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挖坑的张师傅我目前的主要工作集中在基础架构、DevOps 和边缘计算等领域。在日常工作中，我经常会遇到业务方面奇奇怪怪的问题，涉及容器网络、文件 I/O、内存等方面。在解决这些问题的过程中，我意识到，要找到问题的根因，需要扎实的底层原理知识作为支撑，否则只能靠算命。
基础篇
CPU 篇
内存篇
IO 篇
容器篇
基础篇 的内容涵盖了多个核心工具和技术的使用及原理，主要包含下面这些内容：
了解 GDB 的基本使用方法，包括如何启动调试、设置断点、查看变量和单步执行等；
揭开 GDB 的神秘面纱，深入探讨 GDB 的工作机制，了解其如何通过 ptrace 系统调用实现对被调试程序的控制和调试；
讲解如何使用 QEMU 和 GDB 调试 Linux 内核；
简单了解汇编语言的基本概念，能结合搜索引擎和大模型看懂理解汇编代码，从汇编的角度理解 C/C++、Go 的诸多细节；
探讨同步机制和锁的实现原理，介绍计算机先驱们是如何优化锁的；
带你深入理解线程本地存储 TLS 的实现原理；
介绍 Linux 系统中的时钟源和高性能计时方法，以及 vdso 系统调用的实现和应用；
介绍零拷贝技术的原理和实现，了解如何通过零拷贝提高数据传输效率；
介绍 LD_PRELOAD 的使用方法和应用场景，介绍在审计、故障注入、性能分析上的应用；
深入分析系统调用的实现原理，如何传参，系统调用涉及的上下文切换等；
介绍 ftrace 和 trace-cmd 工具的使用方法，《给开发者的底层原理课 - 掘金小册》PDF 下载 ePub 下载，方便你追踪内核调用过程，理解业务的调用会触发那些内核函数；
手写 tcpdump。
CPU 篇 包含下面这些内容：
进程线程的本质，详细讲解 Linux 内核中 task_struct 结构；
介绍进程的各种状态及其转换条件，帮助你理解进程的生命周期，尤其是 D 状态等；
讲解孤儿进程和僵尸进程的概念及其处理方法；
探讨 Kubernetes 中的 pause 容器和僵尸进程问题；
介绍 D 状态进程的含义及其对系统负载的影响，如何构造 D 状态的进程；
详细讲解进程上下文切换的本质，让你了解上下文切换发生什么，了解其对系统性能的影响；
介绍完全公平调度（CFS）算法的原理和实现，理解线程是如何分配到 CPU 时间的；
介绍实时进程调度算法的原理和实现，很多内核线程都是以实时调度策略运行的，我们需要搞懂实时调度算法到底意味着什么；
介绍火焰图的概念和使用方法，帮助你分析和优化 CPU 性能；
讲解 CPU 亲和性和超线程技术的原理和应用，了解在多核处理器中我们应该注意什么；
通过实际代码示例，讲解如何手写协程，帮你了解协程的本质。
内存篇 包含下面这些内容：
理解虚拟内存和物理内存的概念；
比较 brk 和 mmap 两种内存分配系统调用的原理和应用场景，了解内存是如何分配的；
介绍进程内存分布的基本概念和结构，这在我们分析进程的内存占用时十分有用；
了解什么是缺页中断 PageFault；
深入分析 Linux OOM 机制，了解 overcommit、oom_score_adj 等概念；
讲解 malloc 和 free 函数的底层实现原理，理解 ptmalloc、jemalloc 等内存分配器的角色。
IO 篇 主要包含下面这些内容：
介绍虚拟文件系统（VFS）的概念和四大数据结构，理解 Linux 一切皆文件的精妙设计；
了解文件描述符（fd）分配的最低未使用原则；
重点理解文件描述符表（进程级）、打开文件列表（系统级）、i-node 表（系统级）这三者之间的关系；
剖析 epoll 源码，理解等待队列、epoll 数据结构、事件回调等知识。
容器篇 主要介绍容器原理以及网络相关的知识：
支撑容器实现的实现原理：cgroup、namespace、rootfs 等概念；
容器网络基石：veth、bridge、tun/tap 等；
剖析内核层 conntrack 的实现；
理解 iptables 的基础概念与自定义规则链；
详细介绍 DNS 的实现原理以及在各大语言中的注意事项；
介绍 ARP 的基础知识以及 GC 的注意事项；
通过源码走读，介绍 socket 编程中的核心函数的内核层实现。

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