细说Linux系统优化实践篇.docx

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细说Linux系统优化实践篇

细说Linux系统优化-实践篇

作为一名linux系统管理员，最主要的工作是优化系统配置，使应用在系统上以最优的状态运行，但是由于硬件问题、软件问题、网络环境等的复杂性和多变性，导致对系统的优化变得异常复杂，如何定位性能问题出在哪个方面，是性能优化的一大难题，本章从系统入手，重点讲述由于系统软、硬件配置不当可能造成的性能问题，并且给出了检测系统故障和优化性能的一般方法和流程。

1cpu性能评估

 Cpu是影响Linux性能的主要因素之一，下面先介绍几个查看CPU性能的命令。

1.1vmstat命令

该命令可以显示关于系统各种资源之间相关性能的简要信息，这里我们主要用它来看CPU的一个负载情况。

下面是vmstat命令在某个系统的输出结果：

[root@node1~]#vmstat23

procs-----------memory---------- ---swap-- -----io------system-- -----cpu------

 r b  swpd  free  buff cache  si  so   bi   bo   in   cs   ussy id wast

 0 0   0   162240  8304 67032  0   0   13   21  1007  23    0 1 98 0 0

 0 0   0   162240  8304 67032  0   0    1    0  1010  20    0 1 1000 0

 0 0   0   162240  8304 67032  0   0    1    1  1009  18    0 1 99 0 0

对上面每项的输出解释如下：

procs

r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CPU。

b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。

memory

swpd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。

free列表示当前空闲的物理内存数量（以k为单位）

buff列表示bufferscache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。

cache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。

swap

si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。

so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

Bi列表示从块设备读入数据的总量（即读磁盘）（每秒kb）。

Bo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

in列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。

cs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。

us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。

sy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。

id列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。

wa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。

1.2 sar命令

检查CPU性能的第二个工具是sar，sar功能很强大，可以对系统的每个方面进行单独的统计，但是使用sar命令会增加系统开销，不过这些开销是可以评估的，对系统的统计结果不会有很大影响。

下面是sar命令对某个系统的CPU统计输出：

[root@webserver~]#sar-u35

Linux2.6.9-42.ELsmp（webserver）       11/28/2008     _i686_ （8CPU）

11:

41:

24AM    CPU    %user    %nice  %system  %iowait   %steal    %idle

11:

41:

27AM    all     0.88     0.00     0.29     0.00     0.00    98.83

11:

41:

30AM    all     0.13     0.00     0.17     0.21     0.00    99.50

11:

41:

33AM    all     0.04     0.00     0.04     0.00     0.00    99.92

11:

41:

36AM    all     0.29     0.00     0.13     0.00     0.00    99.58

11:

41:

39AM    all     0.38     0.00     0.17     0.04     0.00    99.41

Average:

       all     0.34     0.00     0.16     0.05     0.00    99.45

 对上面每项的输出解释如下：

%user列显示了用户进程消耗的CPU时间百分比。

%nice列显示了运行正常进程所消耗的CPU时间百分比。

%system列显示了系统进程消耗的CPU时间百分比。

%iowait列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比

%steal列显示了在内存相对紧张的环境下pagein强制对不同的页面进行的steal操作。

%idle列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。

 这个输出是对系统整体CPU使用状况的统计，每项的输出都非常直观，并且最后一行Average是个汇总行，是上面统计信息的一个平均值。

 需要注意的一点是：

第一行的统计信息中包含了sar本身的统计消耗，所以%user列的值会偏高一点，不过，这不会对统计结果产生多大影响。

 在一个多CPU的系统中，如果程序使用了单线程，会出现这么一个现象，CPU的整体使用率不高，但是系统应用却响应缓慢，这可能是由于程序使用单线程的原因，单线程只使用一个CPU，导致这个CPU占用率为100%，无法处理其它请求，而其它的CPU却闲置，这就导致了整体CPU使用率不高，而应用缓慢现象的发生。

 针对这个问题，可以对系统的每个CPU分开查询，统计每个CPU的使用情况：

[root@webserver~]#sar-P035

Linux2.6.9-42.ELsmp（webserver）       11/29/2008     _i686_ （8CPU）

06:

29:

33PM    CPU    %user    %nice  %system  %iowait   %steal    %idle

06:

29:

36PM      0     3.00     0.00     0.33     0.00     0.00    96.67

06:

29:

39PM      0     0.67     0.00     0.33     0.00     0.00    99.00

06:

29:

42PM      0     0.00     0.00     0.33     0.00     0.00    99.67

06:

29:

45PM      0     0.67     0.00     0.33     0.00     0.00    99.00

06:

29:

48PM      0     1.00     0.00     0.33     0.33     0.00    98.34

Average:

         0     1.07     0.00     0.33     0.07     0.00    98.53

 这个输出是对系统的第一颗CPU的信息统计，需要注意的是，sar中对CPU的计数是从0开始的，因此，“sar-P035”表示对系统的第一颗CPU进行信息统计，“sar-P435”则表示对系统的第五颗CPU进行统计。

依次类推。

可以看出，上面的系统有八颗CPU。

1.3iostat命令

 iostat指令主要用于统计磁盘IO状态，但是也能查看CPU的使用信息，它的局限性是只能显示系统所有CPU的平均信息，看下面的一个输出：

[root@webserver~]#iostat -c

Linux2.6.9-42.ELsmp（webserver）       11/29/2008     _i686_ （8CPU）

avg-cpu:

 %user  %nice  %system %iowait %steal  %idle

          2.52   0.00   0.30    0.24    0.00   96.96

 在这里，我们使用了“-c”参数，只显示系统CPU的统计信息，输出中每项代表的含义与sar命令的输出项完全相同，不再详述。

1.4uptime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。

看下面的一个输出：

[root@webserver~]#uptime

 18:

52:

11up27days,19:

44, 2users, loadaverage:

0.12,0.08,0.08

这里需要注意的是loadaverage这个输出值，这三个值的大小一般不能大于系统CPU的个数，例如，本输出中系统有8个CPU,如果loadaverage的三个值长期大于8时，说明CPU很繁忙，负载很高，可能会影响系统性能，但是偶尔大于8时，倒不用担心，一般不会影响系统性能。

相反，如果loadaverage的输出值小于CPU的个数，则表示CPU还有空闲的时间片，比如本例中的输出，CPU是非常空闲的。

1.5本