内容紹介

（概要）

ITシステムやソフトウェアの基盤OSとして幅広く使われているLinux。エンジニアとしてLinuxに関する知識はいまや必須とも言えますが、あなたはそのしくみや動作を具体的にイメージすることができるでしょうか。

本書では、Linux OS における、プロセス管理、プロセススケジューラ、メモリ管理、記憶階層、ファイルシステム、記憶階層、そして仮想化機能、コンテナなど、OS とハードウェアに関するしくみがどのように動くのか、実験とその結果を示す豊富なグラフや図解を用いてわかりやすく解説します。

改訂に際しては全面フルカラー化。グラフや図解がさらにわかりやすくなり、ソースコードはC言語から、Go言語とPythonにアップデートしています。さらに仮想化、コンテナなどの章が加わりました。今どきのLinuxのしくみを本書でしっかり理解しておきましょう。

（こんな方におすすめ）

・Linuxの動作や仕組みに興味があるエンジニア

・OSや仮想マシン、コンテナのしくみを手軽に学びたいと考えているエンジニア

（目次）

序章　はじめに

第1章　Linuxの概要

　　プログラムとプロセス

　　カーネル

　　システムコール

　　ライブラリ

第2章　プロセス管理（基礎編）

　　プロセスの生成

　　プロセスの親子関係

　　プロセスの状態

　　プロセスの終了

　　ゾンビプロセスと孤児プロセス

　　シグナル

　　シェルのジョブ管理の実現

　　デーモン

第3章　プロセススケジューラ

　　前提知識：経過時間と使用時間

　　1つの論理CPUだけを使う場合

　　複数の論理CPUを使う場合

　　realよりもuser+sysが大きくなるケース

　　タイムスライス

　　コンテキストスイッチ

　　性能について

　　プログラムの並列実行の重要性

第4章　メモリ管理システム

　　メモリ関連情報の取得

　　メモリの回収処理

　　仮想記憶

　　プロセスへの新規メモリの割り当て

　　ページテーブルの階層化

第5章　プロセス管理（応用編）

　　プロセス作成処理の高速化

　　プロセス間通信

　　排他制御

　　排他制御の堂々巡り

　　マルチプロセスとマルチスレッド

第6章　デバイスアクセス

　　デバイスファイル

　　デバイスドライバ

　　デバイスファイル名は変わりうる

第7章　ファイルシステム

　　ファイルへのアクセス方法

　　メモリマップトファイル

　　一般的なファイルシステム

　　容量制限（クォータ）

　　ファイルシステムの整合性保持

　　Btrfsが提供するファイルシステムの高度な機能

　　データ破壊の検知/修復

　　その他のファイルシステム

第8章　記憶階層

　　キャッシュメモリ

　　Simultaneous Multi Threading（SMT）

　　ページキャッシュ

　　バッファキャッシュ

　　書き込みのタイミング

　　direct I/O

　　スワップ

　　統計情報

第9章　ブロック層

　　HDDの特徴

　　ブロック層の基本機能

　　ブロックデバイスの性能指標と測定方法

　　ブロック層がHDDの性能に与える影響

　　ブロック層がNVMe SSDの性能に与える影響

第10章　仮想化機能

　　仮想化機能とは何か

　　仮想化ソフトウェア

　　本章で使う仮想化ソフトウェア

　　仮想化を支援するCPUの機能

　　仮想マシンは、ホストOSからどう見えているか？

　　仮想化環境のプロセススケジューリング

　　仮想マシンとメモリ管理

　　仮想マシンとストレージデバイス

　　virtio-blkの仕組み

第11章　コンテナ

　　仮想マシンとの違い

　　コンテナの種類

　　namespace

　　セキュリティリスク

第12章　cgroup

　　cgroupが制御できるリソース

　　使用例：CPU使用時間の制御

　　応用例

終章 本書で学んだことと今後への生かし方