关于linux系统调优这一篇文章就够了

作为运维工程师来讲，最主要的工作保障：企业门户网站、业务系统、应用程序、软件高效稳定的运行，密切关注业务系统、操作系统性能，对业务系统、操作系统实施性能优化，使其发挥最大的性能；

影响Linux服务器、业务网站等性能因素有哪些层面呢？下面我们就一起看看如何调优吧

[](()1.影响服务器性能因素

---

• 1.操作系统方面

1.内存

2.CPU

3.磁盘I/O

4.网络I/O带宽

• 2.程序应用方面

1.Nginx

2.Mysql

3.Tomcat

4.PHP

5.应用程序代码

[](()2.系统性能评估标准

---

• %user：表示CPU处在用户模式下的时间百分比。

• %sys：表示CPU处在[系统](()模式下的时间百分比。

• %iowait：表示CPU等待输入输出完成时间的百分比。

• swap in：即si，表示虚拟内存的页导入，即从SWAP DISK交换到RAM

• swap out：即so，表示虚拟内存的页导出，即从RAM交换到SWAP DISK。

• 如图：

[](()3.系统性能分析工具

---

• 3.1常用命令

vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top、iftop

• 3.2常用系统性能组合分析命令

top、uptime 检查系统整体的负载、承受能力；

vmstat、sar、iostat 、top 检测是否是CPU瓶颈；

free、vmstat 检测是否是内存瓶颈；

iostat、iotop 检测是否是磁盘I/O瓶颈；

netstat、iftop 检测是否是网络带宽瓶颈。

[](()4.linux 性能评估与优化

---

[](()4.1 系统整体性能评估

• uptime 命令（查看系统负载）

[root@localhost ~]# uptime

04:15:24 up 2 days, 13:05, 1 user, load average: 0.01, 0.02, 0.05

[root@localhost ~]#

现在时间、系统已经运行了多长时间、目前有多少登录用户、load average:系统在过去的1分钟、5分钟和15分钟内的平均负载。

load average: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load average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。

[root@localhost ~]# uptime -p #以漂亮的格式显示机器正常运行的时间

up 2 days, 13 hours, 9 minutes

[root@localhost ~]# uptime -s #系统自开始运行时间 年-月-日 小时-分钟-秒

2021-06-08 15:09:34

[root@localhost ~]# uptime -h #显示帮助信息

服务器1： load average: 0.15, 0.08, 0.01 1核

服务器2： load average: 4**.15,** 6**.08,** 6**.01** 1核

服务器3： load average: 10**.15,** 10**.08,** 10**.01** 4核

答案：服务器2

如果服务器的CPU为1核心，则load average中的数字 >=3 负载过高，如果服务器的CPU为4核心，则load

average中的数字 >=12 负载过高。

经验：单核心，1分钟的系统平均负载不要超过3，就可以，这是个经验值

[](()4.2 CPU性能评估

• 1.vmstat 命令(监控系统CPU)

[root@localhost ~]# vmstat

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

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

1 0 0 3059368 2104 230268 0 0 0 0 28 26 0 0 100 0 0

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。

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。

• 2.top命令(实时监控系统CPU)

[root@localhost ~]# top

top - 04:50:43 up 2 days, 13:41, 1 user, load average: 0.10, 0.06, 0.06

Tasks: 102 total, 1 running, 101 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

%Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st

KiB Mem : 3865308 total, 2912528 free, 573852 used, 378928 buff/cache

KiB Swap: 524284 total, 524284 free, 0 used. 3028580 avail Mem

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

38151 root 20 0 0 0 0 S 0.3 0.0 0:01.93 kworker/0:0

1 root 20 0 125332 3828 2496 S 0.0 0.1 0:04.48 systemd

2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.33 kthreadd

top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，常用于服务端性能分析。

第一行数据相当于uptime命令输出。11:00:54是当前时间，up 54 days,23:55 是系统已经运行的时间，6 users表示当前有6个用户在登录，load average：16.32，18.75，21.04分别表示系统一分钟平均负载，5分钟平均负载，15分钟平均负载。

平均负载

平均负载表示的平均活跃进程数，包括正在running的进程数，准备running（就绪态）的进程数，和处于不可中断睡眠状态的进程数。如果平均负载数刚好等于CPU核数，那证明每个核都能得到很好的利用，如果平均负载数大于核数证明系统处于过载的状态，通常认为是超过核数的70%认为是严重过载，需要关注。还需结合1分钟平均负载，5分钟平均负载，15分钟平均负载看负载的趋势，如果1分钟负载比较高，5分钟和15分钟的平均负载都比较低，则说明是瞬间升高，需要观察。如果三个值都很高则需要关注下是否某个进程在疯狂消耗CPU或者有频繁的IO操作，也有可能是系统运行的进程太多，频繁的进程切换导致。比如说上面的演示环境是一台8核的centos机器，证明系统是长期处于过载状态在运行。

第二行的Tasks信息展示的系统运行的整体进程数量和状态信息。102 total 表示系统现在一共有102个用户进程，1 running 1个进程正在处于running状态，101 sleeping 表示101 个进程正处于sleeping状态，0 stopped 表示 0 个进程正处于stopped状态，0 zombie表示 有0个僵尸进程。

第3行的%Cpu(s)表示的是总体CPU使用情况。

us user 表示用户态的CPU时间比例

sy system 表示内核态的CPU时间比例

ni nice 表示运行低优先级进程的CPU时间比例

id idle 表示空闲CPU时间比例

wa iowait 表示处于IO等待的CPU时间比例

hi hard interrupt 表示处理硬中断的CPU时间比例

si soft interrupt 表示处理软中断的CPU时间比例

st steal 表示当前系统运行在虚拟机中的时候，被其他虚拟机占用的CPU时间比例。

第4，5行显示的是系统内存使用情况。单位是KiB。totol 表示总内存，free 表示没使用过的内容，used是已经使用的内存。buff表示用于读写磁盘缓存的内存，cache表示用于读写文件缓存的内存。avail表示可用的应用内存。

第6行开始往后表示的是具体的每个进程状态：

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

PID 进程ID

USER 进程所有者的用户名，例如root

PR 进程调度优先级

NI 进程nice值（优先级），越小的值代表越高的优先级

VIRT 进程使用的虚拟内存

RES 进程使用的物理内存（不包括共享内存）

SHR 进程使用的共享内存

CPU 进程使用的CPU占比

MEM 进程使用的内存占比

TIME 进程启动后到现在所用的全部CPU时间

COMMAND 进程的启动命令（默认只显示二进制，top -c能够显示命令行和启动参数）

[](()4.3 内存性能评估

• free指令监控内存

[root@localhost ~]# free -m

total used free shared buff/cache available

Mem: 3774 560 2844 8 370 2957

Swap: 511 0 511

[root@localhost ~]#

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。

[](()4.4 磁盘I/O性能评估

• iostat命令

iostat被用于监视系统输入输出设备和CPU的使用情况。它的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出CPU使用情况。

[root@localhost ~]# iostat

-bash: iostat: command not found

[root@localhost ~]# yum -y install sysstat

[root@localhost ~]# iostat -d 1 10 #没隔1秒，持续10次

Linux 3.10.0-693.el7.x86_64 (localhost.localdomain) 06/11/2021 x86_64 (2 CPU)

Device: tps kB_read/s kB_wrtn/s kB_read kB_wrtn

sda 0.08 1.36 0.66 304530 146757

scd0 0.00 0.00 0.00 1028 0

dm-0 0.00 0.01 0.00 2228 0

对上面每项的输出解释如下：

kB_read/s表示每秒读取的数据块数。

kB_wrtn/s表示每秒写入的数据块数。

kB_read表示读取的所有块数。

kB_wrtn表示写入的所有块数。

可以通过kB_read/s和kB_wrtn/s的值对磁盘的读写性能有一个基本的了解，如果kB_wrtn/s值很大，表示磁盘的写操作很频繁，可以考虑优化磁盘或者优化程序，如果kB_read/s值很大，表示磁盘直接读取操作很多，可以将读取的数据放入内存中进行操作。

• sar 命令系统运行状态统计

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

[root@localhost ~]# sar -d 2 6

Linux 3.10.0-693.el7.x86_64 (localhost.localdomain) 06/11/2021 x86_64 (2 CPU)

05:46:58 AM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

05:47:00 AM dev8-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

05:47:00 AM dev11-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

05:47:00 AM dev253-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

需要关注的几个参数含义：

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）。

%util表示一秒中有百分之几的时间用于I/O操作。

对以磁盘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值的大小一般取决与svctm的值和I/O队列长度以及I/O请求模式，如果svctm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。

%util项的值也是衡量磁盘I/O的一个重要指标，如果%util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。

[](()4.5 网络性能评估

• 常用命令

通过ping命令 检测网络的连通性；

通过netstat –i 组合检测网络接口状况；

通过netstat –r组合 检测系统的路由表信息；

通过sar -n组合 显示系统的网络运行状态；

通过iftop -i eth0 查看网卡流量；

fping 检测主机是否存在

• iftop 命令

iftop是一款实时流量监控工具,监控TCP/IP连接等,缺点就是无报表功能。必须以root身份才能运行

[root@localhost ~]# yum -y install iftop

[root@localhost ~]# iftop #默认监控第一块网卡的流量

[root@localhost ~]# iftop -i ens33 #指定监控ens33网卡流量

[root@localhost ~]# iftop -n #直接显示IP, 不进行DNS反解析

• fping 命令

检测192.168.1.1到192.168.1.10之间的主机是否存在：

[root@localhost ~]# fping -a -g 192.168.1.1 192.168.1.10

检测192.168.1.1/24的主机是否存在：

[root@localhost ~]# fping -a -g 192.168.1.1/24

将IP列表放在一个文件里面，通过读取文件来检测列表里的主机是否存在：

[root@localhost ~]# fping -a -f ip.txt

检测www.baidu.com是否存在：

[root@localhost ~]# fping www.baidu.com

[](()5.系统优化实战

---

[](()5.1找出系统中使用CP 《一线大厂Java面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 U最多的进程

• 方法1

运行top ， 找出使用CPU最多的进程 ，按大写的P，可以按CPU使用率来排序显示

• 方法2

按照实际使用CPU，从大到小排序显示所有进程列表

[root@localhost ~]# ps -aux --sort -pcpu | more

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

root 647 0.1 0.1 305032 6196 ? Ssl Jun08 4:11 /usr/bin/vmtoolsd

root 1 0.0 0.0 125332 3844 ? Ss Jun08 0:04 /usr/lib/systemd/system

d --switched-root --system --deserialize 21

root 2 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:00 [kthreadd]

root 3 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:00 [ksoftirqd/0]

root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< Jun08 0:00 [kworker/0:0H]

root 6 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:02 [kworker/u256:0]

root 7 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:01 [migration/0]

root 8 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:00 [rcu_bh]

root 9 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:20 [rcu_sched]

root 10 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:02 [watchdog/0]

root 11 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:02 [watchdog/1]

root 12 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:01 [migration/1]

root 13 0.0 0.0 0 0 ? S Jun08 0:00 [ksoftirqd/1]

root 15 0.0 0.0 0 0 ? S< Jun08 0:00 [kworker/1:0H]

注: -pcpu 可以显示出进程绝对路径，方便找出木马程序运行的路径

[](()5.2 找出系统中使用内存最多的进程

• 方法1

使用top命令

运行top ， 然后按下大写的M 可以按内存使用率来排序显示

• 方法2

按照实际使用内存，从大到小排序显示所有进程列表

[root@localhost ~]# ps -aux --sort -rss | more 降序

[root@localhost ~]# ps -aux --sort rss | more 升序

[root@localhost ~]# ps -aux --sort -rss | more

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

mysql 31977 0.0 11.8 1183068 456476 ? Sl Jun10 0:16 /usr/local/mysql55/bin/

mysqld --basedir=/usr/local/mysql55 --datadir=/data/mysql --plugin-dir=/usr/local/mysql55

/lib/plugin --user=mysql --log-error=/data/mysql/localhost.localdomain.err --pid-file=/da

ta/mysql/localhost.localdomain.pid

root 901 0.0 0.4 562428 16576 ? Ssl Jun08 0:32 /usr/bin/python -Es /us

r/sbin/tuned -l -P

root 911 0.0 0.3 610356 13988 ? Ssl Jun08 0:00 /usr/sbin/libvirtd

polkitd 661 0.0 0.2 534264 10184 ? Ssl Jun08 0:00 /usr/lib/polkit-1/polki

td --no-debug

root 663 0.0 0.2 695264 9332 ? Ssl Jun08 0:21 /usr/sbin/NetworkManage

r --no-daemon

root 645 0.0 0.2 212120 8588 ? Ssl Jun08 0:17 /usr/sbin/rsyslogd -n

root 464 0.0 0.1 36828 6548 ? Ss Jun08 0:09 /usr/lib/systemd/system

d-journald