Linux OS性能优化调优实践
Linux 操作系统性能优化最佳实践
Linux 系统的优化涉及到硬件配置、内核调优、进程管理、文件系统管理、网络优化等多个方面。以下是一个详细的优化指南,帮助提升 Linux 系统的性能。
1. 内核优化#
a. 调整内核参数#
-
vm.swappiness
:控制内存管理的策略,决定 Linux 使用 swap 区的频率。默认值为 60,可以根据需求调整。- 优化建议:如果系统内存充足,减少 swap 使用,可以设置为
vm.swappiness=10
。
sysctl -w vm.swappiness=10
- 优化建议:如果系统内存充足,减少 swap 使用,可以设置为
-
vm.dirty_ratio
和vm.dirty_background_ratio
:控制文件系统缓存的刷新策略,避免大量 I/O 操作发生在系统繁忙时。- 优化建议:通过调整这些参数减少 I/O 操作。
sysctl -w vm.dirty_ratio=20 sysctl -w vm.dirty_background_ratio=10
-
fs.file-max
:控制系统允许打开的最大文件数,通常用于调优大量文件操作的应用程序。- 优化建议:根据应用需求,增加最大文件句柄数。
sysctl -w fs.file-max=100000
-
net.core.somaxconn
:设置系统允许的最大连接数,用于调优高并发服务。- 优化建议:提高值以支持更多的并发连接。
sysctl -w net.core.somaxconn=1024
b. 内核参数持久化#
- 要使内核参数在重启后生效,可以将配置添加到
/etc/sysctl.conf
文件中。vm.swappiness=10 vm.dirty_ratio=20 fs.file-max=100000 net.core.somaxconn=1024
2. CPU 优化#
a. CPU 频率调节#
-
cpufrequtils
:使用cpufrequtils
工具来调整 CPU 的频率。根据负载动态调整 CPU 频率。- 优化建议:启用动态频率调整,减少 CPU 空闲时的功耗。
cpupower frequency-set --governor ondemand
-
taskset
:将进程绑定到特定 CPU 核心,以优化 CPU 负载分布。- 优化建议:确保高负载进程在多核 CPU 上均匀分布。
taskset -c 0,1 command_to_run
b. 中断优化#
irqbalance
:确保 CPU 核心平衡处理硬件中断,避免某个 CPU 核心过载。- 优化建议:启用并配置
irqbalance
服务。
systemctl enable irqbalance systemctl start irqbalance
- 优化建议:启用并配置
3. 内存优化#
a. 内存管理#
-
vm.overcommit_memory
:控制 Linux 系统如何管理内存分配,避免内存超卖。- 优化建议:根据应用需求设置为
1
,表示允许进程分配超出实际物理内存的内存。
sysctl -w vm.overcommit_memory=1
- 优化建议:根据应用需求设置为
-
vm.min_free_kbytes
:设置 Linux 系统保留的最小空闲内存,避免系统进入极度交换状态。- 优化建议:根据系统负载设置适当的值。
sysctl -w vm.min_free_kbytes=16384
b. 配置 HugePages#
- HugePages 用于大页内存的管理,能显著提高大内存应用的性能。
- 优化建议:启用 HugePages 对于需要大量内存的应用(如数据库)。
sysctl -w vm.nr_hugepages=1024
4. 磁盘和文件系统优化#
a. 文件系统类型#
- 选择合适的文件系统:对于性能要求较高的应用,选择
ext4
、XFS
或btrfs
等性能较好的文件系统。避免使用ext3
。- 优化建议:根据应用选择合适的文件系统类型,
ext4
是最常见的选择。
- 优化建议:根据应用选择合适的文件系统类型,
b. 文件系统挂载选项#
- 调整挂载选项:通过
noatime
和nodiratime
等选项优化文件系统性能,减少磁盘的写入操作。- 优化建议:将文件系统挂载为
noatime
,减少访问时间更新。
/dev/sda1 / ext4 defaults,noatime 0 1
- 优化建议:将文件系统挂载为
c. 使用 SSD 和 RAID#
-
SSD 优化:如果使用 SSD 存储,确保启用了合适的参数以最大化性能。例如,启用
discard
参数以支持 TRIM 操作。/dev/sda1 / ext4 defaults,discard 0 1
-
RAID 配置:使用 RAID 0、RAID 5 或 RAID 10 来提高磁盘读写速度。RAID 10 提供最好的性能和冗余。
- 优化建议:选择 RAID 10 对于大多数高性能场景。
d. 磁盘 I/O 优化#
- 调整 I/O 调度器:Linux 默认使用
CFQ
(完全公平队列)调度器,在某些场景下(例如数据库),使用deadline
或noop
调度器可能更合适。- 优化建议:选择合适的调度器,使用
deadline
调度器优化数据库性能。
echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler
- 优化建议:选择合适的调度器,使用
5. 网络优化#
a. 网络配置#
-
TCP 优化:
- 调整
tcp_rmem
和tcp_wmem
参数,优化网络带宽和延迟。
sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 4194304" sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 16384 4194304"
- 调整
-
调整最大连接数:增加系统支持的最大文件描述符和最大连接数。
sysctl -w net.core.somaxconn=1024 sysctl -w fs.file-max=2097152
b. 网络接口优化#
- 启用
TCP_NODELAY
:禁用 Nagle 算法,减少小数据包的延迟。- 优化建议:在高并发小数据包的应用中,启用
TCP_NODELAY
。
sysctl -w net.ipv4.tcp_nodelay=1
- 优化建议:在高并发小数据包的应用中,启用
6. 服务和进程优化#
a. 控制进程和服务#
-
禁用不必要的服务:通过
systemctl
禁用不需要的服务,减少系统资源的占用。systemctl disable apache2 systemctl stop apache2
-
进程优先级:使用
nice
和renice
命令调整进程的优先级。- 优化建议:将 CPU 密集型的进程优先级调低,I/O 密集型的进程优先级调高。
renice -n -10 -p <pid>
b. 使用 cgroups
限制资源#
- cgroups:使用 Control Groups 限制进程对 CPU、内存、I/O 等资源的使用,避免进程占用过多系统资源。
- 优化建议:使用
systemd
或cgexec
管理进程资源。
- 优化建议:使用
7. 监控与调试#
a. 性能监控工具#
top
和htop
:实时监控 CPU、内存和进程状态。htop
提供比top
更友好的界面。iotop
:监控磁盘 I/O 活动,查看哪个进程占用大量磁盘带宽。netstat
和ss
:查看网络连接情况,帮助识别网络瓶颈。
b. 日志分析#
dmesg
:查看系统启动时的内核日志,帮助识别硬件和驱动程序问题。journalctl
:通过systemd
查看系统日志,检查性能相关的警告和错误信息。
总结#
Linux 系统优化是一项复杂的任务,涉及多个领域的配置与调整。优化的具体措施应根据系统的硬件配置、应用需求和负载情况来选择。通过调整内核参数、优化内存管理、选择合适的文件系统、调整网络设置、精细化服务和进程管理等方法,可以显著提高系统性能。
持续的监控与调整是优化的关键,定期评估系统状态并进行必要的调整,以确保系统在不同负载下始终运行高效。
本文来自博客园,作者:Jas0n0ss,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/Jas0n0ss/p/18669411
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