Linux服务器性能优化
性能的几个维度
1、CPU
vmstat
- 命令简介
vmstat(Virtual Memory Statistics 虚拟内存统计) 命令用来显示Linux系统虚拟内存状态，也可以报告关于进程、内存、I/O等系统整体运行状态。
- 用法
vmstat [-a] [-n] [-t] [-S unit] [delay [ count]]
vmstat [-s] [-n] [-S unit]
vmstat [-m] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-d] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-p disk partition] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-f]
vmstat [-V]
- 选项
-a：显示活跃和非活跃内存
-f：显示从系统启动至今的fork数量 。
-m：显示slabinfo
-n：只在开始时显示一次各字段名称。
-s：显示内存相关统计信息及多种系统活动数量。
delay：刷新时间间隔。如果不指定，只显示一条结果。
count：刷新次数。如果不指定刷新次数，但指定了刷新时间间隔，这时刷新次数为无穷。
-d：显示磁盘相关统计信息。
-p：显示指定磁盘分区统计信息
-S：使用指定单位显示。参数有 k 、K 、m 、M ，分别代表1000、1024、1000000、1048576字节（byte）。默认单位为K（1024 bytes）
-V：显示vmstat版本信息。
d. 字段含义说明
| 类别 |
项目 |
含义 |
说明 |
| Procs（进程） |
r |
等待执行的任务数 |
展示了正在执行和等待cpu资源的任务个数。当这个值超过了cpu个数，就会出现cpu瓶颈。 |
| B |
等待IO的进程数量 |
|
|
| Memory(内存) |
swpd |
正在使用虚拟的内存大小，单位k |
|
| free |
空闲内存大小 |
|
|
| buff |
已用的buff大小，对块设备的读写进行缓冲 |
|
|
| cache |
已用的cache大小，文件系统的cache |
|
|
| inact |
非活跃内存大小，即被标明可回收的内存，区别于free和active |
具体含义见：概念补充（当使用-a选项时显示） |
|
| active |
活跃的内存大小 |
具体含义见：概念补充（当使用-a选项时显示） |
|
| Swap |
si |
每秒从交换区写入内存的大小（单位：kb/s） |
|
| so |
每秒从内存写到交换区的大小 |
|
|
| IO |
bi |
每秒读取的块数（读磁盘） |
现在的Linux版本块的大小为1024bytes |
| bo |
每秒写入的块数（写磁盘） |
|
|
| system |
in |
每秒中断数，包括时钟中断 |
这两个值越大，会看到由内核消耗的cpu时间会越多 |
| cs |
每秒上下文切换数 |
||
| CPU（以百分比表示） |
Us |
用户进程执行消耗cpu时间(user time) |
us的值比较高时，说明用户进程消耗的cpu时间多，但是如果长期超过50%的使用，那么我们就该考虑优化程序算法或其他措施了 |
| Sy |
系统进程消耗cpu时间(system time) |
sys的值过高时，说明系统内核消耗的cpu资源多，这个不是良性的表现，我们应该检查原因。 |
|
| Id |
空闲时间(包括IO等待时间) |
|
|
| wa |
等待IO时间 |
Wa过高时，说明io等待比较严重，这可能是由于磁盘大量随机访问造成的，也有可能是磁盘的带宽出现瓶颈。 |
d. 常见问题处理
如果r经常大于4，且id经常少于40，表示cpu的负荷很重。
如果pi，po长期不等于0，表示内存不足。
如果disk经常不等于0，且在b中的队列大于3，表示io性能不好。
1) 如果在processes中运行的序列(process r)是连续的大于在系统中的CPU的个数表示系统现在运行比较慢,有多数的进程等待CPU。
2) 如果r的输出数大于系统中可用CPU个数的4倍的话,则系统面临着CPU短缺的问题,或者是CPU的速率过低,系统中有多数的进程在等待CPU,造成系统中进程运行过慢。
3) 如果空闲时间(cpu id)持续为0并且系统时间(cpu sy)是用户时间的两倍(cpu us)系统则面临着CPU资源的短缺。
解决办法:
当发生以上问题的时候请先调整应用程序对CPU的占用情况.使得应用程序能够更有效的使用CPU.同时可以考虑增加更多的CPU. 关于CPU的使用情况还可以结合mpstat, ps aux top prstat –a等等一些相应的命令来综合考虑关于具体的CPU的使用情况,和那些进程在占用大量的CPU时间.一般情况下，应用程序的问题会比较大一些.比如一些sql语句不合理等等都会造成这样的现象.
内存问题现象:
内存的瓶颈是由scan rate (sr)来决定的.scan rate是通过每秒的始终算法来进行页扫描的.如果scan rate(sr)连续的大于每秒200页则表示可能存在内存缺陷.同样的如果page项中的pi和po这两栏表示每秒页面的调入的页数和每秒调出的页数.如果该值经常为非零值,也有可能存在内存的瓶颈,当然,如果个别的时候不为0的话,属于正常的页面调度这个是虚拟内存的主要原理.
解决办法:
1.调节applications & servers使得对内存和cache的使用更加有效.
2.增加系统的内存.
3. Implement priority paging in s in pre solaris 8 versions by adding line "set priority paging=1" in /etc/system. Remove this line if upgrading from Solaris 7 to 8 & retaining old /etc/system file.
关于内存的使用情况还可以结ps aux top prstat –a等等一些相应的命令来综合考虑关于具体的内存的使用情况,和那些进程在占用大量的内存.一般情况下，如果内存的占用率比较高,但是,CPU的占用很低的时候,可以考虑是有很多的应用程序占用了内存没有释放,但是,并没有占用CPU时间,可以考虑应用程序,对于未占用CPU时间和一些后台的程序,释放内存的占用。
top
PID: 进程描述符
USER： 进程的拥有者
PRI：进程的优先级
NI： nice level
SIZE: 进程拥有的内存（包括code segment + data segment + stack segment）
RSS: 物理内存使用
VIRT（virtul memory usage）: 进程需要的虚拟内存大小
RES(resident memory usage)： 常驻内存
SHARE: 和其他进程共享的物理内存空间
STAT：进程的状态，有 S=sleeping，R=running，T=stopped or traced，D=interruptible sleep（不可中断的睡眠状态），Z=zombie。
%CPU： CPU使用率
%MEM： 物理内存的使用
TIME： 进程占用的总共cpu时间
COMMAND：进程的命令
2、IO
iostat 
rrqm/s：队列中每秒钟合并的读请求数量
wrqm/s：队列中每秒钟合并的写请求数量
r/s：每秒钟完成的读请求数量
w/s：每秒钟完成的写请求数量
rsec/s：每秒钟读取的扇区数量
wsec/s：每秒钟写入的扇区数量
avgrq-sz：平均请求扇区的大小
avgqu-sz：平均请求队列的长度
await：平均每次请求的等待时间
svctm：平均每次请求的服务时间
util：设备的利用率
3、Memory
free
a.命令描述
free - 显示系统已用及空余物理内存量、交换分区使用情况（swap memory）、内核占用的缓存、及共享内存。其命令形式为 free + options(可多个参数)。
b.参数
第一类单位参数：
1)、 -b, –bytes， 以Byte为单位显示内存使用情况
2)、 -k, –kilo， 以KB为单位， 这也是默认值
3)、 -m, –mega， 以MB为单位显示内容使用情况
4)、 -g, –giga， 以GB为单位显示内存使用情况
第二类参数：
1)、 -h, –human， 自动将数值转换为人类易读形式
2)、 -c, –count， 展示结果count次，需与-s配合使用
3)、 -s, –seconds， 动态刷新内存使用情况的间隔
c．选项
第一行：
total：表示 总计物理内存的大小。
used：表示 已使用多少。
free：表示 可用内存多少。
Shared：表示多个进程共享的内存总额。
Buffers/cached：表示 磁盘缓存的大小
第二行：
(-buffers/cache) used内存数：第一部分Mem行中的 used – buffers – cached (+buffers/cache) free内存数: 第一部分Mem行中的 free + buffers + cached
可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存，而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。
第三行：
交换分区的使用情况。如果交换分区使用完了，就要注意是否要加内存，或者内存泄漏了。