如何進(jìn)行Linux性能分析和優(yōu)化

如何進(jìn)行Linux性能分析和優(yōu)化，針對(duì)這個(gè)問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問題的小伙伴找到更簡(jiǎn)單易行的方法。

前言

一般互聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目都是部署在linux服務(wù)器上的，如果linux服務(wù)器出了問題，那么咱們平時(shí)學(xué)習(xí)的高并發(fā)，穩(wěn)定性之類的是沒有任何意義的，所以對(duì)linux性能的把握就顯得非常重要，當(dāng)然很多同學(xué)可能覺得這些是運(yùn)維同學(xué)的事情，但是我不這么認(rèn)為，不管你是架構(gòu)師，還是crud  boy，對(duì)項(xiàng)目有個(gè)全局的掌控是一項(xiàng)非常重要的基本素質(zhì)，所以總結(jié)了這篇文章，希望對(duì)您有用，如果您覺得我寫的還不錯(cuò)，看完記得點(diǎn)個(gè)贊，點(diǎn)個(gè)再看哦。咱們廢話不用多說，直接進(jìn)入正題。

影響linux服務(wù)器性能的因素

cpu

CPU是操作系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的根本，CPU的速度與性能在很大程度上決定了系統(tǒng)整體的性能，因此，CPU數(shù)量越多、主頻越高，服務(wù)器性能也就相對(duì)越好。

內(nèi)存

內(nèi)存的大小也是影響Linux性能的一個(gè)重要的因素，內(nèi)存太小，系統(tǒng)進(jìn)程將被阻塞，應(yīng)用也將變得緩慢，甚至失去響應(yīng);內(nèi)存太大，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

磁盤IO

磁盤的I/O性能直接影響應(yīng)用程序的性能，在一個(gè)有頻繁讀寫的應(yīng)用中，如果磁盤I/O性能得不到滿足，就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用停滯。好在現(xiàn)今的磁盤都采用了很多方法來(lái)提高I/O性能，比如常見的磁盤RAID技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)

Linux下的各種應(yīng)用，一般都是基于網(wǎng)絡(luò)的，因此網(wǎng)絡(luò)帶寬也是影響性能的一個(gè)重要因素，低速的、不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的訪問阻塞，而穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)帶寬，可以保證應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上暢通無(wú)阻地運(yùn)行。幸運(yùn)的是，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)一般都是千兆帶寬或光纖網(wǎng)絡(luò)，帶寬問題對(duì)應(yīng)用程序性能造成的影響也在逐步降低。

常用的linux系統(tǒng)性能監(jiān)控的命令

uptime(系統(tǒng)整體性能評(píng)估)

這里需要注意的是：load average這個(gè)輸出值，這三個(gè)值的大小一般不能大于系統(tǒng)CPU的個(gè)數(shù)

那么如何查看cpu的個(gè)數(shù)呢?

查看系統(tǒng)cpu的信息

cat /proc/cpuinfo中的信息

其中cpu cores即為cpu的核數(shù)

也可以用cat /proc/cpuinfo |grep "cores"|uniq直接查看

[root@test ~]# cat /proc/cpuinfo |grep "cores"|uniq cpu cores : 2

cpu的性能評(píng)估

利用vmstat命令監(jiān)控cpu

vmstat 2 10 (每2秒監(jiān)控一次 監(jiān)控10次)

procs

r表示運(yùn)行和等待cpu時(shí)間片的進(jìn)程數(shù)，這個(gè)值如果長(zhǎng)期大于cpu的個(gè)數(shù)，則需要增加系統(tǒng)cpu

b表示等待資源的進(jìn)程數(shù)

CPU

us列顯示了用戶進(jìn)程消耗CPU時(shí)間百分比，us比較高的時(shí)候，說明用戶進(jìn)程消耗cpu的時(shí)間多，如果長(zhǎng)期大于50%，就需要優(yōu)化程序和算法

sy列顯示了內(nèi)核進(jìn)程消耗的cpu時(shí)間百分比，sy值較高的時(shí)候，說明內(nèi)核消耗的cpu資源很多

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，us+sy的參考值為80%，如果us+sy大于 80%說明可能存在CPU資源不足。

利用sar命令監(jiān)控系統(tǒng)cpu

sar命令會(huì)增加系統(tǒng)開銷 但是影響不大

yum install sysstat安裝sar命令

sar -u 3 5(u顯示系統(tǒng)所有cpu在采樣時(shí)間內(nèi)的負(fù)載狀態(tài))圖片%user：用戶進(jìn)程消耗cpu的時(shí)間百分比

%nice：運(yùn)行正常進(jìn)程所消耗cpu的百分比

%system：系統(tǒng)消耗cpu時(shí)間百分比

%iowait：IO等待所占用cpu時(shí)間百分比

%steal：內(nèi)存在相對(duì)緊張的環(huán)境下pagein強(qiáng)制對(duì)不同頁(yè)面進(jìn)行的steal操作

%idle：cpu處在空閑時(shí)間的百分比

內(nèi)存性能評(píng)估

利用free指令監(jiān)控內(nèi)存

free -m #查看以M為單位的內(nèi)存使用情況

一般有這樣一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：

應(yīng)用程序可用內(nèi)存/系統(tǒng)物理內(nèi)存>70%時(shí)，表示系統(tǒng)內(nèi)存資源非常充足，不影響系統(tǒng)性能。

應(yīng)用程序可用內(nèi)存/系統(tǒng)物理內(nèi)存<20%時(shí)，表示系統(tǒng)內(nèi)存資源緊缺，需要增加系統(tǒng)內(nèi)存。

20%<應(yīng)用程序可用內(nèi)存/系統(tǒng)物理內(nèi)存<70%時(shí)，表示系統(tǒng)內(nèi)存資源基本能滿足應(yīng)用需求，暫時(shí)不影響系統(tǒng)性能。

利用vmstat監(jiān)控內(nèi)存

swpd表示切換到內(nèi)存交換去的內(nèi)存數(shù)量(k)，如果swpd的值不為0，或者比較大，但是si，so的值長(zhǎng)期為0，這種情況不用擔(dān)心，不會(huì)影響性能

free表示空閑的物理內(nèi)存數(shù)量

buffer表示buffers cache的內(nèi)存數(shù)量，一般對(duì)設(shè)備的讀寫才需要緩沖

cache表示page  cached的內(nèi)存數(shù)量。一般作為文件系統(tǒng)cached，頻繁訪問的文件都會(huì)被cached，如果cache值較大，說明cached的文件較多，如果此時(shí)IO中的bi比較小，說明文件系統(tǒng)效率比較好

si表示由磁盤調(diào)入內(nèi)存，也就是內(nèi)存進(jìn)入內(nèi)存交換區(qū)的數(shù)量

so表示由內(nèi)存調(diào)入磁盤，也就是內(nèi)存交換區(qū)進(jìn)入內(nèi)存的數(shù)量 一般情況下，so si的值都為0。如果si  so的值長(zhǎng)期不為0，則表示系統(tǒng)內(nèi)存不足，需要增加內(nèi)存

磁盤IO性能評(píng)估

iostat

iostat -d 2 10

Blk_reads/s  每秒讀取的數(shù)據(jù)塊數(shù)  Blk_wrtn/s   每秒寫入的數(shù)據(jù)塊數(shù)  Blk_read     讀取的所有塊數(shù)  Blk_wrtn     寫入的所有塊數(shù)

這幾個(gè)值沒有標(biāo)準(zhǔn) 如果長(zhǎng)期都很大 肯定是不正常的

利用sar評(píng)估磁盤性能

sar -d 2 5

await 平均每次設(shè)備I/O操作的等待時(shí)間(毫秒)

svctm 平均每次設(shè)備I/O操作的服務(wù)時(shí)間(毫秒)

%util 一秒中有百分之幾的時(shí)間用于I/O操作

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

正常情況下svctm應(yīng)該是小于await的，svctm的值和磁盤性能，cpu內(nèi)存等都有關(guān)系

如果svctm的值和await的值相近表示幾乎沒有I/O等待，磁盤性能很好，如果await的值遠(yuǎn)高于svctm，表示I/O隊(duì)列等待時(shí)間太長(zhǎng)，系統(tǒng)上的應(yīng)用程序?qū)⒆兟藭r(shí)可以通過更換更快的硬盤來(lái)解決問題

%util越小越好，如果%util接近100%表示磁盤產(chǎn)生的I/O請(qǐng)求太多，I/O系統(tǒng)已經(jīng)滿負(fù)載在工作，此時(shí)可以通過優(yōu)化程序或者更換更快的磁盤來(lái)解決問題

網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估

通過ping命令檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的連通性。

通過netstat -i 組合檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)接口狀況。

通過netstat -r 組合檢測(cè)系統(tǒng)路由表信息。

通過sar -n 組合顯示系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)(sar -n DEV 5 3)。

常用分析：

查看tcp連接數(shù)最多的ip：

sudo netstat -pant | grep ":22" | awk '{print $5}' | awk -F":" '{print $4}' |sort|uniq -c|sort -nr

解釋：

awk -F":" '{print $4}' 表示把結(jié)果的第4列用:號(hào)分割

sort -nr 排序，-n以數(shù)值大小排序，-r倒序，從大到小。

uniq -c 刪除重復(fù)的行，-c表示加上每行出現(xiàn)的次數(shù)。

netstat命令是一個(gè)監(jiān)控TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的非常有用的工具， 它可以顯示路由表、實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)連接以及每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的狀態(tài)信息。

netstat -pant

參數(shù)-p ：顯示正在使用Socket的程序識(shí)別碼和程序名稱;

參數(shù)-a ：顯示所有連線中的Socket;

參數(shù)-n ：直接使用ip地址，而不通過域名服務(wù)器;

參數(shù)-t ：顯示TCP傳輸協(xié)議的連線狀況。

提取訪問nginx服務(wù)器最多的10個(gè)ip。

cat access.log | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -nr | head -n10

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