《持久内存编程》源代码

这本书描述了持久内存编程的技术，以及它为什么在行业中受欢迎。它涵盖了操作系统和硬件的要求，以及如何使用模拟或真实持久内存硬件创建开发环境。这本书解释了基本概念，并介绍了c、C++、讨论了JavaScript等语言的持久内存编程API，RMDA对持久内存的论述，并阐述了其安全特性。这本书还包括可以在读者自己的系统上运行的源代码和示例。

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目录

• 译者序
• 前言
• 致谢
• 作者简介
• 贡献者简介
• 技术评审者简介
• 译者简介
• 第1章持久内存编程简介 1
• 1.1高级示例程序 2
• 1.1.1有何区别 4
• 1.1.2性能差异 5
• 1.1.3程序复杂性 5
• 1.1.4libpmemkv如何运行 5
• 1.2后文提要 6
• 1.3总结 7
• 第2章持久内存架构 8
• 2.1持久内存的特性 8
• 2.2持久内存的平台支持 9
• 2.3缓存层级 10
• 2.4电源故障保护域 11
• 2.5刷新、排序和屏障操作的需求 13
• 2.6数据可见性 16
• 2.7用于持久内存的英特尔机器指令 16
• 2.8检测平台功能 17
• 2.9应用程序启动与恢复 18
• 2.10后文提要 20
• 2.11总结 20
• 第3章持久内存的操作系统支持 21
• 3.1内存和存储的操作系统支持 21
• 3.2持久内存用作块存储 22
• 3.3持久内存感知型文件系统 23
• 3.4内存映射文件 24
• 3.5持久内存直接访问 30
• 3.6总结 37
• 第4章持久内存编程的基本概念 38
• 4.1有何区别 38
• 4.2原子更新 39
• 4.3事务 39
• 4.3.1原子性 39
• 4.3.2一致性 40
• 4.3.3隔离性 40
• 4.3.4持久性 40
• 4.4刷新不具有事务性 41
• 4.5启动时职责 41
• 4.6针对硬件配置进行调优 41
• 4.7总结 42
• 第5章持久内存开发套件简介 43
• 5.1背景 43
• 5.2选择正确的语义 44
• 5.3易失性库 44
• 5.3.1libmemkind 44
• 5.3.2libvmemcache 45
• 5.3.3libvmem 46
• 5.4持久性库 46
• 5.4.1libpmem 46
• 5.4.2libpmemobj 46
• 5.4.3libpmemobj-cpp 47
• 5.4.4libpmemkv 47
• 5.4.5libpmemlog 47
• 5.4.6libpmemblk 48
• 5.5工具和命令程序 48
• 5.5.1pmempool 48
• 5.5.2pmemcheck 48
• 5.5.3pmreorder 49
• 5.6总结 49
• 第6章libpmem：底层持久内存支持 50
• 6.1使用库 51
• 6.2映射文件 51
• 6.3复制到持久内存 52
• 6.4分解刷新步骤 53
• 6.5总结 54
• 第7章libpmemobj：原生事务性对象存储 55
• 7.1什么是libpmemobj 55
• 7.2为什么不使用malloc() 55
• 7.3组合操作 56
• 7.4内存池 56
• 7.4.1创建内存池 56
• 7.4.2池对象指针和根对象 59
• 7.4.3打开内存池并从内存池中读取数据 60
• 7.5内存池集 61
• 7.5.1串联池集 61
• 7.5.2副本池集 62
• 7.6管理内存池和池集 62
• 7.7类型化对象标识符 63
• 7.8分配内存 63
• 7.9持久保存数据 63
• 7.9.1原子操作 64
• 7.9.2保留/发布API 66
• 7.9.3事务API 68
• 7.9.4可选标记 71
• 7.9.5持久保存数据总结 71
• 7.10libpmemobj的API可提供保障 71
• 7.11管理库操作 72
• 7.12调试与错误处理 72
• 7.13总结 74
• 第8章libpmemobj-cpp：自适应语言C++和持久内存 75
• 8.1简介 75
• 8.2元编程 75
• 8.2.1持久指针 76
• 8.2.2事务 76
• 8.2.3创建快照 77
• 8.2.4分配 79
• 8.3C++标准限制 80
• 8.3.1对象的生命周期 80
• 8.3.2平凡类型 81
• 8.3.3对象布局 82
• 8.3.4指针 83
• 8.3.5限制总结 85
• 8.4简化持久性 85
• 8.5生态系统 91
• 8.5.1持久容器 91
• 8.5.2持久容器示例 91
• 8.6总结 94
• 第9章pmemkv：持久内存键值存储 95
• 9.1pmemkv架构 97
• 9.2电话簿示例 99
• 9.3让持久内存更靠近云 102
• 9.4总结 103
• 第10章持久内存编程的易失性用途 104
• 10.1简介 104
• 10.2背景 105
• 10.2.1内存分配 105
• 10.2.2工作原理 105
• 10.2.3支持的内存“类型” 105
• 10.3memkind API 107
• 10.3.1类型管理API 107
• 10.3.2堆管理API 111
• 10.3.3类型配置管理 112
• 10.3.4更多memkind代码示例 113
• 10.4面向PMEM类型的C++分配器 113
• 10.4.1pmem::allocator方法 114
• 10.4.2嵌套容器 114
• 10.5C++示例 114
• 10.5.1使用pmem::allocator 115
• 10.5.2创建字符串向量 115
• 10.6使用持久内存扩展易失性内存 116
• 10.7libvmemcache：面向大容量持久内存的高效易失性键值缓存 120
• 10.7.1libvmemcache概述 120
• 10.7.2libvmemcache设计 122
• 10.7.3使用libvmemcache 124
• 10.8总结 126
• 第11章设计适用于持久内存的数据结构 127
• 11.1连续数据结构和碎片化 127
• 11.1.1内部和外部碎片化 127
• 11.1.2原子性和一致性 128
• 11.1.3选择性持久化 131
• 11.1.4示例数据结构 131
• 11.2总结 140
• 第12章调试持久内存应用程序 141
• 12.1用于Valgrind的pmemcheck 142
• 12.1.1栈溢出示例 142
• 12.1.2内存泄漏示例 143
• 12.2Intel Inspector?—?Persistence Inspector 144
• 12.2.1栈溢出示例 144
• 12.2.2内存泄漏示例 145
• 12.3常见的持久内存编程问题 146
• 12.3.1非持久存储 146
• 12.3.2数据存储未添加到事务 157
• 12.3.3将一个内存对象添加至两个不同的事务 160
• 12.3.4内存覆写 165
• 12.3.5非必要刷新 166
• 12.3.6乱序写入 170
• 12.4总结 179
• 第13章实际应用程序中实现持久性 180
• 13.1数据库示例 180
• 13.2不同的持久内存实现方式 181
• 13.3开发持久内存感知型MariaDB*存储引擎 181
• 13.3.1了解存储层 182
• 13.3.2创建存储引擎类 183
• 13.4总结 191
• 第14章并发和持久内存 192
• 14.1事务与多线程 192
• 14.2持久内存上的互斥体 196
• 14.3原子操作与持久内存 198
• 14.4持久内存的并发数据结构 198
• 14.4.1并发有序映射 199
• 14.4.2并发散列映射 202
• 14.5总结 202
• 第15章分析与性能 204
• 15.1简介 204
• 15.2性能分析概念 204
• 15.2.1计算受限与内存受限 204
• 15.2.2内存延时与内存容量 205
• 15.2.3读取与写入性能 205
• 15.2.4内存访问模式 205
• 15.2.5I/O存储受限的工作负载 205
• 15.3确定工作负载是否适合持久内存 206
• 15.3.1易失性用例 206
• 15.3.2需要持久性的用例 208
• 15.4使用持久内存的工作负载性能分析 209
• 15.4.1确定工作负载特性 210
• 15.4.2内存带宽与延时 210
• 15.4.3持久内存读写比率 211
• 15.4.4工作集大小与内存占用空间大小 211
• 15.4.5非一致内存架构行为 211
• 15.4.6优化面向持久内存的软件 212
• 15.5总结 215
• 第16章PMDK内部组件：重要算法和数据结构 216
• 16.1持久内存池：高层架构概览 216
• 16.2内存映射的不确定性：持久内存对象标识符 218
• 16.3持久化线程本地存储：使用通道 220
• 16.4确保电源故障原子性：重做日志和撤销日志 220
• 16.4.1事务重做日志 221
• 16.4.2事务撤销日志 221
• 16.4.3libpmemobj统一日志 222
• 16.5持久分配：事务持久分配器的接口 223
• 16.6持久内存堆管理：持久内存分配器设计 223
• 16.7ACID事务：高效的底层持久事务 226
• 16.8延迟重新初始化变量：将易失性状态存储在持久内存上 227
• 16.9总结 228
• 第17章可靠性、可用性与可维护性 229
• 17.1处理不可纠正错误 229
• 17.1.1已使用的不可纠正错误处理 230
• 17.1.2未使用的不可纠正错误处理 231
• 17.1.3清除不可纠正错误 234
• 17.2设备状态 234
• 17.2.1ACPI定义的设备状态函数（_NCH，_NBS） 236
• 17.2.2特定供应商的设备状态（_DSM） 236
• 17.2.3ACPI NFIT状态事件通知 236
• 17.3不安全/异常关机 237
• 17.4总结 238
• 第18章远程持久内存 239
• 18.1RDMA网络协议 240
• 18.2初始远程持久内存架构的目标 242
• 18.3确保远程持久性 242
• 18.3.1通用远程复制方法 243
• 18.3.2设备远程复制方法 244
• 18.4一般软件架构 246
• 18.5librpmem架构及其在复制中的使用 246
• 18.5.1使用内存池集配置远程复制 249
• 18.5.2性能注意事项 249
• 18.5.3远程复制错误处理 250
• 18.5.4向复制世界“问好” 251
• 18.6总结 254
• 第19章高级主题 256
• 19.1非一致性内存访问 256
• 19.1.1NUMACTL Linux程序 257
• 19.1.2NDCTL Linux程序 258
• 19.1.3英特尔内存延迟检查器程序 259
• 19.1.4NUMASTAT程序 260
• 19.1.5英特尔VTune Profiler —Platform Profiler 261
• 19.1.6IPMCTL程序 261
• 19.1.7BIOS调优选项 261
• 19.1.8自动NUMA平衡 261
• 19.2使用具有持久内存的卷管理器 263
• 19.3mmap()的MAP_SYNC标记 264
• 19.4总结 265
• 附录A如何在Linux上安装NDCTL和DAXCTL 266
• 附录B如何安装持久内存开发套件 271
• 附录C如何在Linux和Windows上安装IPMCTL 277
• 附录D面向持久内存的Java 282
• 附录E远程持久内存复制的未来 289
• 术语表 292