聊百万并发

1.1 什么是百万并发？

Linux高性能编程_时间轮

1.初识时间轮

Linux高性能编程_协程

Linux高性能编程_无锁队列

Linux高性能编程_原子操作

图解Linux内存管理_slab，slub，slob分配器

图解Linux内存管理_伙伴系统

图解Linux内存管理_整体架构

6张图讲清楚Linux零拷贝技术

图解Linux虚拟文件系统(VFS)之关系篇

8张图讲清楚mmap实现原理

图文详解io_uring高性能异步IO架构（原理篇）

一文搞懂Linux线程同步原理

由浅入深探讨Linux进程间通信（下篇）

由浅入深探讨Linux进程间通信（中篇）

前言

1.System V进程间通信实现原理

1.1 什么是Linux命名空间？

由浅入深探讨Linux进程间通信（上篇）

这么多种TCP服务器，总有一款适合你

Linux五种IO模型

图解Linux poll机制，终于集齐IO复用三剑客（精华篇）

图解Linux select机制_从内核到应用（精华篇）

一篇文章让你真正搞懂epoll机制

1.epoll简介

第 1 章计算机网络基础

第 2 章认识套接字