Linux 服务器性能优化：性能监控，系统性能调优，进程优先级，内核升级全解析

Linux 服务器性能优化：性能监控，系统性能调优，进程优先级，内核升级全解析

一、影响Linux服务器性能的核心因素及监控方式

影响服务器性能的关键因素主要包括CPU、内存、磁盘I/O、网络，各因素的监控命令及指标如下：

1. CPU

• 基础信息查看：

  • cat /proc/cpuinfo：查看CPU详细信息（核心数、型号等）。
  • lscpu：以更直观的格式展示CPU架构信息。

• 负载监控：

• uptime：查看1分钟、5分钟、15分钟内的CPU平均负载。

  [root@ etc]# uptime
   18:22:58 up  7:50,  2 users,  load average: 0.01, 0.02, 0.05
  
  

• 全面性能监控（vmstat）：
  命令：vmstat（输出系统整体性能统计），关键指标包括：

  

  • procs：
    • r：等待运行的进程数（数值过高说明CPU繁忙）。
    • b：非中断休眠状态的进程数（通常与I/O相关）。
  • memory：
    • swpd：虚拟内存使用量。
    • free：空闲内存。
    • buff：缓冲（临时存储即将写入磁盘的数据）。
    • cache：缓存（临时存储从磁盘读取的数据）。
  • swap：
    • si：从磁盘交换到内存的页数量（频繁交换说明内存不足）。
    • so：从内存交换到磁盘的页数量。
  • IO：
    • bi：写入块设备的块数。
    • bo：从块设备读取的块数。
  • system：
    • in：每秒中断数。
    • cs：每秒上下文切换次数（过高可能导致CPU开销大）。
  • cpu：
    • us：用户进程占用CPU的百分比。
    • sy：内核进程占用CPU的百分比。
    • id：CPU空闲时间百分比（过低说明CPU负载高）。
    • wa：I/O等待占用CPU的百分比（过高说明磁盘I/O瓶颈）。
    • st：等待I/O时消耗的CPU时间（通常与虚拟化相关）。

2. 内存

• 监控命令：
  • top：实时查看进程内存占用（按M键按内存使用率排序）。
  • free -m（或-g）：以MB（或GB）为单位显示内存使用情况（总内存、已用、空闲、缓冲/缓存）。

3. 磁盘I/O

• 监控命令（需安装sysstat工具）：
  • iostat -d：查看磁盘I/O统计，关键指标：
    • tps：每秒发送到磁盘的I/O请求数。
    • kB_read/s：每秒读取的数据量（KB）。
    • kB_wrtn/s：每秒写入的数据量（KB）。
    • kB_read：累计读取的数据总量。
    • kB_wrtn：累计写入的数据总量。

4. 网络

• 基础监控命令：

  • ping：测试网络连通性。
  • ss -tnl：查看TCP监听端口（类似netstat，更高效）。

  

  • netstat -tulnp：查看TCP/UDP端口及对应进程（t：TCP，u：UDP，l：监听，n：数字格式，p：进程）。

二、系统性能调优（基于tuned工具）

tuned通过静态/动态调优调整系统设置，适配不同场景：

• 核心命令：

  • tuned-adm list：列出所有可用调优配置文件。
  • tuned-adm active：查看当前激活的配置文件。
  • tuned-adm profile <配置文件>：切换到指定配置文件。
  • tuned-adm recommend：推荐适合当前系统的配置文件。
  • tuned-adm off：关闭tuned调优。

• 常用配置文件及作用：

  • balanced：平衡节能与性能（默认推荐）。
  • desktop：优化交互式应用响应速度（基于balanced）。
  • throughput-performance：最大化系统吞吐量。
  • latency-performance：牺牲部分性能换取低延迟。
  • network-latency：低网络延迟（基于latency-performance）。
  • network-throughput：最大化网络吞吐量（基于throughput-performance）。
  • powersave：优先节能。
  • virtual-guest：虚拟机（客户机）性能优化。
  • virtual-host：虚拟化主机性能优化。

三、进程优先级调整（nice值）

• nice值范围：-20（最高优先级）~19（最低优先级），默认值为0（继承父进程）。

  • 优先级：nice值越低，优先级越高（越不易让出CPU）；反之则越低。

• 权限限制：

  • 普通用户：仅能提高自己进程的nice值（降低优先级），无法修改其他用户进程。
  • root用户：可任意调整所有进程的nice值（提高或降低优先级）。

• 相关命令：

  • 查看进程nice值（按nice降序排序）：ps axo pid,comm,nice --sort=-nice。
  • 查看指定进程的nice值：ps -o pid,comm,nice <进程ID>。
  • 调整进程优先级：renice -n <nice值> <进程ID>（如renice -n 19 1234降低进程1234的优先级）。

四、Linux内核优化

1. 内核版本管理

• 升级内核：rpm -ivh kernel-<版本>.rpm（需对应系统架构的内核包）。
• 查看内核版本：uname -r（如3.10.0-957.el7.x86_64）。
• 版本号组成：主版本号.次版本号.末版本号-修订号（次版本号：偶数为稳定版，奇数为开发版）。

2. 内核模块管理

• 查看加载的模块：lsmod | grep <模块名>（如lsmod | grep xfs）。
• 查看模块信息：modinfo <模块名>（如modinfo xfs）。
• 加载模块：modprobe <模块名>（如modprobe ext4）。
• 卸载模块：modprobe -r <模块名>（如modprobe -r ext4）。

3. 内核参数配置（sysctl）

• 开启IP转发（用于路由/网关）：

  1. 编辑配置文件：vim /etc/sysctl.conf，添加net.ipv4.ip_forward = 1。
  2. 生效配置：sysctl -p /etc/sysctl.conf。

• 禁止ICMP（禁ping）：

  1. 编辑配置文件：vim /etc/sysctl.conf，添加net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1。

2. 生效配置：sysctl -p /etc/sysctl.conf。

• 禁止ICMP（禁ping）：
  1. 编辑配置文件：vim /etc/sysctl.conf，添加net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1。
  2. 生效配置：sysctl -p /etc/sysctl.conf。