소프트웨어 성능의 이해 리처드 사이트 pdf 다운로드를 무료로 제공합니다 소프트웨어 엔지니어라면 누구나 마주할 수 있는 예기치 못한 성능 문제를 발견하고, 평가하며 해결하는 방법을 설명하는 책이다. 저자가 수많은 세월을 걸쳐 겪어온 문제들과 이를 정확히 간파하는 방법을 제시하고 도구들을 설명한다
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책 소개
복잡한 소프트웨어의 성능을 이해하는 것은 대단히 어려운 일이다. 특히나 소프트웨어가 시간에 민감하고 가끔씩 제약 조건을 초과하는 경우라면 더 쉽지 않다. 소프트웨어 전문가는 소프트웨어의 다양한 동작에 대한 그림을 머릿속에 담고 있다. 이 그림에는 시간에 따라서 각 부분이 어떻게 동작하고 서로 상호작용을 하는지를 포함해 각 부분에 소요되는 시간의 추정치가 담겨 있다. 그들은 때론 이런 그림들을 문서화하기도 한다. 하지만 이런 소프트웨어가 제약된 시간을 충족하지 못할 때 지연된 원인과 성능에 이상이 생기는 근본적인 원인을 찾을 수 있는 도구는 거의 없다. 따라서 이 책은 소프트웨어 개발자와 학생들을 위한 교과서가 될 것이다. 소프트웨어 역동성이란 한 프로그램의 스레드 성능이나 실행 시간뿐 아니라 스레드 간, 또관련 없는 프로그램 사이 상호작용을 포함해서 운영체제와 사용자 프로그램 간 상호작용도 모두 포함한다. 복잡한 소프트웨어들은 이런 상호 작용의 영향으로 지연되곤 한다. 일부 코드가 차단되고 다시 깨울 때까지 대기하며 스케줄러가 CPU를 할당해주길 대기하거나 인터럽트 루틴이 CPU를 사용해서 모든 코드가 동작하지 않는 상태, 운영체제 서비스나 페이지 폴트 처리에 많은 시간을 쓰지만 눈에 보이지 않는 코드, I/O 디바이스나 네트워크 메시지를 기다리는 코드 등 다양한 경우가 발생한다. 시간에 민감한 소프트웨어는 기한이 정해진 정기적인 반복 작업이나 기한이 정해진 새로운 요청이 산발적으로 도착하는 작업을 모두 처리한다. 이런 작업은 비행기, 자동차, 산업용 로봇 등 움직이는 기계를 제어하는 신호를 전송하는 데 매우 엄격한 시간제한이 필요하기도 하고, 실시간으로 음성을 텍스트로 변환하는 일처럼 상대적으로 유연한 시간제한을 갖기도 한다. 또 고객의 정보가 담긴 데이터베이스를 조회하거나 웹 검색의 응답 속도처럼 좋은 성능을 기대하기도 한다. 마찬가지로 시간 제약은 휴대전화/태블릿/데스크톱/게임 등 사용자 인터페이스 응답 속도에도 적용된다. 시간 제약이라는 용어는 실시간이라는 용어보다 더 광범위하고 가끔은 엄격한 제한의 의미를 담기도 한다. 소프트웨어 테스크는 각각 신호나 요청, 그리고 결과나 응답을 포함한다. 신호와 결과 사이의 시간은 지연시간이나 응답 시간이라고 하며 기한이 정해져 있다. 기한을 초과한 테스크는 재앙과 실패하기도 하고, 다소 불편한 방법으로 종료되기도 한다. 이 책을 통해서 이런 실패의 근본적인 원인을 찾을 수 있는 방법을 배우게 될 것이다.
소프트웨어 성능의 이해 pdf 다운
1부. 측정
1장. 너무 느린 내 프로그램
1.1 데이터 센터의 측면
1.2 데이터 센터 하드웨어
1.3 데이터 센터 소프트웨어
1.4 긴 꼬리 지연시간
1.5 프레임워크에 관한 고찰
1.6 크기 정도 산정
1.7 트랜잭션이 느린 이유
1.8 5가지 기본적인 자원들
1.9 요약
2장. CPU 측정
2.1 과거에서 지금까지의 발자취
2.2 지금의 위치
2.3 add 명령어의 지연시간 측정
2.4 직선형 코드의 실수
2.5 간단한 반복문, 반복문 오버헤드 실수, 컴파일러 최적화 실수
2.6 사용되지 않는 변수로 인한 실패
2.7 향상된 반복문
2.8 의존적인 변수들
2.9 실제 실행 지연시간
2.10 몇 가지 추가 차이점
2.11 요약
연습
3장. 메모리 측정
3.1 메모리 타이밍
3.2 메모리
3.3 캐시 구조
3.4 데이터 정렬
3.5 변환 색인 버퍼 구조
3.6 측정
3.7 캐시 라인 크기 측정
3.8 문제: N+1 프리패칭
3.9 종속적인 로드
3.10 무작위가 아닌 DRAM
3.11 캐시 계층별 크기 측정
3.12 캐시 계층별 접근도 측정
3.13 변환 버퍼 시간
3.14 활용도 낮은 캐시
3.15 요약
연습
4장. CPU와 메모리의 상호작용
4.1 캐시 상호작용
4.2 간단한 행렬 곱셈의 다양성
4.3 예측
4.4 초기화, 크로스 체크 그리고 관찰
4.5 초기의 결과
4.6 더 빠른 행렬 곱셈, 전치 방법
4.7 더 빠른 행렬 곱셈과 하위 블록 방법
4.8 캐시 인지 계산
4.9 요약
연습
5장. 디스크/SSD 측정
5.1 하드 디스크
5.2 SSD
5.3 소프트웨어 디스크 접근과 디스크 버퍼링
5.4 디스크를 빠르게 읽는 방법
5.5 대략적인 계산
5.6 디스크 쓰기는 얼마나 빠른가
5.7 결과
5.8 디스크 읽기
5.9 디스크에 쓰기
5.10 SSD 읽기
5.11 SSD에 쓰기
5.12 다중 전송
5.13 요약
연습
6장. 네트워크 측정
6.1 이더넷
6.2 허브, 스위치, 라우터
6.3 TCP/IP
6.4 패킷
6.5 원격 프로시저 호출(RPC)
6.6 슬롭
6.7 네트워크 트래픽 관찰
6.8 간단한 RPC 메시지 정의
6.9 샘플 로깅 설계
6.10 샘플 RPC를 이용한 클라이언트 서버 시스템
6.11 간단한 서버 프로그램
6.12 스핀 락
6.13 샘플 클라이언트 프로그램
6.14 하나의 샘플 클라이언트 서버 RPC 측정
6.15 RPC 로그 후처리
6.16 관찰
6.17 요약
연습
7장. 디스크와 네트워크 데이터베이스의 상호작용
7.1 시간 정렬
7.2 다중 클라이언트
7.3 스핀 락
7.4 실험 1
7.5 디스크 기반 데이터베이스
7.6 실험 2
7.7 실험 3
7.8 로깅
7.9 트랜잭션 지연시간의 다양성 이해
7.10 요약
연습
2부. 관찰
8장. 로깅
8.1 관찰 도구
8.2 로깅
8.3 기본적인 로깅
8.4 확장된 로깅
8.5 타임스탬프
8.6 RPC ID
8.7 로그 파일 포맷
8.8 로그 파일 관리
8.9 요약
9장. 측정 결과의 통합
9.1 균일한 속도와 버스트 이벤트
9.2 측정 간격
9.3 타임라인
9.4 타임라인의 더 많은 요약
9.5 시간 규모 히스토그램
9.6 이벤트별 측정 집계
9.7 시간에 따른 값의 패턴
9.8 시간 간격 업데이트
9.9 트랜잭션 예제
9.10 결론
10장. 대시보드
10.1 샘플 서비스
10.2 샘플 대시보드
10.3 마스터 대시보드
10.4 인스턴스별 대시보드
10.5 서버별 대시보드
10.6 정상 상태 검사
10.7 요약
연습
11장. 다른 도구들
11.1 관찰 도구의 종류
11.2 관찰 데이터
11.3 top 명령어
11.4 /proc과 /sys 수도 파일
11.5 time 명령어
11.6 perf 명령어
11.7 oprofile, CPU 프로파일러
11.8 strace, 시스템 콜
11.9 ltrace, CPU C 라이브러리 호출
11.10 ftrace, CPU 추적
11.11 mtrace, 메모리 할당/해제
11.12 blktrace, 디스크 추적
11.13 tcpdump와 와이어 샤크, 네트워크 추적
11.14 locktrace, 임계 구역 락
11.15 부하, 외부 호출, 그리고 트랜잭션 지연시간
11.16 요약
연습
12장. 추적
12.1 추적의 장점
12.2 추적의 단점
12.3 시작하며 묻는 세 가지 질문
12.4 예제: 초기의 프로그램 카운터 추적
12.5 예제 : 함수별 카운트와 시간
12.6 사례 연구 : 지메일의 함수별 추적
12.7 요약
13장. 관찰 도구 설계 원칙
13.1 관찰의 대상
13.2 관찰의 정도
13.3 오버헤드의 정도
13.4 설계 결과
13.5 사례 연구 : 히스토그램 버킷
13.6 데이터 디스플레이 설계
13.7 요약
3부. 커널-사용자 추적
14장. KUtrace: 목적, 설계, 구현
14.1 개요
14.2 목표
14.3 설계
14.4 구현
14.5 커널 패치와 모듈
14.6 컨트롤 프로그램
14.7 후처리
14.8 보안
14.9 요약
15장. KUtrace: 리눅스 커널 패치
15.1 추적 버퍼 데이터 구조
15.2 가공되지 않은 추적 블록 형태
15.3 추적 항목
15.4 IPC 추적 항목
15.5 타임스탬프
15.6 이벤트 번호
15.7 중첩된 추적 항목
15.8 코드
15.9 패킷 추적
15.10 AMD/인텔 x86-64 패치
15.11 요약
연습
16장. KUtrace: 리눅스 커널 모듈
16.1 커널 인터페이스 데이터 구조
16.2 모듈 로드/언로드
16.3 초기화와 추적 제어
16.4 추적 요청 구현
16.5 Insert1
16.6 InsertN
16.7 새로운 커널블록으로 전환
16.8 요약
17장. KUtrace: 사용자 모드 런타임 제어
17.1 추적 제어
17.2 홀로 동작하는 kutrace_control 프로그램
17.3 kutrace_lib 라이브러리
17.4 커널 모듈을 제어하는 인터페이스
17.5 요약
18장. KUtrace: 후처리
18.1 후처리 상세보기
18.2 rawtoevent 프로그램
18.3 eventtospan 프로그램
18.4 spantotrim 프로그램
18.5 spantospan 프로그램
18.6 samptoname_k와 samptoname_u 프로그램
18.7 makeself 프로그램
18.8 KUtrace JSON 형태
18.9 요약
19장. KUtrace: 소프트웨어 역동성 디스플레이
19.1 개요
19.2 1구역, 제어
19.3 2구역, Y축
19.4 3구역, 타임라인
19.5 4구역, IPC 범례
19.6 5구역, X축
19.7 6구역, 저장/복구
19.8 보조 제어
19.9 요약
4부. 추론
20장. 찾고자 하는 것
20.1 개요
21장. 너무 많은 실행
21.1 개요
21.2 프로그램
21.3 미스터리
21.4 탐구 및 추론
21.5 미스터리 이해
21.6 요약
22장. 느린 실행
22.1 개요
22.2 프로그램
22.3 미스터리
22.4 부동 소수점 방해 프로그램
22.5 메모리 방해 프로그램
22.6 미스터리의 이해
22.7 요약
23장. CPU 대기
23.1 프로그램
23.2 미스터리
23.3 탐구와 추론
23.4 미스터리2
23.5 미스터리2의 이해
23.6 보너스 미스터리
23.7 요약
연습
24장. 메모리 대기
24.1 프로그램
24.2 미스터리
24.3 탐구와 추론
24.4 미스터리 2 : 페이지 테이블 접근
24.5 미스터리 2의 이해
24.6 요약
연습
25장. 디스크 대기
25.1 프로그램
25.2 미스터리
25.3 탐구와 추론
25.4 40MB 읽기
25.5 순차적 4KB 블록 읽기
25.6 임의의 4KB 블록 읽기
25.7 SSD의 40MB 쓰기와 동기화
25.8 SSD의 40MB 읽기
25.9 한 번에 두 파일에 접근하는 두 프로그램
25.10 미스터리의 이해
25.11 요약
연습
26장. 네트워크 대기
26.1 개요
26.2 프로그램
26.3 실험 1
26.4 실험 1의 미스터리
26.5 실험 1 탐구와 추론
26.6 실험 1의 RPC 소요 시간
26.7 실험 2
26.8 실험 3
26.9 실험 4
26.10 미스터리의 이해
26.11 추가 이상 현상
26.12 요약
27장. 락 대기
27.1 개요
27.2 프로그램
27.3 실험 1 : 오랜 락 유지 시간
27.3.1 간단한 락
27.3.2 락 포화
27.4 실험 1의 미스터리
27.5 실험 1의 탐구와 추론
27.5.1 락 캡처
27.5.2 락 기아
27.6 실험 2 : 락 캡처 수정
27.7 실험 3 : 다중 락에 의한 락 경합 수정
27.8 실험 4 : 더 적은 락을 통한 락 경합 수정
27.9 실험 5 : 대시보드를 위한 RCU를 이용한 락 경합 수정
27.10 요약
28장. 시간 대기
28.1 주기적인 작업
28.2 타임아웃
28.3 타임 슬라이싱
28.4 인라인 실행 지연
28.5 요약
29장. 큐 지연
29.1 개요
29.2 요청 분포
29.3 큐 구조
29.4 작업 테스크
29.5 프라이머리 테스크
29.6 디큐
29.7 인큐
29.8 스핀 락
29.9 “작업” 루틴
29.10 간단한 예제
29.11 가능성 있는 문제
29.12 CPU 빈도수
29.13 복잡한 예제
29.14 CPU 대기 : RPC 로그
29.15 CPU 대기 : KUtrace
29.16 PlainSpinLock 결함
29.17 근본 원인
29.18 PlainSpinLock 수정 : 가시성
29.19 부하 분산
29.20 큐 길이 : 가시성
29.21 마지막 스핀
29.22 추가 결함
29.23 크로스 체크
29.24 요약
연습
30장. 정리
30.1 배운 것
30.2 배우지 못한 것
30.3 다음 단계
30.4 전체 책 요약
부록 A. 샘플 서버
A.1 샘플 서버 하드웨어
A.2 서버 연결
부록 B. 추적 항목
B.1 고정 길이의 추적 항목
B.2 가변 길이의 추적 항목
B.3 이벤트 번호
B.3.1 커널 모드 KUtrace 패치로 삽입된 이벤트
B.3.2 유저 모드 코드로 삽입된 이벤트
B.3.3 후처리 코드로 삽입된 이벤트