Linux内核-容器之namespace

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容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,317元额度 多规格
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
容器镜像服务 ACR,镜像仓库100个 不限时长
简介: 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/feilengcui008/article/details/51628366 1. 介绍简单玩了下Linux kernel为容器技术提供的基础设施之一namespace(另一个是cgroups),包括uts/user/pid/mnt/ipc/net六个(3.13.0的内核). 这东西主要用来做资源的隔离,我感觉本质上是全局资源的映射,映射之间独立了自然隔离了。
版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/feilengcui008/article/details/51628366

1. 介绍

简单玩了下Linux kernel为容器技术提供的基础设施之一namespace(另一个是cgroups),包括uts/user/pid/mnt/ipc/net六个(3.13.0的内核). 这东西主要用来做资源的隔离,我感觉本质上是全局资源的映射,映射之间独立了自然隔离了。主要涉及到的东西是:

  • clone
  • setns
  • unshare
  • /proc/pid/ns, /proc/pid/uid_map, /proc/pid/gid_map等

后面简单分析了一下内核源码里面是怎么实现这几个namespace以及以几个简单系统调用为例,看看namespace怎么产生影响的,然后简单分析下setns和unshare的实现


2. 测试流程及代码

下面是一些简单的例子,主要测试uts/pid/user/mnt四个namespace的效果,测试代码主要用到三个进程,一个是clone系统调用执行/bin/bash后的进程,也是生成新的子namespace的初始进程,然后是打开/proc/pid/ns下的namespace链接文件,用setns将第二个可执行文件的进程加入/bin/bash的进程的namespace(容器),并让其fork出一个子进程,测试pid namespace的差异。值得注意的几个点:

  • 不同版本的内核setns和unshare对namespace的支持不一样,较老的内核可能只支持ipc/net/uts三个namespace
  • 某个进程创建后其pid namespace就固定了,使用setns和unshare改变后,其本身的pid namespace不会改变,只有fork出的子进程的pid namespace改变(改变的是每个进程的nsproxy->pid_namespace_for_children)
  • 用setns添加mnt namespace应该放在其他namespace之后,否则可能出现无法打开/proc/pid/ns/…的错误
// 代码1: 开一些新的namespace(启动新容器)
#define _GNU_SOURCE
#include <sys/wait.h>
#include <sched.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#define errExit(msg)  do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)

/* Start function for cloned child */
static int childFunc(void *arg)
{
  const char *binary = "/bin/bash";
  char *const argv[] = {
    "/bin/bash",
    NULL
  };
  char *const envp[] = { NULL };

  /* wrappers for execve */
  // has const char * as argument list
  // execl 
  // execle  => has envp
  // execlp  => need search PATH 

  // has char *const arr[] as argument list 
  // execv 
  // execvpe => need search PATH and has envp
  // execvp  => need search PATH 

  //int ret = execve(binary, argv, envp);
  int ret = execv(binary, argv);
  if (ret < 0) {
    errExit("execve error");
  }
  return ret;
}

#define STACK_SIZE (1024 * 1024)    /* Stack size for cloned child */

int main(int argc, char *argv[])
{
  char *stack; 
  char *stackTop;                 
  pid_t pid;
  stack = malloc(STACK_SIZE);
  if (stack == NULL)
    errExit("malloc");
  stackTop = stack + STACK_SIZE;  /* Assume stack grows downward */

  //pid = clone(childFunc, stackTop, CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWUSER | SIGCHLD, NULL);
  pid = clone(childFunc, stackTop, CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWUSER | CLONE_NEWIPC | SIGCHLD, NULL);
//pid = clone(childFunc, stackTop, CLONE_NEWUTS | //CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWUSER | CLONE_NEWIPC //| CLONE_NEWNET | SIGCHLD, NULL);
  if (pid == -1)
    errExit("clone");
  printf("clone() returned %ld\n", (long) pid);

  if (waitpid(pid, NULL, 0) == -1)  
    errExit("waitpid");
  printf("child has terminated\n");

  exit(EXIT_SUCCESS);
}
// 代码2: 使用setns加入新进程
#define _GNU_SOURCE  // ?
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <sys/utsname.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sched.h>
#include <fcntl.h>
#include <wait.h>

// mainly setns and unshare system calls

/* int setns(int fd, int nstype); */

// 不同版本内核/proc/pid/ns下namespace文件情况
/*
   CLONE_NEWCGROUP (since Linux 4.6)
   fd must refer to a cgroup namespace.

   CLONE_NEWIPC (since Linux 3.0)
   fd must refer to an IPC namespace.

   CLONE_NEWNET (since Linux 3.0)
   fd must refer to a network namespace.

   CLONE_NEWNS (since Linux 3.8)
   fd must refer to a mount namespace.

   CLONE_NEWPID (since Linux 3.8)
   fd must refer to a descendant PID namespace.

   CLONE_NEWUSER (since Linux 3.8)
   fd must refer to a user namespace.

   CLONE_NEWUTS (since Linux 3.0)
   fd must refer to a UTS namespace.
   */

/* // 特殊的pid namespace 
   CLONE_NEWPID behaves somewhat differently from the other nstype
values: reassociating the calling thread with a PID namespace changes
only the PID namespace that child processes of the caller will be
created in; it does not change the PID namespace of the caller
itself.  Reassociating with a PID namespace is allowed only if the
PID namespace specified by fd is a descendant (child, grandchild,
etc.)  of the PID namespace of the caller.  For further details on
PID namespaces, see pid_namespaces(7).
*/


/*
int unshare(int flags);
CLONE_FILES | CLONE_FS | CLONE_NEWCGROUP | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET 
| CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWUSER | CLONE_NEWUTS | CLONE_SYSVSEM
*/



#define MAX_PROCPATH_LEN 1024

#define errorExit(msg) \
  do { fprintf(stderr, "%s in file %s in line %d\n", msg, __FILE__, __LINE__);\
    exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

void printInfo();
int openAndSetns(const char *path);

int main(int argc, char *argv[])
{
  if (argc < 2) {
    fprintf(stdout, "usage : execname pid(find namespaces of this process)\n");
    return 0;
  }
  printInfo();

  fprintf(stdout, "---- setns for uts ----\n");
  char uts[MAX_PROCPATH_LEN];
  snprintf(uts, MAX_PROCPATH_LEN, "/proc/%s/ns/uts", argv[1]);
  openAndSetns(uts);
  printInfo();

  fprintf(stdout, "---- setns for user ----\n");
  char user[MAX_PROCPATH_LEN];
  snprintf(user, MAX_PROCPATH_LEN, "/proc/%s/ns/user", argv[1]);
  openAndSetns(user);
  printInfo();

  // 注意pid namespace的不同行为,只有后续创建的子进程进入setns设置
  // 的新的pid namespace,本进程不会改变
  fprintf(stdout, "---- setns for pid ----\n");
  char pidpath[MAX_PROCPATH_LEN];
  snprintf(pidpath, MAX_PROCPATH_LEN, "/proc/%s/ns/pid", argv[1]);
  openAndSetns(pidpath);
  printInfo();


  fprintf(stdout, "---- setns for ipc ----\n");
  char ipc[MAX_PROCPATH_LEN];
  snprintf(ipc, MAX_PROCPATH_LEN, "/proc/%s/ns/ipc", argv[1]);
  openAndSetns(ipc);
  printInfo();

  fprintf(stdout, "---- setns for net ----\n");
  char net[MAX_PROCPATH_LEN];
  snprintf(net, MAX_PROCPATH_LEN, "/proc/%s/ns/net", argv[1]);
  openAndSetns(net);
  printInfo();

  // 注意mnt namespace需要放在其他后面,避免mnt namespace改变后
  // 找不到/proc/pid/ns下的文件
  fprintf(stdout, "---- setns for mount ----\n");
  char mount[MAX_PROCPATH_LEN];
  snprintf(mount, MAX_PROCPATH_LEN, "/proc/%s/ns/mnt", argv[1]);
  openAndSetns(mount);
  printInfo();

  // 测试子进程的pid namespace
  int ret = fork();
  if (-1 == ret) {
    errorExit("failed to fork");
  } else if (ret == 0) {
    fprintf(stdout, "********\n");
    fprintf(stdout, "in child process\n");
    printInfo();
    fprintf(stdout, "********\n");
    for (;;) {
      sleep(5);
    }
  } else {
    fprintf(stdout, "child pid : %d\n", ret);
  }
  for (;;) {
    sleep(5);
  }
  waitpid(ret, NULL, 0);
  return 0;
}

void printInfo()
{
  pid_t pid;
  struct utsname uts;
  uid_t uid;
  gid_t gid;
  // pid namespace 
  pid = getpid();
  // user namespace 
  uid = getuid();
  gid = getgid();
  // uts namespace 
  uname(&uts);
  fprintf(stdout, "pid : %d\n", pid);
  fprintf(stdout, "uid : %d\n", uid);
  fprintf(stdout, "gid : %d\n", gid);
  fprintf(stdout, "hostname : %s\n", uts.nodename);
}

int openAndSetns(const char *path)
{
  int ret = open(path, O_RDONLY, 0);
  if (-1 == ret) {
    fprintf(stderr, "%s\n", strerror(errno));
    errorExit("failed to open fd");
  }
  if (-1 == (ret = setns(ret, 0))) {
    fprintf(stderr, "%s\n", strerror(errno));
    errorExit("failed to setns");
  }
  return ret;
}

3. 测试效果

  • user的效果 : 通过/proc/pid/uid_map和/proc/pid/gid_map设置container外用户id和容器内用户id的映射关系(把这放前面是因为后面hostname和mount需要权限…)
    这里写图片描述
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  • uts的效果 : 改变container中的hostname不会影响container外面的hostname
    这里写图片描述
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  • pid和mnt的效果 : container中进程id被重新映射,在container中重新挂载/proc filesystem不会影响容器外的/proc
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  • setns的测试

    • 依次为init进程,container init进程(6个namespace的flag都指定了),新加入container的进程以及其fork出的子进程的namespace情况,可以看到container init进程与init进程的namespace完全不同了,新加入container的进程除了pid与init相同外,其他namespace与container init进程相同,而新加入container的进程fork出的子进程的namespace则与container init进程完全相同
      这里写图片描述

    • 新加入container init进程pid namespace的子进程
      这里写图片描述
      这里写图片描述

    • 程序2输出
      这里写图片描述


4. 内核里namespace的实现

(1) 主要数据结构

  • 源码主要位置:
// net_namespace为啥不链接个头文件到include/linux...
include/net/net_namespace.h
include/linux/mnt_namespace.h与fs/mount.h
include/linux/ipc_namespace.h
include/linux/pid_namespace.h
include/linux/user_namespace.h
// 这个命名估计是历史原因...
include/linux/utsname.h
  • 几个namespace结构
    注意其他namespace都内嵌了user_namespace
struct user_namespace {
  // uid_map 
    struct uid_gid_map  uid_map;
  // gid_map
    struct uid_gid_map  gid_map;
    struct uid_gid_map  projid_map;
    atomic_t        count;
  // 父user_namespace
    struct user_namespace   *parent;
    int         level;
    kuid_t          owner;
    kgid_t          group;
    struct ns_common    ns;
    unsigned long       flags;

    /* Register of per-UID persistent keyrings for this namespace */
#ifdef CONFIG_PERSISTENT_KEYRINGS
    struct key      *persistent_keyring_register;
    struct rw_semaphore persistent_keyring_register_sem;
#endif
};
// uts_namespace
struct uts_namespace {
    struct kref kref;
    struct new_utsname name;
    struct user_namespace *user_ns;
    // 封装ns的一些通用操作钩子函数
    struct ns_common ns;
};
// pid_namespace 
struct pid_namespace {
    struct kref kref;
  // pid映射
    struct pidmap pidmap[PIDMAP_ENTRIES];
    struct rcu_head rcu;
    int last_pid;
    unsigned int nr_hashed;
  // pid_namespace里面,子进程挂掉会由此进程rape
    struct task_struct *child_reaper;
    struct kmem_cache *pid_cachep;
    unsigned int level;
  // 父pid_namespace
    struct pid_namespace *parent;
  // 当前namespace在proc fs中的位置
#ifdef CONFIG_PROC_FS
    struct vfsmount *proc_mnt;
    struct dentry *proc_self;
    struct dentry *proc_thread_self;
#endif
#ifdef CONFIG_BSD_PROCESS_ACCT
    struct bsd_acct_struct *bacct;
#endif
  // pid_namespace依赖user_namespace
    struct user_namespace *user_ns;
  // 工作队列workqueue相关
    struct work_struct proc_work;
    kgid_t pid_gid;
    int hide_pid;
    int reboot; /* group exit code if this pidns was rebooted */
  // 封装ns的一些通用操作钩子函数
    struct ns_common ns;
};
// mount namespace
struct mnt_namespace {
    atomic_t        count;
    struct ns_common    ns;
    // 新的mount namespace的根挂载点
    struct mount *  root;
    struct list_head    list;
    // 内嵌的user_namespace
    struct user_namespace   *user_ns;
    u64         seq;    /* Sequence number to prevent loops */
    wait_queue_head_t poll;
    u64 event;
};
struct ipc_namespace {
    atomic_t    count;
    struct ipc_ids  ids[3];

    int     sem_ctls[4];
    int     used_sems;

    unsigned int    msg_ctlmax;
    unsigned int    msg_ctlmnb;
    unsigned int    msg_ctlmni;
    atomic_t    msg_bytes;
    atomic_t    msg_hdrs;

    size_t      shm_ctlmax;
    size_t      shm_ctlall;
    unsigned long   shm_tot;
    int     shm_ctlmni;
    /*
     * Defines whether IPC_RMID is forced for _all_ shm segments regardless
     * of shmctl()
     */
    int     shm_rmid_forced;

    struct notifier_block ipcns_nb;

    /* The kern_mount of the mqueuefs sb.  We take a ref on it */
    struct vfsmount *mq_mnt;

    /* # queues in this ns, protected by mq_lock */
    unsigned int    mq_queues_count;

    /* next fields are set through sysctl */
    unsigned int    mq_queues_max;   /* initialized to DFLT_QUEUESMAX */
    unsigned int    mq_msg_max;      /* initialized to DFLT_MSGMAX */
    unsigned int    mq_msgsize_max;  /* initialized to DFLT_MSGSIZEMAX */
    unsigned int    mq_msg_default;
    unsigned int    mq_msgsize_default;

    /* user_ns which owns the ipc ns */
    struct user_namespace *user_ns;

    struct ns_common ns;
};
struct net {
    atomic_t        passive;    /* To decided when the network
                         * namespace should be freed.
                         */
    atomic_t        count;      /* To decided when the network
                         *  namespace should be shut down.
                         */
#ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
    atomic_t        use_count;  /* To track references we
                         * destroy on demand
                         */
#endif
    spinlock_t      rules_mod_lock;

  // net_namespace链表
    struct list_head    list;       /* list of network namespaces */
    struct list_head    cleanup_list;   /* namespaces on death row */
    struct list_head    exit_list;  /* Use only net_mutex */

  // 内嵌的user_namespace
    struct user_namespace   *user_ns;   /* Owning user namespace */

    struct ns_common    ns;

    struct proc_dir_entry   *proc_net;
    struct proc_dir_entry   *proc_net_stat;
/*... 省略 ...*/

(2) namespace如何产生影响(以uts和pid namespace为例)

  • uts_namespace, 以uname系统调用为例
// syscall uname
SYSCALL_DEFINE1(uname, struct old_utsname __user *, name)
{
    int error = 0;

    if (!name)
        return -EFAULT;

    down_read(&uts_sem);
    // utsname()
    if (copy_to_user(name, utsname(), sizeof(*name)))
        error = -EFAULT;
    up_read(&uts_sem);

    if (!error && override_release(name->release, sizeof(name->release)))
        error = -EFAULT;
    if (!error && override_architecture(name))
        error = -EFAULT;
    return error;
}
static inline struct new_utsname *utsname(void)
{
    // 到当前进程uts namespace中查找utsname
    return &current->nsproxy->uts_ns->name;
}
  • pid namespace,以getpid系统调用为例
/**
 * sys_getpid - return the thread group id of the current process
 *
 * Note, despite the name, this returns the tgid not the pid.  The tgid and
 * the pid are identical unless CLONE_THREAD was specified on clone() in
 * which case the tgid is the same in all threads of the same group.
 *
 * This is SMP safe as current->tgid does not change.
 */
SYSCALL_DEFINE0(getpid)
{
    return task_tgid_vnr(current);
}

static inline pid_t task_tgid_vnr(struct task_struct *tsk)
{
    return pid_vnr(task_tgid(tsk));
}
pid_t pid_vnr(struct pid *pid)
{
    return pid_nr_ns(pid, task_active_pid_ns(current));
}
// 从pid namespace中获取真正的pid number nr
pid_t pid_nr_ns(struct pid *pid, struct pid_namespace *ns)
{
    struct upid *upid; 
    pid_t nr = 0;
    if (pid && ns->level <= pid->level) {
        upid = &pid->numbers[ns->level];
        if (upid->ns == ns)
            nr = upid->nr;
    }
    return nr;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(pid_nr_ns);

struct upid {
    /* Try to keep pid_chain in the same cacheline as nr for find_vpid */
  // 真正的pid
    int nr;
  // pid_namespace
    struct pid_namespace *ns;
    struct hlist_node pid_chain;
};

// 带有namespace和pid
struct pid
{
    atomic_t count;
    unsigned int level;
    /* lists of tasks that use this pid */
  // 多个线程共享一个pid
    struct hlist_head tasks[PIDTYPE_MAX];
    struct rcu_head rcu;
    struct upid numbers[1];
};
  • setns系统调用的实现
SYSCALL_DEFINE2(setns, int, fd, int, nstype)
{
    struct task_struct *tsk = current;
    struct nsproxy *new_nsproxy;
    struct file *file;
    struct ns_common *ns;
    int err;

    file = proc_ns_fget(fd);
    if (IS_ERR(file))
        return PTR_ERR(file);

    err = -EINVAL;
    ns = get_proc_ns(file_inode(file));
    if (nstype && (ns->ops->type != nstype))
        goto out;

  // 直接为当前进程创建新的nsproxy,然后copy当前进程的namespace到
  // 新创建的nsproxy,最后视引用技术情况将原来的nsproxy放回
  // kmem_cache,是否不太高效?不能直接在原来的nsproxy上
  // install新的ns,没变的namespace不需要更改?不过貌似namespace
  // 不会经常变化,所以对性能要求也不需要很高?
    new_nsproxy = create_new_namespaces(0, tsk, current_user_ns(), tsk->fs);
    if (IS_ERR(new_nsproxy)) {
        err = PTR_ERR(new_nsproxy);
        goto out;
    }

    err = ns->ops->install(new_nsproxy, ns);
    if (err) {
        free_nsproxy(new_nsproxy);
        goto out;
    }
  // 切换当前进程的nsproxy,并可能释放nsproxy
    switch_task_namespaces(tsk, new_nsproxy);
out:
    fput(file);
    return err;
}
static struct nsproxy *create_new_namespaces(unsigned long flags,
    struct task_struct *tsk, struct user_namespace *user_ns,
    struct fs_struct *new_fs)
{
    struct nsproxy *new_nsp;
    int err;
    // 创建新的nsproxy
    new_nsp = create_nsproxy();
    if (!new_nsp)
        return ERR_PTR(-ENOMEM);
    // 分配新的mnt_namespace
    new_nsp->mnt_ns = copy_mnt_ns(flags, tsk->nsproxy->mnt_ns, user_ns, new_fs);
    if (IS_ERR(new_nsp->mnt_ns)) {
        err = PTR_ERR(new_nsp->mnt_ns);
        goto out_ns;
    }
    // 分配新的uts namespace
    new_nsp->uts_ns = copy_utsname(flags, user_ns, tsk->nsproxy->uts_ns);
    if (IS_ERR(new_nsp->uts_ns)) {
        err = PTR_ERR(new_nsp->uts_ns);
        goto out_uts;
    }
    // 分配新的ipc namespace
    new_nsp->ipc_ns = copy_ipcs(flags, user_ns, tsk->nsproxy->ipc_ns);
    if (IS_ERR(new_nsp->ipc_ns)) {
        err = PTR_ERR(new_nsp->ipc_ns);
        goto out_ipc;
    }
    // 注意不同于其他namespace 这里改变的是此进程的子进程的pid namespace
    new_nsp->pid_ns_for_children =
        copy_pid_ns(flags, user_ns, tsk->nsproxy->pid_ns_for_children);
    if (IS_ERR(new_nsp->pid_ns_for_children)) {
        err = PTR_ERR(new_nsp->pid_ns_for_children);
        goto out_pid;
    }
    // 分配新的net
    new_nsp->net_ns = copy_net_ns(flags, user_ns, tsk->nsproxy->net_ns);
    if (IS_ERR(new_nsp->net_ns)) {
        err = PTR_ERR(new_nsp->net_ns);
        goto out_net;
    }
    /*... 省略 ...*/
  • unshare系统调用的实现
// unshare主要也是使用create_new_nsproxy和switch_tasks_namespace
SYSCALL_DEFINE1(unshare, unsigned long, unshare_flags)
{
    struct fs_struct *fs, *new_fs = NULL;
    struct files_struct *fd, *new_fd = NULL;
    struct cred *new_cred = NULL;
    struct nsproxy *new_nsproxy = NULL;
    /*... 省略 ...*/
    // 内部调用了create_new_nsproxy
    err = unshare_nsproxy_namespaces(unshare_flags, &new_nsproxy,
                     new_cred, new_fs);
    /*... 省略 ...*/
    if (new_nsproxy)
       // 切换当前进程的nsproxy到新的nsproxy,
       // 并可能释放nsproxy,nsproxy本身结构放回kmem_cache,
       // 而nsproxy中的uts/ipc/net/user/mnt以及嵌入其他
       // namespace中的user namespace也会根据引用计数释放回slab 
        switch_task_namespaces(current, new_nsproxy);
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11天前
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缓存 算法 Linux
深入理解Linux内核调度器:公平性与性能的平衡####
真知灼见 本文将带你深入了解Linux操作系统的核心组件之一——完全公平调度器(CFS),通过剖析其设计原理、工作机制以及在实际系统中的应用效果,揭示它是如何在众多进程间实现资源分配的公平性与高效性的。不同于传统的摘要概述,本文旨在通过直观且富有洞察力的视角,让读者仿佛亲身体验到CFS在复杂系统环境中游刃有余地进行任务调度的过程。 ####
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2天前
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算法 Linux 开发者
Linux内核中的锁机制:保障并发控制的艺术####
本文深入探讨了Linux操作系统内核中实现的多种锁机制,包括自旋锁、互斥锁、读写锁等,旨在揭示这些同步原语如何高效地解决资源竞争问题,保证系统的稳定性和性能。通过分析不同锁机制的工作原理及应用场景,本文为开发者提供了在高并发环境下进行有效并发控制的实用指南。 ####
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10天前
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缓存 资源调度 安全
深入探索Linux操作系统的心脏——内核配置与优化####
本文作为一篇技术性深度解析文章,旨在引领读者踏上一场揭秘Linux内核配置与优化的奇妙之旅。不同于传统的摘要概述,本文将以实战为导向,直接跳入核心内容,探讨如何通过精细调整内核参数来提升系统性能、增强安全性及实现资源高效利用。从基础概念到高级技巧,逐步揭示那些隐藏在命令行背后的强大功能,为系统管理员和高级用户打开一扇通往极致性能与定制化体验的大门。 --- ###
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9天前
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缓存 负载均衡 Linux
深入理解Linux内核调度器
本文探讨了Linux操作系统核心组件之一——内核调度器的工作原理和设计哲学。不同于常规的技术文章,本摘要旨在提供一种全新的视角来审视Linux内核的调度机制,通过分析其对系统性能的影响以及在多核处理器环境下的表现,揭示调度器如何平衡公平性和效率。文章进一步讨论了完全公平调度器(CFS)的设计细节,包括它如何处理不同优先级的任务、如何进行负载均衡以及它是如何适应现代多核架构的挑战。此外,本文还简要概述了Linux调度器的未来发展方向,包括对实时任务支持的改进和对异构计算环境的适应性。
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10天前
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缓存 Linux 开发者
Linux内核中的并发控制机制:深入理解与应用####
【10月更文挑战第21天】 本文旨在为读者提供一个全面的指南,探讨Linux操作系统中用于实现多线程和进程间同步的关键技术——并发控制机制。通过剖析互斥锁、自旋锁、读写锁等核心概念及其在实际场景中的应用,本文将帮助开发者更好地理解和运用这些工具来构建高效且稳定的应用程序。 ####
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10天前
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算法 Unix Linux
深入理解Linux内核调度器:原理与优化
本文探讨了Linux操作系统的心脏——内核调度器(Scheduler)的工作原理,以及如何通过参数调整和代码优化来提高系统性能。不同于常规摘要仅概述内容,本摘要旨在激发读者对Linux内核调度机制深层次运作的兴趣,并简要介绍文章将覆盖的关键话题,如调度算法、实时性增强及节能策略等。
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11天前
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存储 监控 安全
Linux内核调优的艺术:从基础到高级###
本文深入探讨了Linux操作系统的心脏——内核的调优方法。文章首先概述了Linux内核的基本结构与工作原理,随后详细阐述了内核调优的重要性及基本原则。通过具体的参数调整示例(如sysctl、/proc/sys目录中的设置),文章展示了如何根据实际应用场景优化系统性能,包括提升CPU利用率、内存管理效率以及I/O性能等关键方面。最后,介绍了一些高级工具和技术,如perf、eBPF和SystemTap,用于更深层次的性能分析和问题定位。本文旨在为系统管理员和高级用户提供实用的内核调优策略,以最大化Linux系统的效率和稳定性。 ###
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10天前
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Java Linux Android开发
深入探索Android系统架构:从Linux内核到应用层
本文将带领读者深入了解Android操作系统的复杂架构,从其基于Linux的内核到丰富多彩的应用层。我们将探讨Android的各个关键组件,包括硬件抽象层(HAL)、运行时环境、以及核心库等,揭示它们如何协同工作以支持广泛的设备和应用。通过本文,您将对Android系统的工作原理有一个全面的认识,理解其如何平衡开放性与安全性,以及如何在多样化的设备上提供一致的用户体验。
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10天前
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缓存 运维 网络协议
深入Linux内核架构:操作系统的核心奥秘
深入Linux内核架构:操作系统的核心奥秘
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