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詳解システム・パフォーマンス第2版

Name: 詳解 システム・パフォーマンス 第2版
ISBN: 9784814400072

by Brendan Gregg, 西脇靖紘, 長尾高弘

January 2023

Beginner to intermediate

940 pages

15h 53m

Japanese

O'Reilly Japan, Inc.

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　大扉
　原書大扉
　クレジット
　献辞
　まえがき
　1章　イントロダクション
　　1.1　システムパフォーマンス　　1.2　職種　　1.3　作業　　1.4　分析の視点　　1.5　パフォーマンスエンジニアリングの難しさと面白さ　　　1.5.1　主観的な性質　　　1.5.2　複雑さ　　　1.5.3　複数の原因の相互作用　　　1.5.4　複数のパフォーマンス障害の同時発生　　1.6　レイテンシ　　1.7　可観測性　　　1.7.1　カウンタ、統計量、指標　　　1.7.2　プロファイリング　　　1.7.3　トレーシング　　1.8　実験　　1.9　クラウドコンピューティング　　1.10　メソドロジ　　　1.10.1　60秒で終わるLinuxパフォーマンス分析　　1.11　ケーススタディ　　　1.11.1　ディスクの速度低下　　　1.11.2　ソフトウェア変更　　　1.11.3　より深く学ぶために　　1.12　参考文献
　2章　メソドロジ
　　2.1　用語　　2.2　モデル　　　2.2.1　テスト対象システム（SUT）　　　2.2.2　キューイングシステム　　2.3　コンセプト　　　2.3.1　レイテンシ　　　2.3.2　タイムスケール　　　2.3.3　トレードオフ　　　2.3.4　チューニング　　　2.3.5　適切性のレベル　　　2.3.6　いつ分析を止めるか　　　2.3.7　基準時の推奨値　　　2.3.8　負荷かアーキテクチャか　　　2.3.9　スケーラビリティ　　　2.3.10　パフォーマンス指標　　　2.3.11　使用率　　　2.3.12　飽和度　　　2.3.13　プロファイリング　　　2.3.14　キャッシング　　　2.3.15　Known-Unknowns　　2.4　視点　　　2.4.1　リソース分析　　　2.4.2　ワークロード分析　　2.5　メソドロジ　　　2.5.1　街灯のアンチメソッド　　　2.5.2　ランダム変更アンチメソッド　　　2.5.3　誰か他人のせいにするアンチメソッド　　　2.5.4　アドホックチェックリストメソッド　　　2.5.5　問題の記述　　　2.5.6　科学的メソッド　　　2.5.7　診断サイクル　　　2.5.8　ツールメソッド　　　2.5.9　USEメソッド　　　2.5.10　REDメソッド　　　2.5.11　ワークロードの特性の把握　　　2.5.12　ドリルダウン分析　　　2.5.13　レイテンシ分析　　　2.5.14　メソッドR　　　2.5.15　イベントトレーシング　　　2.5.16　ベースライン統計　　　2.5.17　静的パフォーマンスチューニング　　　2.5.18　キャッシュのチューニング　　　2.5.19　マイクロベンチマーキング　　　2.5.20　パフォーマンスマントラ　　2.6　モデリング　　　2.6.1　エンタープライズシステムかクラウドシステムか　　　2.6.2　視覚的な究明　　　2.6.3　スケーラビリティに関するアムダールの法則　　　2.6.4　ユニバーサルスケーラビリティ法則　　　2.6.5　待ち行列理論　　2.7　キャパシティプランニング　　　2.7.1　リソースの限界　　　2.7.2　要素分析　　　2.7.3　スケーラビリティを向上させる方法　　2.8　統計量　　　2.8.1　パフォーマンスゲインの定量化　　　2.8.2　平均　　　2.8.3　標準偏差、パーセンタイル、中央値　　　2.8.4　変動係数　　　2.8.5　多峰分布　　　2.8.6　外れ値　　2.9　モニタリング　　　2.9.1　時系列的なパターン　　　2.9.2　モニタリングプロダクト　　　2.9.3　ブート以降の集計　　2.10　ビジュアライゼーション　　　2.10.1　折れ線グラフ　　　2.10.2　散布図　　　2.10.3　ヒートマップ　　　2.10.4　タイムライン図　　　2.10.5　表面プロット　　　2.10.6　ビジュアライゼーションツール　　2.11　練習問題　　2.12　参考文献
　3章　オペレーティングシステム
　　3.1　用語　　3.2　基礎知識　　　3.2.1　カーネル　　　3.2.2　カーネルモードとユーザーモード　　　3.2.3　システムコール　　　3.2.4　割り込み　　　3.2.5　クロックとアイドル状態　　　3.2.6　プロセス　　　3.2.7　スタック　　　3.2.8　仮想メモリ　　　3.2.9　スケジューラ　　　3.2.10　ファイルシステム　　　3.2.11　キャッシング　　　3.2.12　ネットワーキング　　　3.2.13　デバイスドライバ　　　3.2.14　マルチプロセッサ　　　3.2.15　プリエンプション　　　3.2.16　リソースコントロール　　　3.2.17　可観測性　　3.3　カーネル　　　3.3.1　Unix　　　3.3.2　BSD　　　3.3.3　Solaris　　3.4　Linux　　　3.4.1　Linuxが開発したカーネル機能　　　3.4.2　systemd　　　3.4.3　KPTI（メルトダウン対策）　　　3.4.4　拡張BPF　　3.5　その他の項目　　　3.5.1　PGOカーネル　　　3.5.2　ユニカーネル　　　3.5.3　マイクロカーネルとハイブリッドカーネル　　　3.5.4　分散OS　　3.6　カーネルの比較　　3.7　練習問題　　3.8　参考文献　　　3.8.1　本文で言及していない参考文献
　4章　可観測性ツール
　　4.1　取り上げるツール　　　4.1.1　静的パフォーマンスツール　　　4.1.2　クライシスツール　　4.2　ツールタイプ　　　4.2.1　固定カウンタ　　　4.2.2　プロファイリング　　　4.2.3　トレーシング　　　4.2.4　モニタリング　　4.3　可観測性ツールの情報ソース　　　4.3.1　/proc　　　4.3.2　/sys　　　4.3.3　遅延アカウンティング　　　4.3.4　netlink　　　4.3.5　トレースポイント　　　4.3.6　kprobe　　　4.3.7　uprobe　　　4.3.8　USDT　　　4.3.9　ハードウェアカウンタ（PMC）　　　4.3.10　可観測性ツールのその他の情報ソース　　4.4　sar　　　4.4.1　sar(1)でできること　　　4.4.2　sar(1)モニタリング　　　4.4.3　sar(1)のライブ出力　　　4.4.4　sar(1)のドキュメント　　4.5　トレーシングツール　　4.6　可観測性ツールに対する観察　　4.7　練習問題　　4.8　参考文献
　5章　アプリケーション
　　5.1　アプリケーションの基礎知識　　　5.1.1　パフォーマンスの目標　　　5.1.2　よく実行されるコードの最適化　　　5.1.3　可観測性　　　5.1.4　ビッグオー記法　　5.2　アプリケーションのパフォーマンス向上のためのテクニック　　　5.2.1　I/Oサイズの選択　　　5.2.2　キャッシング　　　5.2.3　バッファリング　　　5.2.4　ポーリング　　　5.2.5　並行実行と並列処理　　　5.2.6　ノンブロッキングI/O　　　5.2.7　プロセッサのバインド　　　5.2.8　パフォーマンスマントラ　　5.3　プログラミング言語　　　5.3.1　コンパイル言語　　　5.3.2　インタープリタ言語　　　5.3.3　仮想マシン　　　5.3.4　ガベージコレクション　　5.4　メソドロジ　　　5.4.1　CPUプロファイリング　　　5.4.2　off-CPU分析　　　5.4.3　システムコール分析　　　5.4.4　USEメソッド　　　5.4.5　スレッド状態の分析　　　5.4.6　ロック分析　　　5.4.7　静的パフォーマンスチューニング　　　5.4.8　分散トレーシング　　5.5　可観測性ツール　　　5.5.1　perf　　　5.5.2　profile　　　5.5.3　offcputime　　　5.5.4　strace　　　5.5.5　execsnoop　　　5.5.6　syscount　　　5.5.7　bpftrace　　5.6　注意点　　　5.6.1　不明なシンボル　　　5.6.2　不明なスタック　　5.7　練習問題　　5.8　参考文献

　6章　CPU
　　6.1　用語　　6.2　モデル　　　6.2.1　CPUのアーキテクチャ　　　6.2.2　CPUのメモリキャッシュ　　　6.2.3　CPUのランキュー　　6.3　コンセプト　　　6.3.1　クロックスピード　　　6.3.2　命令　　　6.3.3　命令パイプライン　　　6.3.4　命令幅　　　6.3.5　命令サイズ　　　6.3.6　SMT　　　6.3.7　IPC、CPI　　　6.3.8　使用率　　　6.3.9　ユーザー時間/カーネル時間　　　6.3.10　飽和　　　6.3.11　プリエンプション　　　6.3.12　優先度の逆転　　　6.3.13　マルチプロセスとマルチスレッディング　　　6.3.14　ワードサイズ　　　6.3.15　コンパイラの最適化　　6.4　アーキテクチャ　　　6.4.1　ハードウェア　　　6.4.2　ソフトウェア　　6.5　メソドロジ　　　6.5.1　ツールメソッド　　　6.5.2　USEメソッド　　　6.5.3　ワークロードの特性の把握　　　6.5.4　プロファイリング　　　6.5.5　サイクル分析　　　6.5.6　パフォーマンスモニタリング　　　6.5.7　静的パフォーマンスチューニング　　　6.5.8　優先度のチューニング　　　6.5.9　リソースコントロール　　　6.5.10　CPUのバインド　　　6.5.11　マイクロベンチマーキング　　6.6　可観測性ツール　　　6.6.1　uptime　　　6.6.2　vmstat　　　6.6.3　mpstat　　　6.6.4　sar　　　6.6.5　ps　　　6.6.6　top　　　6.6.7　pidstat　　　6.6.8　time、ptime　　　6.6.9　turbostat　　　6.6.10　showboost　　　6.6.11　pmcarch　　　6.6.12　tlbstat　　　6.6.13　perf　　　6.6.14　profile　　　6.6.15　cpudist　　　6.6.16　runqlat　　　6.6.17　runqlen　　　6.6.18　softirqs　　　6.6.19　hardirqs　　　6.6.20　bpftrace　　　6.6.21　その他のツール　　6.7　ビジュアライゼーション　　　6.7.1　使用率ヒートマップ　　　6.7.2　秒未満オフセットヒートマップ　　　6.7.3　フレームグラフ　　　6.7.4　FlameScope　　6.8　実験　　　6.8.1　アドホックテスト　　　6.8.2　SysBench　　6.9　チューニング　　　6.9.1　コンパイラのオプション　　　6.9.2　優先度とクラスの操作　　　6.9.3　スケジューラオプション　　　6.9.4　スケーリングガバナー　　　6.9.5　電力状態　　　6.9.6　CPUへのバインド　　　6.9.7　排他的cpuset　　　6.9.8　リソースコントロール　　　6.9.9　セキュリティブートオプション　　　6.9.10　プロセッサオプション（BIOSチューニング）　　6.10　練習問題　　6.11　参考文献
　7章　メモリ
　　7.1　用語　　7.2　コンセプト　　　7.2.1　仮想メモリ　　　7.2.2　ページング　　　7.2.3　デマンドページング　　　7.2.4　オーバーコミット　　　7.2.5　プロセスのスワッピング　　　7.2.6　ファイルシステムキャッシュの使い方　　　7.2.7　使用率と飽和　　　7.2.8　アロケータ　　　7.2.9　共有メモリ　　　7.2.10　ワーキングセットサイズ　　　7.2.11　ワードサイズ　　7.3　アーキテクチャ　　　7.3.1　ハードウェア　　　7.3.2　ソフトウェア　　　7.3.3　プロセスの仮想アドレス空間　　7.4　メソドロジ　　　7.4.1　ツールメソッド　　　7.4.2　USEメソッド　　　7.4.3　使用形態の特性の把握　　　7.4.4　サイクル分析　　　7.4.5　パフォーマンスモニタリング　　　7.4.6　リーク検出　　　7.4.7　静的パフォーマンスチューニング　　　7.4.8　リソースコントロール　　　7.4.9　マイクロベンチマーキング　　　7.4.10　メモリシュリンク　　7.5　可観測性ツール　　　7.5.1　vmstat　　　7.5.2　PSI　　　7.5.3　swapon　　　7.5.4　sar　　　7.5.5　slabtop　　　7.5.6　numastat　　　7.5.7　ps　　　7.5.8　top　　　7.5.9　pmap　　　7.5.10　perf　　　7.5.11　drsnoop　　　7.5.12　wss　　　7.5.13　bpftrace　　　7.5.14　その他のツール　　7.6　チューニング　　　7.6.1　パラメータ　　　7.6.2　複数のページサイズ　　　7.6.3　アロケータ　　　7.6.4　NUMAバインディング　　　7.6.5　リソースコントロール　　7.7　練習問題　　7.8　参考文献
　8章　ファイルシステム
　　8.1　用語　　8.2　モデル　　　8.2.1　ファイルシステムインターフェイス　　　8.2.2　ファイルシステムキャッシュ　　　8.2.3　2次キャッシュ　　8.3　コンセプト　　　8.3.1　ファイルシステムレイテンシ　　　8.3.2　キャッシング　　　8.3.3　ランダムI/OとシーケンシャルI/O　　　8.3.4　プリフェッチ　　　8.3.5　先読み　　　8.3.6　ライトバックキャッシング　　　8.3.7　同期書き込み　　　8.3.8　Raw I/OとDirect I/O　　　8.3.9　ノンブロッキングI/O　　　8.3.10　メモリマップトファイル　　　8.3.11　メタデータ　　　8.3.12　論理I/Oと物理I/O　　　8.3.13　オペレーションは平等ではない　　　8.3.14　特殊ファイルシステム　　　8.3.15　最終アクセス時刻　　　8.3.16　容量　　8.4　アーキテクチャ　　　8.4.1　ファイルシステムI/Oスタック　　　8.4.2　VFS　　　8.4.3　ファイルシステムキャッシュ　　　8.4.4　ファイルシステムのパフォーマンスに関わるその他の機能と属性　　　8.4.5　ファイルシステムタイプ　　　8.4.6　ボリュームとプール　　8.5　メソドロジ　　　8.5.1　ディスク分析　　　8.5.2　レイテンシ分析　　　8.5.3　ワークロードの特性の把握　　　8.5.4　パフォーマンスモニタリング　　　8.5.5　静的パフォーマンスチューニング　　　8.5.6　キャッシュのチューニング　　　8.5.7　ワークロードの分離　　　8.5.8　マイクロベンチマーキング　　8.6　可観測性ツール　　　8.6.1　mount　　　8.6.2　free　　　8.6.3　top　　　8.6.4　vmstat　　　8.6.5　sar　　　8.6.6　slabtop　　　8.6.7　strace　　　8.6.8　fatrace　　　8.6.9　LatencyTOP　　　8.6.10　opensnoop　　　8.6.11　filetop　　　8.6.12　cachestat　　　8.6.13　ext4dist（xfs、zfs、btrfs、nfs）　　　8.6.14　ext4slower（xfs、zfs、btrfs、nfs）　　　8.6.15　bpftrace　　　8.6.16　その他のツール　　　8.6.17　ビジュアライゼーション　　8.7　実験　　　8.7.1　アドホックテスト　　　8.7.2　マイクロベンチマークツール　　　8.7.3　キャッシュのフラッシュ　　8.8　チューニング　　　8.8.1　アプリケーションからの呼び出し　　　8.8.2　ext4　　　8.8.3　ZFS　　8.9　練習問題　　8.10　参考文献
　9章　ディスク
　　9.1　用語　　9.2　モデル　　　9.2.1　単純ディスク　　　9.2.2　オンディスクキャッシュ　　　9.2.3　コントローラ　　9.3　コンセプト　　　9.3.1　時間の計測　　　9.3.2　タイムスケール　　　9.3.3　キャッシング　　　9.3.4　ランダムI/OとシーケンシャルI/O　　　9.3.5　読み書きの割合　　　9.3.6　I/Oサイズ　　　9.3.7　IOPSは等しくない　　　9.3.8　非データ転送ディスクコマンド　　　9.3.9　使用率　　　9.3.10　飽和度　　　9.3.11　I/O待ち時間　　　9.3.12　同期I/Oと非同期I/O　　　9.3.13　ディスクI/OとアプリケーションI/O　　9.4　アーキテクチャ　　　9.4.1　ディスクのタイプ　　　9.4.2　インターフェイス　　　9.4.3　ストレージタイプ　　　9.4.4　OSのディスクI/Oスタック　　9.5　メソドロジ　　　9.5.1　ツールメソッド　　　9.5.2　USEメソッド　　　9.5.3　パフォーマンスモニタリング　　　9.5.4　ワークロードの特性の把握　　　9.5.5　レイテンシ分析　　　9.5.6　静的パフォーマンスチューニング　　　9.5.7　キャッシュチューニング　　　9.5.8　リソースコントロール　　　9.5.9　マイクロベンチマーキング　　　9.5.10　スケーリング　　9.6　可観測性ツール　　　9.6.1　iostat　　　9.6.2　sar　　　9.6.3　PSI　　　9.6.4　pidstat　　　9.6.5　perf　　　9.6.6　biolatency　　　9.6.7　biosnoop　　　9.6.8　iotop，biotop　　　9.6.9　biostacks　　　9.6.10　blktrace　　　9.6.11　bpftrace　　　9.6.12　MegaCli　　　9.6.13　smartctl　　　9.6.14　SCSIロギング　　　9.6.15　その他のツール　　9.7　ビジュアライゼーション　　　9.7.1　折れ線グラフ　　　9.7.2　レイテンシ散布図　　　9.7.3　レイテンシヒートマップ　　　9.7.4　オフセットヒートマップ　　　9.7.5　使用率ヒートマップ　　9.8　実験　　　9.8.1　アドホックテスト　　　9.8.2　カスタムロードジェネレータ　　　9.8.3　マイクロベンチマークツール　　　9.8.4　ランダム読み出しの例　　　9.8.5　ioping　　　9.8.6　fio　　　9.8.7　blkreplay　　9.9　チューニング　　　9.9.1　OSのパラメータ　　　9.9.2　ディスクデバイスのパラメータ　　　9.9.3　ディスクコントローラのパラメータ　　9.10　練習問題　　9.11　参考文献
　10章　ネットワーク
　　10.1　用語　　10.2　モデル　　　10.2.1　ネットワークインターフェイス　　　10.2.2　コントローラ　　　10.2.3　プロトコルスタック　　10.3　コンセプト　　　10.3.1　ネットワークとルーティング　　　10.3.2　プロトコル　　　10.3.3　カプセル化　　　10.3.4　パケットサイズ　　　10.3.5　レイテンシ　　　10.3.6　バッファリング　　　10.3.7　接続バックログ　　　10.3.8　インターフェイスのネゴシエーション　　　10.3.9　輻輳回避　　　10.3.10　使用率　　　10.3.11　ローカル接続　　10.4　アーキテクチャ　　　10.4.1　プロトコル　　　10.4.2　ハードウェア　　　10.4.3　ソフトウェア　　10.5　メソドロジ　　　10.5.1　ツールメソッド　　　10.5.2　USEメソッド　　　10.5.3　ワークロードの特性の把握　　　10.5.4　レイテンシ分析　　　10.5.5　パフォーマンスモニタリング　　　10.5.6　パケットスニッフィング　　　10.5.7　TCP分析　　　10.5.8　静的パフォーマンスチューニング　　　10.5.9　リソースコントロール　　　10.5.10　マイクロベンチマーキング　　10.6　可観測性ツール　　　10.6.1　ss　　　10.6.2　ip　　　10.6.3　ifconfig　　　10.6.4　nstat　　　10.6.5　netstat　　　10.6.6　sar　　　10.6.7　nicstat　　　10.6.8　ethtool　　　10.6.9　tcplife　　　10.6.10　tcptop　　　10.6.11　tcpretrans　　　10.6.12　bpftrace　　　10.6.13　tcpdump　　　10.6.14　Wireshark　　　10.6.15　その他のツール　　10.7　実験　　　10.7.1　ping　　　10.7.2　traceroute　　　10.7.3　pathchar　　　10.7.4　iperf　　　10.7.5　netperf　　　10.7.6　tc　　　10.7.7　その他のツール　　10.8　チューニング　　　10.8.1　システム全体でのチューニング　　　10.8.2　ソケットオプション　　　10.8.3　構成オプション　　10.9　練習問題　　10.10　参考文献
　11章　クラウドコンピューティング
　　11.1　基礎知識　　　11.1.1　インスタンスタイプ　　　11.1.2　スケーラブルなアーキテクチャ　　　11.1.3　キャパシティプランニング　　　11.1.4　ストレージ　　　11.1.5　マルチテナンシー　　　11.1.6　オーケストレーション（Kubernetes）　　11.2　ハードウェア仮想化　　　11.2.1　実装　　　11.2.2　オーバーヘッド　　　11.2.3　リソースコントロール　　　11.2.4　可観測性　　11.3　OS仮想化　　　11.3.1　実装　　　11.3.2　オーバーヘッド　　　11.3.3　リソースコントロール　　　11.3.4　可観測性　　11.4　軽量仮想化　　　11.4.1　実装　　　11.4.2　オーバーヘッド　　　11.4.3　リソースコントロール　　　11.4.4　可観測性　　11.5　その他のタイプ　　11.6　比較　　11.7　演習問題　　11.8　参考文献
　12章　ベンチマーキング
　　12.1　基礎知識　　　12.1.1　理由　　　12.1.2　効果的なベンチマーキング　　　12.1.3　まずいベンチマーキング　　12.2　ベンチマーキングのタイプ　　　12.2.1　マイクロベンチマーキング　　　12.2.2　シミュレーション　　　12.2.3　リプレイ　　　12.2.4　産業標準　　12.3　メソドロジ　　　12.3.1　パッシブベンチマーキング　　　12.3.2　アクティブベンチマーキング　　　12.3.3　CPUプロファイリング　　　12.3.4　USEメソッド　　　12.3.5　ワークロードの特性の把握　　　12.3.6　カスタムベンチマーク　　　12.3.7　ランプ負荷　　　12.3.8　サニティチェック　　　12.3.9　統計的分析　　　12.3.10　ベンチマーキングのチェックリスト　　12.4　ベンチマークについて問うべきこと　　12.5　練習問題　　12.6　参考文献
　13章　perf
　　13.1　サブコマンドの概要　　13.2　1行プログラム　　　13.2.1　イベントのリストの表示　　　13.2.2　イベント数の計算　　　13.2.3　プロファイリング　　　13.2.4　静的トレーシング　　　13.2.5　動的トレーシング　　　13.2.6　レポート作成　　13.3　perfイベント　　13.4　ハードウェアイベント　　　13.4.1　周波数サンプリング　　13.5　ソフトウェアイベント　　13.6　トレースポイントイベント　　13.7　プローブイベント　　　13.7.1　kprobe　　　13.7.2　uprobe　　　13.7.3　USDT　　13.8　perf stat　　　13.8.1　オプション　　　13.8.2　インターバルごとの統計　　　13.8.3　CPU間のバランス　　　13.8.4　イベントフィルタ　　　13.8.5　シャドウ統計　　13.9　perf record　　　13.9.1　オプション　　　13.9.2　CPUプロファイリング　　　13.9.3　スタックウォーク　　13.10　perf report　　　13.10.1　TUI　　　13.10.2　STDIO　　13.11　perf script　　　13.11.1　フレームグラフ　　　13.11.2　トレーススクリプト　　13.12　perf trace　　　13.12.1　カーネルのバージョンによる違い　　13.13　その他のコマンド　　13.14　perfのドキュメント　　13.15　参考文献
　14章　Ftrace
　　14.1　機能の概要　　14.2　tracefs（/sys）　　　14.2.1　tracefsの内容　　14.3　Ftraceの関数プロファイラ　　14.4　Ftraceの関数トレーサー　　　14.4.1　traceの使い方　　　14.4.2　trace_pipeの使い方　　　14.4.3　オプション　　14.5　トレースポイント　　　14.5.1　フィルタ　　　14.5.2　トリガー　　14.6　kprobe　　　14.6.1　イベントトレーシング　　　14.6.2　引数　　　14.6.3　戻り値　　　14.6.4　フィルタとトリガー　　　14.6.5　kprobeプロファイラ　　14.7　uprobe　　　14.7.1　イベントトレーシング　　　14.7.2　引数と戻り値　　　14.7.3　フィルタとトリガー　　　14.7.4　uprobeプロファイラ　　14.8　Ftraceの関数グラフトレーサー　　　14.8.1　コールグラフのトレーシング　　　14.8.2　オプション　　14.9　Ftraceのハードウェアレイテンシ（hwlat）トレーサー　　14.10　Ftrace histトリガー　　　14.10.1　単一キー　　　14.10.2　フィールド　　　14.10.3　修飾子　　　14.10.4　PIDフィルタ　　　14.10.5　複数キー　　　14.10.6　スタックトレースキー　　　14.10.7　合成イベント　　14.11　trace-cmd　　　14.11.1　サブコマンドの概要　　　14.11.2　trace-cmdの1行プログラム　　　14.11.3　trace-cmdとperf(1)　　　14.11.4　trace-cmdによる関数グラフトレーシング　　　14.11.5　KernelShark　　　14.11.6　trace-cmdのドキュメント　　14.12　perf ftrace　　14.13　perf-tools　　　14.13.1　対象領域　　　14.13.2　単一目的ツール　　　14.13.3　多目的ツール　　　14.13.4　perf-toolsの1行プログラム　　　14.13.5　例　　　14.13.6　perf-toolsとBCC/BPF　　　14.13.7　ドキュメント　　14.14　Ftraceのドキュメント　　14.15　参考文献
　15章　BPF
　　15.1　BCC　　　15.1.1　インストール　　　15.1.2　ツールの対象領域　　　15.1.3　単一目的ツール　　　15.1.4　多目的ツール　　　15.1.5　1行プログラム　　　15.1.6　多目的ツールの実行例　　　15.1.7　BCCとbpftrace　　　15.1.8　ドキュメント　　15.2　bpftrace　　　15.2.1　インストール　　　15.2.2　ツール　　　15.2.3　1行プログラム　　　15.2.4　プログラミング　　　15.2.5　リファレンス　　　15.2.6　ドキュメント　　15.3　参考文献
　16章　ケーススタディ
　　16.1　予想外の成果　　　16.1.1　問題の記述　　　16.1.2　分析の戦略　　　16.1.3　統計の数値　　　16.1.4　構成　　　16.1.5　PMC　　　16.1.6　ソフトウェアイベント　　　16.1.7　トレーシング　　　16.1.8　結論　　16.2　その他の情報　　16.3　参考文献
　付録A　USEメソッド: Linux
　　A.1　物理リソース　　　A.1.1　全般的な注　　A.2　ソフトウェアリソース　　A.3　参考文献
　付録B　sarのまとめ
　付録C　bpftrace 1行プログラム
　　C.1　CPU　　C.2　メモリ　　C.3　ファイルシステム　　C.4　ディスク　　C.5　ネットワーキング
　付録D　練習問題の解答
　　D.1　「2章　メソドロジ」　　D.2　「3章　オペレーティングシステム」　　D.3　「6章　CPU」　　D.4　「7章　メモリ」　　D.5　「8章　ファイルシステム」　　D.6　「9章　ディスク」　　D.7　「11章　クラウドコンピューティング」
　付録E　システムパフォーマンス関連の著名人リスト
　　E.1　参考文献
　付録F　用語集
　著者紹介
　奥付

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6章CPU

CPUはあらゆるソフトウェアの原動力であり、システムパフォーマンス分析の最初のターゲットになることが多い。この章では、CPUのハードウェアとソフトウェアを説明し、パフォーマンスの改善方法を見つけるためにCPUの使用率をどのように解析すればよいかを示す。

高レベルでは、システム全体でのCPUの使用率をモニタリングしたり、プロセスやスレッドごとの使用状況を解析したりすることができる。低レベルでは、アプリケーションとカーネルのコードパスをプロファイリング、解析したり、割り込みのCPU使用状況を解析したりすることができる。最低レベルでは、CPUの命令実行やサイクルのふるまいを解析できる。さらに、タスクがCPUを使える順番を待つためのスケジューラレイテンシ（これによってパフォーマンスは下がる）などのふるまいも調べられる。

この章での学習目標は次の通り。

CPUのモデルとコンセプトを理解する。
CPUハードウェアの内部構造を頭に入れる。
CPUスケジューラの内部構造を頭に入れる。
CPU分析のさまざまなメソドロジの筋道をたどる。
ロードアベレージとPSIを解釈できるようになる。
システム全体とCPUごとの使用の特徴を明らかにする。
スケジューラレイテンシの問題を見つけて定量化する。
CPUサイクル分析で効率の悪い部分を明らかにする。
プロファイラとCPUフレームグラフでCPUの使用状況を調査する。
CPUを消費するソフトIRQとハードIRQを明らかにする。
割り込みCPUフレームグラフやその他のCPU指標のビジュアライゼーションを解釈する。
CPUのさまざまなパラメータを意識に刻み込む。

この章は次の6つの部分に分かれる。前半の3つはCPU分析の基礎を説明する。後半の3つはLinuxベースシステムへの実践的な応用を示す。 ...

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詳解システム・パフォーマンス第2版

by Brendan Gregg, 西脇靖紘, 長尾高弘

6章CPU

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