技术揭秘与源码分享 (技术是指)

技术揭秘与源码分享：洞悉技术内幕，探究底层原理

一、引言

随着科技的快速发展，编程已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
当我们使用各种软件、网站或应用程序时，背后的技术往往是我们忽视的部分。
本文将带您走进技术的神秘世界，通过源码分享，深入剖析技术内幕，探究底层原理。
让我们共同领略技术的魅力，解锁更深层次的知识。

二、技术揭秘

技术是指软件、程序或系统中的具体实现方式、算法、数据结构、设计思想等方面的。
这些对于开发者来说至关重要，能够影响到软件性能、稳定性、可扩展性等方面。
在大多数技术文章中，我们往往只关注功能介绍和使用方法，而忽视了技术。
接下来，我们将从技术的几个主要方面展开揭秘。

1. 数据结构

数据结构是计算机存储和组织数据的方式，它对于程序的性能和效率有着至关重要的影响。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树、图等。
在源码中，数据结构的应用非常广泛。
了解数据结构的基本原理和实现方式，对于开发者来说是非常必要的。

2. 算法

算法是解决问题的步骤和方法。
在计算机科学中，算法的重要性不言而喻。
一个好的算法可以使程序更加高效、稳定。
常见的算法包括排序、查找、图算法等。
在源码中，我们可以看到各种算法的应用，如排序算法在数据处理中的应用，图算法在路径规划中的应用等。

3. 系统设计思想

系统设计思想是指软件或系统在设计和开发过程中所遵循的理念和原则。
不同的系统设计思想会影响到软件的结构、功能和性能。
了解系统设计思想，可以帮助我们更好地理解软件的工作原理和架构。

三、源码分享与解析

源码是软件或程序的可读源代码，它包含了开发者实现功能的思路和过程。
通过源码分享和解析，我们可以深入了解技术的实现方式，从而更好地掌握相关技术。
接下来，我们将通过具体的源码示例来解析技术。

假设我们有一个简单的排序算法——冒泡排序的源码：

```python
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
fori in range(n):
for j in range(0, n-i-1):
if arr[j] > arr[j+1] :
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j] 交换元素位置
return arr
```
通过这个源码示例，我们可以了解到冒泡排序算法的基本原理和过程。在每一轮循环中，通过相邻元素的比较和交换，将最大的元素“冒泡”到数组的末尾。通过多次循环，最终实现整个数组的排序。我们还可以看到Python语言的语法特点和编程风格。通过对源码的解析，我们可以更深入地了解技术的实现方式。

四、总结与展望

本文围绕技术揭秘与源码分享这一主题展开，通过介绍数据结构、算法和系统设计思想等方面的内容，揭示了技术的重要性。
同时，通过具体的源码示例，深入解析了技术的实现方式。
希望本文能够帮助读者更好地理解技术的内幕和底层原理，激发读者对技术的兴趣和热情。
展望未来，随着技术的不断发展和创新，将会有更多的技术等待我们去探索和发现。
让我们共同期待技术的未来，共同探索技术的奥秘。

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P2P技术揭秘内容简介

P2P技术详解：深入理解与实践

《P2P技术揭秘：网络技术原理与典型系统开发》是一部全面的P2P技术入门指南，它以清晰的视角，引领读者踏上P2P技术的学习之旅。 从理论基础知识的介绍，到实际项目开发的引导，作者采用循序渐进的方式，详尽讲解了P2P技术的核心内容，确保读者在阅读过程中能够深入理解并掌握。

全书共14章，分为三个部分：第一部分介绍P2P的概论，深入剖析其网络拓扑结构；第二部分聚焦于关键技术，涵盖P2P搜索、NAT穿透、BitTorrent、eMule、Skype等经典应用；第三部分则探讨了基于P2P的流媒体、Java开发平台、Sloape插件开发以及即时通信系统的构建，包括对BT系统和JXTA技术的深入剖析。

特别值得一提的是，书中附赠的光盘中包含精心录制的多媒体教学视频和所有相关源代码，让学习过程更为直观和高效。 无论是对P2P技术感兴趣的初学者，还是网络视频、电话应用或多线程下载软件的开发者，都能从中受益匪浅。 对于大中专院校的师生来说，这本书也提供了宝贵的参考资料，丰富他们的教学和研究内容。

网络扫描技术揭秘前言

随着计算机网络的日益普及，网络安全问题日益受到人们的重视。 网络的安全性在很大程度上取决于网络管理员和用户的深入理解，这包括网络的使用、配置及技术的掌握。 网络的通信基础是协议，第1章对网络扫描的概念、原理、目标和历史进行了全面概述，接着在第2章，我们深入探讨了网络协议在互联网中的重要性，以及如何通过编程实现协议的理解，逐步揭示其技术。 网络服务的核心是端口，它是服务的对外窗口。 第3章专门论述了端口扫描，强调了端口与服务的直接关联，以及它作为网络关注焦点的原因。 不同的协议对端口扫描有不同的影响，第4至6章则分别介绍了基于NetBIOS、SNMP和ICMP的扫描方法。 尽管扫描到端口并不一定意味着服务的存在，但端口扫描仍是初步判断的手段。 第7章介绍了基于服务的扫描，如WWW、FTP、Telnet和E-mail等，这些服务的扫描具有普遍性，为新协议和服务的扫描器设计提供了基础。 第8章则探讨了基于应用的扫描，它利用应用层API，具有简洁和透明的特性，但对底层控制有限。 第9和10章介绍了特殊领域的扫描技术，如命名管道和服务发现扫描器，它们拓展了网络扫描的应用领域。 第11章的漏洞扫描器则聚焦于检测和修复网络中的漏洞，尽管编程有一定难度且需要及时更新。 而第12章则介绍了扫描防范技术，帮助用户预防和应对扫描行为。 全书结构清晰，每章内容相互关联，建议从基础的第1和2章开始阅读，然后根据需要选择其他章节。 书中通过协议介绍、API详解和实例编程，帮助读者深入理解扫描器技术。 然而，无论攻击还是防御，网络安全的关键并不在于程序的复杂度，而是用户的安全意识和常识。 所有示例和编程实例均基于Microsoft Windows XP（SP3）操作系统和Visual C++ 6.0（SP6）开发环境。 附带光盘包含了所有程序源码和必要的支持文件，但请遵守版权规定，避免用于商业销售或未经授权的网站攻击。

面试必问的epoll技术，从内核源码出发彻底搞懂epoll

epoll是linux中IO多路复用的一种机制，I/O多路复用就是通过一种机制，一个进程可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。 当然linux中IO多路复用不仅仅是epoll，其他多路复用机制还有select、poll，但是接下来介绍epoll的内核实现。

events可以是以下几个宏的集合：

epoll相比select/poll的优势 ：

epoll相关的内核代码在fs/eventpoll.c文件中，下面分别分析epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait三个函数在内核中的实现，分析所用linux内核源码为4.1.2版本。

epoll_create用于创建一个epoll的句柄，其在内核的系统实现如下：

sys_epoll_create:

可见，我们在调用epoll_create时，传入的size参数，仅仅是用来判断是否小于等于0，之后再也没有其他用处。 整个函数就3行代码，真正的工作还是放在sys_epoll_create1函数中。

sys_epoll_create -> sys_epoll_create1:

sys_epoll_create1 函数流程如下：

sys_epoll_create -> sys_epoll_create1 -> ep_alloc:

sys_epoll_create -> sys_epoll_create1 -> ep_alloc -> get_unused_fd_flags:

linux内核中，current是个宏，返回的是一个task_struct结构（我们称之为进程描述符）的变量，表示的是当前进程，进程打开的文件资源保存在进程描述符的files成员里面，所以current->files返回的当前进程打开的文件资源。 rlimit(RLIMIT_NOFILE) 函数获取的是当前进程可以打开的最大文件描述符数，这个值可以设置，默认是1024。

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__alloc_fd的工作是为进程在[start,end)之间(备注：这里start为0， end为进程可以打开的最大文件描述符数)分配一个可用的文件描述符,这里就不继续深入下去了，代码如下：

sys_epoll_create -> sys_epoll_create1 -> ep_alloc -> get_unused_fd_flags -> __alloc_fd:

然后，epoll_create1会调用anon_inode_getfile，创建一个file结构，如下：

sys_epoll_create -> sys_epoll_create1 -> anon_inode_getfile:

anon_inode_getfile函数中首先会alloc一个file结构和一个dentry结构，然后将该file结构与一个匿名inode节点anon_inode_inode挂钩在一起，这里要注意的是，在调用anon_inode_getfile函数申请file结构时，传入了前面申请的eventpoll结构的ep变量，申请的file->private_data会指向这个ep变量，同时，在anon_inode_getfile函数返回来后，ep->file会指向该函数申请的file结构变量。

简要说一下file/dentry/inode，当进程打开一个文件时，内核就会为该进程分配一个file结构，表示打开的文件在进程的上下文，然后应用程序会通过一个int类型的文件描述符来访问这个结构，实际上内核的进程里面维护一个file结构的数组，而文件描述符就是相应的file结构在数组中的下标。

dentry结构（称之为“目录项”）记录着文件的各种属性，比如文件名、访问权限等，每个文件都只有一个dentry结构，然后一个进程可以多次打开一个文件，多个进程也可以打开同一个文件，这些情况，内核都会申请多个file结构，建立多个文件上下文。 但是，对同一个文件来说，无论打开多少次，内核只会为该文件分配一个dentry。 所以，file结构与dentry结构的关系是多对一的。

同时，每个文件除了有一个dentry目录项结构外，还有一个索引节点inode结构，里面记录文件在存储介质上的位置和分布等信息，每个文件在内核中只分配一个inode。 dentry与inode描述的目标是不同的，一个文件可能会有好几个文件名（比如链接文件），通过不同文件名访问同一个文件的权限也可能不同。 dentry文件所代表的是逻辑意义上的文件，记录的是其逻辑上的属性，而inode结构所代表的是其物理意义上的文件，记录的是其物理上的属性。 dentry与inode结构的关系是多对一的关系。

sys_epoll_create -> sys_epoll_create1 -> fd_install:

总结epoll_create函数所做的事：调用epoll_create后，在内核中分配一个eventpoll结构和代表epoll文件的file结构，并且将这两个结构关联在一块，同时，返回一个也与file结构相关联的epoll文件描述符fd。 当应用程序操作epoll时，需要传入一个epoll文件描述符fd，内核根据这个fd，找到epoll的file结构，然后通过file，获取之前epoll_create申请eventpoll结构变量，epoll相关的重要信息都存储在这个结构里面。 接下来，所有epoll接口函数的操作，都是在eventpoll结构变量上进行的。

所以，epoll_create的作用就是为进程在内核中建立一个从epoll文件描述符到eventpoll结构变量的通道。

epoll_ctl接口的作用是添加/修改/删除文件的监听事件，内核代码如下：

sys_epoll_ctl:

根据前面对epoll_ctl接口的介绍，op是对epoll操作的动作（添加/修改/删除事件），ep_op_has_event(op)判断是否不是删除操作，如果op != EPOLL_CTL_DEL为true，则需要调用copy_from_user函数将用户空间传过来的event事件拷贝到内核的epds变量中。 因为，只有删除操作，内核不需要使用进程传入的event事件。

接着连续调用两次fdget分别获取epoll文件和被监听文件（以下称为目标文件）的file结构变量（备注：该函数返回fd结构变量，fd结构包含file结构）。

接下来就是对参数的一些检查，出现如下情况，就可以认为传入的参数有问题，直接返回出错：

当然下面还有一些关于操作动作如果是添加操作的判断，这里不做解释，比较简单，自行阅读。

在ep里面，维护着一个红黑树，每次添加注册事件时，都会申请一个epitem结构的变量表示事件的监听项，然后插入ep的红黑树里面。 在epoll_ctl里面，会调用ep_find函数从ep的红黑树里面查找目标文件表示的监听项，返回的监听项可能为空。

接下来switch这块区域的代码就是整个epoll_ctl函数的核心，对op进行switch出来的有添加(EPOLL_CTL_ADD)、删除(EPOLL_CTL_DEL)和修改(EPOLL_CTL_MOD)三种情况，这里我以添加为例讲解，其他两种情况类似，知道了如何添加监听事件，其他删除和修改监听事件都可以举一反三。

为目标文件添加监控事件时，首先要保证当前ep里面还没有对该目标文件进行监听，如果存在(epi不为空)，就返回-EEXIST错误。否则说明参数正常，然后先默认设置对目标文件的POLLERR和POLLHUP监听事件，然后调用ep_insert函数，将对目标文件的监听事件插入到ep维护的红黑树里面：

sys_epoll_ctl -> ep_insert:

前面说过，对目标文件的监听是由一个epitem结构的监听项变量维护的，所以在ep_insert函数里面，首先调用kmem_cache_alloc函数，从slab分配器里面分配一个epitem结构监听项，然后对该结构进行初始化，这里也没有什么好说的。我们接下来看ep_item_poll这个函数调用：

sys_epoll_ctl -> ep_insert -> ep_item_poll:

ep_item_poll函数里面，调用目标文件的poll函数，这个函数针对不同的目标文件而指向不同的函数，如果目标文件为套接字的话，这个poll就指向sock_poll，而如果目标文件为tcp套接字来说，这个poll就是tcp_poll函数。 虽然poll指向的函数可能会不同，但是其作用都是一样的，就是获取目标文件当前产生的事件位，并且将监听项绑定到目标文件的poll钩子里面（最重要的是注册ep_ptable_queue_proc这个poll callback回调函数），这步操作完成后，以后目标文件产生事件就会调用ep_ptable_queue_proc回调函数。

接下来，调用list_add_tail_rcu将当前监听项添加到目标文件的f_ep_links链表里面，该链表是目标文件的epoll钩子链表，所有对该目标文件进行监听的监听项都会加入到该链表里面。

然后就是调用ep_rbtree_insert，将epi监听项添加到ep维护的红黑树里面,这里不做解释，代码如下：

sys_epoll_ctl -> ep_insert -> ep_rbtree_insert:

前面提到，ep_insert有调用ep_item_poll去获取目标文件产生的事件位，在调用epoll_ctl前这段时间，可能会产生相关进程需要监听的事件，如果有监听的事件产生，(revents & event->events 为 true)，并且目标文件相关的监听项没有链接到ep的准备链表rdlist里面的话，就将该监听项添加到ep的rdlist准备链表里面，rdlist链接的是该epoll描述符监听的所有已经就绪的目标文件的监听项。 并且，如果有任务在等待产生事件时，就调用wake_up_locked函数唤醒所有正在等待的任务，处理相应的事件。 当进程调用epoll_wait时，该进程就出现在ep的wq等待队列里面。 接下来讲解epoll_wait函数。

总结epoll_ctl函数：该函数根据监听的事件，为目标文件申请一个监听项，并将该监听项挂人到eventpoll结构的红黑树里面。

epoll_wait等待事件的产生，内核代码如下：

sys_epoll_wait:

首先是对进程传进来的一些参数的检查：

参数全部检查合格后，接下来就调用ep_poll函数进行真正的处理：

sys_epoll_wait -> ep_poll:

ep_poll中首先是对等待时间的处理，timeout超时时间以ms为单位，timeout大于0，说明等待timeout时间后超时，如果timeout等于0，函数不阻塞，直接返回，小于0的情况，是永久阻塞，直到有事件产生才返回。

当没有事件产生时（(!ep_events_available(ep))为true）,调用__add_wait_queue_exclusive函数将当前进程加入到ep->wq等待队列里面，然后在一个无限for循环里面，首先调用set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)，将当前进程设置为可中断的睡眠状态，然后当前进程就让出cpu，进入睡眠，直到有其他进程调用wake_up或者有中断信号进来唤醒本进程，它才会去执行接下来的代码。

如果进程被唤醒后，首先检查是否有事件产生，或者是否出现超时还是被其他信号唤醒的。 如果出现这些情况，就跳出循环，将当前进程从ep->wp的等待队列里面移除，并且将当前进程设置为TASK_RUNNING就绪状态。

如果真的有事件产生，就调用ep_send_events函数，将events事件转移到用户空间里面。

sys_epoll_wait -> ep_poll -> ep_send_events:

ep_send_events没有什么工作，真正的工作是在ep_scan_ready_list函数里面：

sys_epoll_wait -> ep_poll -> ep_send_events -> ep_scan_ready_list:

ep_scan_ready_list首先将ep就绪链表里面的数据链接到一个全局的txlist里面，然后清空ep的就绪链表，同时还将ep的ovflist链表设置为NULL，ovflist是用单链表，是一个接受就绪事件的备份链表，当内核进程将事件从内核拷贝到用户空间时，这段时间目标文件可能会产生新的事件，这个时候，就需要将新的时间链入到ovlist里面。

仅接着，调用sproc回调函数(这里将调用ep_send_events_proc函数)将事件数据从内核拷贝到用户空间。

sys_epoll_wait -> ep_poll -> ep_send_events -> ep_scan_ready_list -> ep_send_events_proc:

ep_send_events_proc回调函数循环获取监听项的事件数据，对每个监听项，调用ep_item_poll获取监听到的目标文件的事件，如果获取到事件，就调用__put_user函数将数据拷贝到用户空间。

回到ep_scan_ready_list函数，上面说到，在sproc回调函数执行期间，目标文件可能会产生新的事件链入ovlist链表里面，所以，在回调结束后，需要重新将ovlist链表里面的事件添加到rdllist就绪事件链表里面。

同时在最后，如果rdlist不为空（表示是否有就绪事件），并且由进程等待该事件，就调用wake_up_locked再一次唤醒内核进程处理事件的到达（流程跟前面一样，也就是将事件拷贝到用户空间）。

到这，epoll_wait的流程是结束了，但是有一个问题，就是前面提到的进程调用epoll_wait后会睡眠，但是这个进程什么时候被唤醒呢？在调用epoll_ctl为目标文件注册监听项时，对目标文件的监听项注册一个ep_ptable_queue_proc回调函数，ep_ptable_queue_proc回调函数将进程添加到目标文件的wakeup链表里面，并且注册ep_poll_callbak回调，当目标文件产生事件时，ep_poll_callbak回调就去唤醒等待队列里面的进程。

总结一下epoll该函数： epoll_wait函数会使调用它的进程进入睡眠（timeout为0时除外），如果有监听的事件产生，该进程就被唤醒，同时将事件从内核里面拷贝到用户空间返回给该进程。