致力于提升研发企业的持续创新能力

主要内容：本讲座以著名的 DPDK（Data Plane Development Kit）软件为案例，深度解析

影响软件响应速度的主要因素，挖掘降低延迟的关键技术，分享实现低延迟系统的最佳工程

实践。本讲座由《软件调试》和《格蠹汇编》的作者张银奎亲自讲授。 

时间长度：2 天 

形式：讲解 + 案例演示 

第一部分：低延迟系统基础 （2 小时） 

要点：时间测量，感受纳秒，CPU 的旅行，常见操作的时间，低延迟系统的典型场景，高频

交易系统的特点、核心模块和架构，网络数据包，传统网络栈，影响延迟的因素，中断，缺

页异常，系统调用，抢先式调度，NUMA，TLB，cache，精确测量时间的方法，RDTSC 

第二部分：案例研究之 DPDK 概览 （1.5 小时） 

要点：源于 INTEL，INTEL 软件团队简介，DPDK 简要历史，版本，协议，DPDK 的架构，设计

思想，核心组件，驱动层，KNI 模块，用户空间的库，包处理过程，安装，试验环境简介，

研究和学习方法 

第三部分：低延迟设计之内核穿透（1.5 小时） 

要点：两大空间，深挖系统调用，寄存器切换，栈切换，缓存温度，内核页表隔离，Meltdown

漏洞，案例分析之 DPDK，解读 KNI 驱动，案例分析之 Solarflare，与传统网络访问的比较 

第四部分：低延迟设计之回避中断（1.5 小时） 

要点：中断处理过程，中断处理例程，硬件中断，时钟中断，中断亲缘性，在 Linux 系统中

设置中断亲缘性，任务调度，Tickless kernel，软件中断，Linux 系统的软件中断，多 CPU

系统的中断处理，矛盾重重的 TLB-Shutdown 中断，Linux 下的中断处理，RES 中断，函数调

用中断，使用 Kernelshark 观察线程的执行轨迹和被中断打断的场景，案例解析 

第五部分：内存访问（1.5 小时） 

要点：内存层次体系，cache，cache 结构，cache hit 和 cache miss，提高 cache hit 的

关键思想，局部性，空间局部性和时间局部性，如何编写 cache 友好的代码，常用技巧，循

环交换，C++的虚方法，页表结构，页表项，页错误，Major Fault 和 Minor Fault，页错误

导致的延迟，大内存页原理，Linux 系统的大内存页支持，分配大内存页，评估大页的性能，

案例分析之 DPDK，配置大内存页 

第六部分：低延迟设计之 NUMA 基础（1.5 小时） 

要点： UMA 和 NUMA，硬件结构，Linux 系统的 NUMA 支持，内存布局，NUMA 的软件库和 API，

numastat，跨节点访问，节点距离，经验数据，实例分析 

第七部分：低延迟设计之内存池（1.5 小时） 

要点：内核池和用户态堆，堆简介，分配和释放内存的过程和开销，内存池设计的方法，可

利用的资源 

第八部分：低延迟设计之共享内存和相互通信（1.5 小时） 

要点：进程间通信，线程间通信，共享内存原理，使用共享内存通信，polling 机制，同步，

自旋锁，队列，无锁设计，使用 CPU 的互锁指令，案例分析 

第九部分：低延迟设计之绑定 CPU（Pinning）（ 1 小时） 

要点： 对称多处理（SMP），设置亲缘性，taskset API 和工具，在 C/C++程序中设置线程亲

缘性，如何选择 CPU，定义绑定策略，在 VTune 中观察实际执行线程的 CPU，案例分析 

第十部分：案例研究之 DPDK 包处理框架（1.5 小时） 

要点：两种模式，Run-to-completion，流水线， 配置流水线，流水线实例解析，包转发，

负载均衡，流水线结构的可视化，DPDK 的测试程序，解析 DPDK 的包处理过程，异常基础，处理异常的最佳实践。