深入理解网络技术内幕 阅读笔记（一）

第一章 简介

内存缓存：内核分别使用kmalloc和kfree函数分配和释放一个内存块。当分配和回收经常发生时，相关的内核组建初始化函数通常会分配一块特殊的内存缓存，以作分配之用。当一个内存块被释放时，实际上是返回到当初被分配的同一个缓冲区中。内核维护的其专属内存缓存的一些网络数据结构的例子包括，
        套接字缓冲区描述符：用于分配sk_buff缓冲区描述符。sk_buff结构可能是网络子系统中分配和回收注册次数最高的。
        邻居映射协议：每一个邻居映射协议都使用一个缓存区，以分配存储L3层到L2层地址映射的数据结构（struct neighbour）。
        路由表：路由代码使用两个缓存，用于定义路径的三个数据结构（struct fib_node, struct fib_alias, struct rtable<v4>）。

        kmem_cache_create 
        kmem_cache_destroy
                创建和销毁一个缓存。
        kmem_cache_alloc
        kmem_cache_free
                为缓存分配及回收一个缓冲。

互斥：每种互斥机制都是特定环境下的最佳选择。
        回旋锁（spin lock）：这是一种在某一个时刻只能由一个执行的线程所持有的锁。若试图获得由另一个执行线程所持有的锁，则要进入循环等待，直到该锁被释放为止。由于进入循环将造成浪费，回旋锁只用于多处理器系统中，并且通常只用在开发人员预期该锁只会被短期持有的时候。此外，由于会引起其他执行线程的浪费，执行线程在持有回旋锁时不能休眠。
        读-写回转锁：当给定锁的使用可以明确分为只读和读-写时，应该先使用读-写回转锁。同一时刻该锁的持有者只能有一个可以写入，同时，当该锁被一个写入者持有时，读者都不能取得该锁。由于读取者的优先级高于写入者，因此当读取者的数目远远超过写入者的数目时，这种类型的锁能很好的工作。例如fib_hash_lock，dev_base_lock，proto_list_lock。

        RCU：Linux新机制，下列特定条件下工作的很好：

• 与只读锁的请求相比，读-写锁的请求很少见。
• 持有该锁的代码以原子的形式执行，而且不能休眠。
• 该锁保护的数据结构是通过指针访问的。

        RCU在网络代码中的使用实例就是路由子系统。在缓存中查询比更新更要频繁，因此实现路由缓存查询的函数不会在搜索期间被阻塞。rt_hash_table，ptype_all，ptype_base，inet_protos。