linux一些概念

cpu

逻辑CPU数量 = 物理CPU数量 x CPU核数

查看物理cpu个数

grep 'physical id' /proc/cpuinfo | sort -u | wc -l 

查看核心数量

grep 'core id' /proc/cpuinfo | sort -u | wc -l

查看线程数

grep 'processor' /proc/cpuinfo | sort -u | wc -l

1.物理cpu数：主板上实际插入的cpu数量，可以数不重复的 physical id 有几个（physical id）

2.cpu核数：单块CPU上面能处理数据的芯片组的数量，如双核、四核等 （cpu cores）

3.逻辑cpu数：一般情况下，逻辑cpu=物理CPU个数×每颗核数，如果不相等的话，则表示服务器的CPU支持超线程技术（HT：简单来说，它可使处理器中的1 颗内核如2 颗内核那样在操作系统中发挥作用。这样一来，操作系统可使用的执行资源扩大了一倍，大幅提高了系统的整体性能，此时逻辑cpu=物理CPU个数×每颗核数x2）

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swap

swap交换分区：当系统物理内存不足时，Linux会将内存中不常访问的数据保存到swap上，这样系统就有更多的物理内存为各个进程服务，等到那些程序要运行时，再从Swap分区中恢复保存的数据到内存中。

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进程和线程

进程是指在系统中正在运行的一个应用程序，程序一旦运行就是进程。进程是系统进行资源分配的独立实体， 且每个进程拥有独立的地址空间。一个进程可以拥有多个线程，每个线程使用其所属进程的栈空间。

进程之间的通信

进程间通信 IPC（管道，信号量，共享内存，消息队列）。

线程是进程的一个实体，是进程的一条执行路径。线程是CPU独立运行和独立调度的基本单位。

线程之间的通信

线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。

超线程是在把一个CPU的核变成两个虚拟核用，提高了CPU的运行效率。

进程关联线程数统计说明

1、

通过 /proc/$PID/status 进行查看

通过 /proc/$PID/task 目录下的目录数判断线程数量

2、

ps hH p $PID | wc -l

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IO的五种模型

用户空间和内核空间

操作系统的核心是内核，它独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内核空间，也有访问底层硬件设备的所有权限。为了保护内核的安全，现在操作系统一般都强制用户进程不能直接操作内核，所以操作系统把内存空间划分成了两个部分：内核空间和用户空间。

所以，当我们使用 TCP 发送数据的时候，需要先将数据从用户空间拷贝到内核空间，再由内核操作将数据从内核空间发送出去；当我们使用 TCP 读取数据的时候，数据先在内核空间准备好，再从内核空间拷贝到用户空间供用户进程使用。

所以，一次 IO 的读取操作分为两个阶段（写入操作类似）：

• 等待内核空间数据准备阶段
• 数据从内核空间拷贝到用户空间

为此，Unix 根据这两个阶段又把 IO 分成了以下五种 IO 模型：

• 阻塞型 IO
• 非阻塞型 IO
• IO 多路复用
• 信号驱动 IO
• 异步 IO

阻塞型 IO

阻塞型 IO，即当用户进程发起请求时，一直阻塞直到数据拷贝到用户空间为止才返回。

阻塞型 IO 在两个阶段是连续阻塞着的，直到数据返回。

非阻塞型 IO

非阻塞型 IO，用户进程不断询问内核，数据准备好了吗？一直重试，直到内核说数据准备好了，然后把数据从内核空间拷贝到用户空间，返回成功，开始处理数据。

非阻塞型 IO 第一阶段不阻塞，第二阶段阻塞。

IO 多路复用

IO 多路复用，多个 IO 操作共同使用一个 selector（选择器）去询问哪些 IO 准备好了，selector 负责通知那些数据准备好了的 IO，它们再自己去请求内核数据。

IO 多路复用，第一阶段会阻塞在 selector 上，第二阶段拷贝数据也会阻塞。

信号驱动 IO

信号驱动 IO，用户进程发起读取请求之前先注册一个信号给内核说明自己需要什么数据，这个注册请求立即返回，等内核数据准备好了，主动通知用户进程，用户进程再去请求读取数据，此时，需要等待数据从内核空间拷贝到用户空间再返回。

信号驱动，第一阶段不阻塞，第二阶段阻塞。

异步 IO

异步 IO，用户进程发起读取请求后立马返回，当数据完全拷贝到用户空间后通知用户直接使用数据。

异步 IO，两个阶段都不阻塞。

同步，调用者会被阻塞直到 IO 操作完成，调用的结果随着请求的结束而返回。

异步，调用者不会被阻塞，调用的结果不随着请求的结束而返回，而是通过通知或回调函数的形式返回。

阻塞 / 非阻塞，更关心的是当前线程是不是被挂起。
同步 / 异步，更关心的是调用结果是不是随着请求结束而返回。

所以，阻塞型 IO、非阻塞型、IO 多路复用、信号驱动 IO 都是同步 IO，只有最后一种才是异步 IO。

什么不选择异步 IO？

通过上面的分析，异步 IO 才是最牛的 IO 模型，那么，我们为什么不选择异步 IO 呢？

那是因为异步 IO 在 linux 上还不成熟，而我们的服务器通常都是 linux，所以现在大部分框架都不是很支持异步 IO，包括 Netty 之前实现了一版，但是后面给废弃掉了。

socket阻塞式IO和非阻塞式IO

在进行网络编程时，我们常常见到同步(Sync)/异步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式：

同步：
所谓同步，就是在发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事。

异步：
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。

阻塞
阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起（线程进入非可执行状态，在这个状态下，cpu不会给线程分配时间片，即线程暂停运行）。函数只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能立刻得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程，而会立刻返回。

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状态码

3 重定向

301 - 资源（网页等）被永久转移到其它URL

4 请求错误

400 - 客户端请求的语法错误，服务器无法理解
401 - 请求要求用户的身份认证
403 - 服务器理解请求客户端的请求，但是拒绝执行此请求
404 - 请求的资源（网页等）不存在

5 服务器错误
500 - 内部服务器错误
504 - 充当网关或代理的服务器，未及时从远端服务器获取请求

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进程

R 是 Running 或 Runnable 的缩写，表示进程在 CPU 的就绪队列中，正在运行或者正在等待运行。

D 是 Disk Sleep 的缩写，也就是不可中断状态睡眠（Uninterruptible Sleep），一般表示进程正在跟硬件交互，并且交互过程不允许被其他进程或中断打断。

Z 是 Zombie 的缩写，如果你玩过“植物大战僵尸”这款游戏，应该知道它的意思。它表示僵尸进程，也就是进程实际上已经结束了，但是父进程还没有回收它的资源（比如 进程的描述符、PID 等）。

S 是 Interruptible Sleep 的缩写，也就是可中断状态睡眠，表示进程因为等待某个事件而被系统挂起。当进程等待的事件发生时，它会被唤醒并进入 R 状态。

I 是 Idle 的缩写，也就是空闲状态，用在不可中断睡眠的内核线程上。前面说了，硬件交互导致的不可中断进程用

D 表示，但对某些内核线程来说，它们有可能实际上并没有任何负载，用 Idle 正是为了区分这种情况。要注意，D 状态的进程会导致平均负载升高， I 状态的进程却不会。

除了以上 5 个状态，进程还包括下面这2 个状态。

第一个是 T 或者 t，也就是 Stopped 或 Traced 的缩写，表示进程处于暂停或者跟踪状态。向一个进程发送 SIGSTOP 信号{使进程暂停（使用SIGCONT让进程重新激活,SIGSTOP不可以捕获)}。，它就会因响应这个信号变成暂停状态（Stopped）；再向它发送 SIGCONT 信号，进程又会恢复运行（如果进程是终端里直接启动的，则需要你用 fg 命令，恢复到前台运行）。而当你用调试器（如 gdb）调试一个进程时，在使用断点中断进程后，进程就会变成跟踪状态，这其实也是一种特殊的暂停状态，只不过你可以用调试器来跟踪并按需要控制进程的运行。

另一个是 X，也就是 Dead 的缩写，表示进程已经消亡，所以你不会在 top 或者 ps 命令中看到它。
了解了这些，

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HTTP无状态协议

　HTTP无状态协议是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
　　无状态协议是指比如客户获得一张网页之后关闭浏览器，然后再一次启动浏览器，再登陆该网站，但是服务器并不知道客户关闭了一次浏览器。

会话跟踪技术：Session和Cookie

Session是在服务端保存的一个数据结构，用来跟踪用户的状态，这个数据可以保存在集群、数据库、文件中；

Cookie是客户端保存用户信息的一种机制，用来记录用户的一些信息，也是实现Session的一种方式。

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raid卡

在单机时代，采用单块磁盘进行数据存储和读写的方式，由于寻址和读写的时间消耗，导致I/O性能非常低，且存储容量还会受到限制。另外，单块磁盘极其容易出现物理故障，经常导致数据的丢失。因此大家就在想，有没有一种办法将多块独立的磁盘结合在一起组成一个技术方案，来提高数据的可靠性和I/O性能呢。

在这种情况下，RAID技术就应运而生了。

一、RAID 是什么？

RAID （ Redundant Array of Independent Disks ）即独立磁盘冗余阵列，简称为「磁盘阵列」，其实就是用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统，从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。

二、RAID 有哪些

RAID方案常见的可以分为：

• RAID0
• RAID1
• RAID5
• RAID6
• RAID10

三、下面来分别介绍一下。

RAID0

RAID0 是一种非常简单的的方式，它将多块磁盘组合在一起形成一个大容量的存储。当我们要写数据的时候，会将数据分为N份，以独立的方式实现N块磁盘的读写，那么这N份数据会同时并发的写到磁盘中，因此执行性能非常的高。

RAID0 的读写性能理论上是单块磁盘的N倍（仅限理论，因为实际中磁盘的寻址时间也是性能占用的大头）

但RAID0的问题是，它并不提供数据校验或冗余备份，因此一旦某块磁盘损坏了，数据就直接丢失，无法恢复了。因此RAID0就不可能用于高要求的业务中，但可以用在对可靠性要求不高，对读写性能要求高的场景中。

那有没有可以让存储可靠性变高的方案呢？
有的，下面的RAID1就是。

RAID1

RAID1 是磁盘阵列中单位成本最高的一种方式。因为它的原理是在往磁盘写数据的时候，将同一份数据无差别的写两份到磁盘，分别写到工作磁盘和镜像磁盘，那么它的实际空间使用率只有50%了，两块磁盘当做一块用，这是一种比较昂贵的方案。

RAID1其实与RAID0效果刚好相反。RAID1 这种写双份的做法，就给数据做了一个冗余备份。这样的话，任何一块磁盘损坏了，都可以再基于另外一块磁盘去恢复数据，数据的可靠性非常强，但性能就没那么好了。

了解了RAID0和RAID1之后，我们发现这两个方案都不完美啊。
这时候就该 性能又好、可靠性也高 的方案 RAID5 登场了。

RAID5

这是目前用的最多的一种方式。
因为 RAID5 是一种将 存储性能、数据安全、存储成本 兼顾的一种方案。

在了解RAID5之前，我们可以先简单看一下RAID3，虽然RAID3用的很少，但弄清楚了RAID3就很容易明白RAID5的思路。

RAID3的方式是：将数据按照RAID0的形式，分成多份同时写入多块磁盘，但是还会另外再留出一块磁盘用于写「奇偶校验码」。例如总共有N块磁盘，那么就会让其中额度N-1块用来并发的写数据，第N块磁盘用记录校验码数据。一旦某一块磁盘坏掉了，就可以利用其它的N-1块磁盘去恢复数据。

但是由于第N块磁盘是校验码磁盘，因此有任何数据的写入都会要去更新这块磁盘，导致这块磁盘的读写是最频繁的，也就非常的容易损坏。

RAID5的方式可以说是对RAID3进行了改进。

RAID5模式中，不再需要用单独的磁盘写校验码了。它把校验码信息分布到各个磁盘上。例如，总共有N块磁盘，那么会将要写入的数据分成N份，并发的写入到N块磁盘中，同时还将数据的校验码信息也写入到这N块磁盘中（数据与对应的校验码信息必须得分开存储在不同的磁盘上）。一旦某一块磁盘损坏了，就可以用剩下的数据和对应的奇偶校验码信息去恢复损坏的数据。

RAID5校验位算法原理：P = D1 xor D2 xor D3 … xor Dn （D1,D2,D3 … Dn为数据块，P为校验，xor为异或运算）

RAID5的方式，最少需要三块磁盘来组建磁盘阵列，允许最多同时坏一块磁盘。如果有两块磁盘同时损坏了，那数据就无法恢复了。

RAID6

为了进一步提高存储的高可用，聪明的人们又提出了RAID6方案，可以在有两块磁盘同时损坏的情况下，也能保障数据可恢复。

为什么RAID6这么牛呢，因为RAID6在RAID5的基础上再次改进，引入了双重校验的概念。

RAID6除了每块磁盘上都有同级数据XOR校验区以外，还有针对每个数据块的XOR校验区，这样的话，相当于每个数据块有两个校验保护措施，因此数据的冗余性更高了。

但是RAID6的这种设计也带来了很高的复杂度，虽然数据冗余性好，读取的效率也比较高，但是写数据的性能就很差。因此RAID6在实际环境中应用的比较少。

RAID10

RAID10其实就是RAID1与RAID0的一个合体。

RAID10兼备了RAID1和RAID0的有优点。首先基于RAID1模式将磁盘分为2份，当要写入数据的时候，将所有的数据在两份磁盘上同时写入，相当于写了双份数据，起到了数据保障的作用。且在每一份磁盘上又会基于RAID0技术讲数据分为N份并发的读写，这样也保障了数据的效率。

但也可以看出RAID10模式是有一半的磁盘空间用于存储冗余数据的，浪费的很严重，因此用的也不是很多。