Linux性能优化实战：开篇+平均负载

摘 学习笔记：

开篇

性能指标概念：高并发 => 吞吐 响应快 => 延时

该概念是从应用负载的角度出发：Application ▹Libraries▹System Call▹Linux Kernel ▹Drive

与之对应的是系统资源视角出发 ：Drive▹Linux Kernel ▹System Call ▹Libraries ▹Application

性能指标的评判有以上二种常用的角度

 

接着六步

1.选择性能指标评估应用和系统的性能

2.为应用和系统设定性能目标

3.进行性能基准测试

4.性能分析定位瓶颈

5.优化系统和应用程序

6.性能监控和告警

六步总结，从正确的角度出发，设定目标（性能优化不是漫无目的的），基准测试（了解现有系统应用的运行时情况），根据情况分析瓶颈，优化它，设置监控和告警（其实可以再扩展比如达到一定的负载，采取降级等操作）

 

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工具图谱

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思维导图

 

 

 

 

一、什么是平均负载

正确定义：单位时间内，系统中处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数。

错误定义：单位时间内的cpu使用率。

可运行状态的进程：正在使用cpu或者正在等待cpu的进程，即ps aux命令下STAT处于R状态的进程。

不可中断状态的进程：处于内核态关键流程中的进程，且不可被打断，如等待硬件设备IO响应，ps命令D状态的进程。

理想状态：每个cpu上都有一个活跃进程，即平均负载数等于cpu数。

过载经验值：平均负载高于cpu数量70%的时候。

 

 

二、相关命令

cpu核数: lscpu、 grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l

显示平均负载：uptime、top，显示的顺序是最近1分钟、5分钟、15分钟，从此可以看出平均负载的趋势

watch -d uptime: -d会高亮显示变化的区域

strees: 压测命令，--cpu cpu压测选项，-i io压测选项，-c 进程数压测选项，--timeout 执行时间

mpstat: 多核cpu性能分析工具，-P ALL监视所有cpu

pidstat: 进程性能分析工具，-u 显示cpu利用率

 

三、平均负载与cpu使用率的区别

CPU使用率：单位时间内cpu繁忙情况的统计

情况1：CPU密集型进程，CPU使用率和平均负载基本一致

情况2：IO密集型进程，平均负载升高，CPU使用率不一定升高

情况3：大量等待CPU的进程调度，平均负载升高，CPU使用率也升高

 

四、平均负载过高时，如何调优

工具：stress、sysstat，yum即可安装

1. CPU密集型进程case：

mpstat -P ALL 5: -P ALL表示监控所有CPU，5表示每5秒刷新一次数据，观察是否有某个cpu的%usr会很高，但iowait应很低

pidstat -u 5 1：每5秒输出一组数据，观察哪个进程%cpu很高，但是%wait很低，极有可能就是这个进程导致cpu飚高

2. IO密集型进程case：

mpstat -P ALL 5: 观察是否有某个cpu的%iowait很高，同时%usr也较高

pidstat -u 5 1：观察哪个进程%wait较高，同时%CPU也较高

3. 大量进程case：

pidstat -u 5 1：观察那些%wait较高的进程是否有很多

 

五、其他推荐工具和命令

htop看负载，更直接（在F2配置中勾选所有开关项，打开颜色区分功能），不同的负载会用不同的颜色标识。比如cpu密集型的应用，它的负载颜色是绿色偏高，iowait的操作，它的负载颜色是红色偏高等等，根据这些指标再用htop的sort就很容易定位到有问题的进程。

atop命令，好像是基于sar的统计生成的报告，直接就把有问题的进程标红了，更直观。

 

六、其他问题

现在大多数CPU有超线程能力，在计算和评估平均负载的时候，CPU的核数并不是指物理核数，而是指超线程功能的逻辑核数。