Linux系统性能优化.docx
1inux系统性能优化思路和优化方法一、影响1inux性能的各种因素1、系统硬件资源(1) CPU如何判断多核CPU与超线程消耗CPU的业务：动态web服务、mai1服务(2)内存物理内存与swap的取舍选择64位1inux操作系统消耗内存的业务：内存数据库(redishbaseInongodb)(3)磁盘IORAID技术(RA1DO/1/5/01/10)SSD磁盘消耗磁盘的业务：数据库服务器（4）网络带宽网卡/交换机的选择操作系统双网卡绑定消耗带宽的业务：hadoop平台、视频业务平台2、操作系统相关资源（1）系统安装优化磁盘分区、RAID设置、swap设置（2）内核参数优化u1imit-n（最大打开文件数）u1imit-U（最大用户数）（3）文件系统优化 ext2:1inux下标准文件系统，无日志记录（inode）功能。 ext3:在ext2基础上增加了日志记录功能（inode）,仅支持32000个子目录。 ex4:ext3的后续版本，1inux2.6.28内核开始支持。无限子目录支持，快速fscko xfs：高性能文件系统，1inUX3.10内核开始默认支持。建议：读操作频繁，同时小文件众多的应用：首选ext4文件系统，接下来依次是xfs、ext3写操作频繁的应用，首选是xfs,接下来依次是ext4和ext3对性能要求Tr高、数据安全要求Tr高的业务，ext3是比较好的选择。3、程序问题此类问题需要开发人员查看代码，介入处理。但作为运维人员需要给出程序问题的有力证据。二、1inux性能优化工具1、CPU性能评估工具(1)vmstat(系统默认自带)利用vmstat命令可以对操作系统的内存信息、进程状态、CPU活励等进行监视。常用方式：vmstat23表示每3秒更新一次输出信息，统计5次后停止输出。下面是vmstat命令在某个系统的输出结果: 对上面每项的输出解释如下: procsor列表示运行和等待cpu时间片的进程数，这个值如果长期大于系统CPU的个数，说明CPU不足，需要增加CPUoob列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。 memoryOswpd列表示切换到内存交换区的内存数量（以k为单位）。如果swpd的值不为0,或者比较大，只要si、so的值长期为0,这种情况下一般不用担心，不会影响系统性能。Ofree列表示当前空闲的物理内存数量（以k为单位）Obuff列表示buffersCaChe的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。OCaChe列表示pagecached的内存数量，一般作为文件系统cached,频繁访问的文件都会被cached,如果cache值较大，说明cached的文件数较多，如果此时IO中bi比较小，说明文件系统效率比较好。 swapoSi列表示由磁盘调入内存，也就是内存进入内存交换区的数量。oso列表示由内存调入磁盘，也就是内存交换区进入内存的数量。一般情况下，si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则表示系统内存不足。需要增加系统内存。 IO项显示磁盘读写状况oBi列表示从块设备读入数据的总量（即读磁盘）（每秒kb）ooBo列表示写入到块设备的数据总量（即写磁盘）（每秒kb）。这里我们设置的bi+bo参考值为1000,如果超过1000,而且Wa值较大，则表示系统磁盘IO有问题，应该考虑提高磁盘的读写性能。 system显示采集间隔内发生的中断数oin列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。oCS列表示每秒产生的上下文切换次数。上面这2个值越大，会看到由内核消耗的CPU时间会越多。CPU项显示了CPU的使用状态，此列是我们关注的重点。OUS列显示了用户进程消耗的CPU时间百分比。US的值比较高时，说明用户进程消耗的cpu时间多，但是如果长期大于50%,就需要考虑优化程序或算法。oSy列显示了内核进程消耗的CPU时间百分比。Sy的值较高时，说明内核消耗的CPU资源很多。根据经验，us+sy的参考值为80%,如果us+sy大于80%说明可能存在CPU资源不足。oid列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。owa列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比。Wa值越高，说明IO等待越严重，根据经验，Wa的参考值为20%,如果Wa超过20%,说明IO等待严重，引起IO等待的原因可能是磁盘大量随机读写造成的，也可能是磁盘或者磁盘控制器的带宽瓶颈造成的（主要是块操作）。综上所述，在对CPU的评估中，需要重点注意的是PrOCS项r列的值和CPU项中us、Sy和id列的值。（2） iostat（需要安装sysstat工具包）iostat是I/Ostatistics（输入/输出统计）的缩写，主要的功能是对系统的磁盘I/O操作进行监视。常用方式：iostat-c35其中，-c表示显示CPU的使用情况，-d：显示磁盘的使用情况。（3） uptime命令uptime是监控系统性能最常用的一个命令，主要用来统计系统当前的运行状况，输出的信息依次为：系统现在的时间、系统从上次开机到现在运行了多长时间、系统目前有多少登陆用户、系统在一分钟内、五分钟内、十五分钟内的平均负载。2、内存性能评估（1） free命令free命令是监控IinUX内存使用状况最常用的指令常见用法：free-m看下面的一个输出："free-m”表示以M为单位查看内存使用情况，在这个输出中，我们重点关注的应该是free列与CaChed列的输出值，由输出可知，此系统共8G内存，系统空闲内存还有925M,其中，BufferCache占用了243M,PageCache占用了6299M,由此可知系统缓存了很多的文件和目录，而对于应用程序来说，可以使用的内存还有7468M,当然这个7468M包含了BufferCache和PageCache的值。在swap项可以看出，交换分区还未使用。所以从应用的角度来说，此系统内存资源还非常充足。一般有这样一个经验公式：应用程序可用内存/系统物理内存70%时，表示系统内存资源非常充足，不影响系统性能，应用程序可用内存/系统物理内存20%时，表示系统内存资源紧缺，需要增加系统内存，20%应用程序可用内存/系统物理内存70%时，表示系统内存资源基本能满足应用需求，暂时不影响系统性能。（2） sar/pidstat此两个命令主要用于监控全部或指定进程占用系统资源的情况，如CPU,内存、设备10。三个公用参数：-U（获取CPU状态）、-r（获取内存状态）、-d（获取磁盘）常用组合：sar-u3获取cp3秒内的状态pidstat-r-p13获取内存3秒内的状杰看看以上两个命令的差别？请看下面的一个输出:其中:Kbmemfree表示空闲物理内存大小，kbmemused表示已使用的物理内存空间大小，%memused表示已使用内存占总内存大小的百分比，kbbuffers和kbcached分别表示BUfferCache和PageCache的大小，kbcommit和%commit分别表示应用程序当前使用的内存大小和使用百分比。可以看出sar的输出其实与free的输出完全对应，不过sar更加人性化，不但给出了内存使用量，还给出了内存使用的百分比以及统计的平均值。从%commit项可知，此系统目前内存资源充足。3、磁盘性能评估(1) iostat-d组合iostat-d23通过“iostat-CI”命令组合也可以查看系统磁盘的使用状况，请看如下输出：对上面每项的输出解释如下： B1k.read/s表示每秒读取的数据块数。 B1k,wrtns表示每秒写入的数据块数。 B1k_read表示读取的所有块数。 B1k_wrtn表示写入的所有块数。(2) pidstat-d-p318873(3) sar-d23通过“sar-d”组合，可以对系统的磁盘IO做一个基本的统计，请看下面的一个输出:对上面每项的输出解释如下:DEV表示磁盘设备名称。 tps表示每秒到物理磁盘的传送数，也就是每秒的I/O流量。一个传送就是一个rd_sec/sI/O请求，多个逻辑请求可以被合并为一个物理I/O请求。 表示每秒从设备读取的扇区数（1扇区=512字节）。avgrq-sz表示平均每次设备I/O操作的数据大小（以扇区为单位）。 await表示平均每次设备I/O操作的等待时间（以毫秒为单位）。 SVCtm表示平均每次设备I/O操作的服务时间（以毫秒为单位）。 %uti1表示一秒中有百分之几的时间用于I/O操作。1inux中I/O请求系统与现实生活中超市购物排队系统有很多类似的地方，通过对超市购物排队系统的理解，可以很快掌握Iinux中I/O运行机制。比如： avgrq-sz类似于超市排队中每人所买东西的多少。 avgqu-sz类似于超市排队中单位时间内平均排队的人数。 await类似于超市排队中每人的等待时间。 svctm类似于超市排队中收银员的收款速度。 %uti1类似于超市收银台前有人排队的时间比例。对于磁盘IO性能，一般有如下评判标准：正常情况下svctm应该是小于await值的，而svctm的大小和磁盘性能有关，CPU、内存的负荷也会对SVCtm值造成影响，过多的请求也会间接的导致svctm值的增加。await值的大小一般取决于SVCtn1的值和I/O队列长度以及I/O请求模式，如果SVCtn1的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于SVCtm的值，则表示I/O队列等待太长，系统上运行的应用程序将变慢，此时可以通过更换更快的硬盘来解决问题。%uti1项的值也是衡量磁盘I/O的一个重要指标，如果%uti1接近100%,表示磁盘产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷的在工作，该磁盘可能存在瓶颈。长期下去，势必影响系统的性能，可以通过优化程序或者通过更换更高、更快的磁盘来解决此问题。4、网络性能评估(1) ping命令请看下面的一个输出：在这个输出中，time值显示了两台主机之间的网络延时情况，如果此值很大，则表示网络的延时很大，单位为毫秒。在这个输出的最后，是对上面输出信息的一个总结，packet1oss表示网络的丢包率，此值越小，表示网络的质量越高。(2) netstat命令netstat-i(查看路由情况)netstat-r(查看网络接口状态)(3) mtr/traceroute命令跟踪网络路由状态，推荐使用mtr,动态跟踪网络路由，用于排除网络问题非常方便。三、系统性能分析标准-全文完一
