Linux服务器性能查看分析调优（转）

Linux服务器性能查看分析调优（转）

一：linux服务器性能查看

1.1 cpu性能查看

1、查看物理cpu个数：

cat /proc/cpuinfo |grep “physical id”|sort|uniq|wc -l

2、查看每个物理cpu中的core个数：

cat /proc/cpuinfo |grep “cpu cores”|wc -l

3、逻辑cpu的个数：

cat /proc/cpuinfo |grep “processor”|wc -l

物理cpu个数核数=逻辑cpu个数（不支持超线程技术的情况下）*

1.2 内存查看

1、查看内存使用情况：单位默认是KB,但你加了-m参数,就是以MB显示了

#free -m
            total         used       free     shared    buffers     cached
Mem:        3949          2519       1430          0        189       1619
-/+ buffers/cache:        710       3239
Swap:       3576          0       3576 

total：内存总数
used：已经使用的内存数（包含实际使用的和cached，属于虚假占用）
free：空闲内存数
shared：多个进程共享的内存总额

• buffers/cache：(真正已用)的内存数，即used-buffers-cached

• buffers/cache：(真正可用)的内存数，即free+buffers+cached

Buffer Cache用于针对磁盘块的读写；
Page Cache用于针对文件inode的读写，这些Cache能有效地缩短I/O系统调用的时间。

对操作系统来说free/used是系统可用/占用的内存；
对应用程序来说-/+ buffers/cache是可用/占用内存,因为buffers/cache很快就会被使用。
我们工作时候应该从应用角度来看。

1.3 硬盘查看

1、查看硬盘及分区信息：

fdisk -l

分为三个区，一个根分区，一个主分区，一个swap分区

2、查看文件系统的磁盘空间占用情况：

df -h

3、查看硬盘的I/O性能（每隔一秒显示一次，显示5次）：

iostat -dmxt 1 5
iostat是含在套装systat中的,可以用yum -y install systat来安装。
常关注的参数：
如%util接近100%,说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。
如idle小于70%，I/O的压力就比较大了，说明读取进程中有较多的wait。

4、查看linux系统中某目录的大小：

du -sh /root
如发现某个分区空间接近用完，可以进入该分区的挂载点，用以下命令找出占用空间最多的文件或目录，然后按照从大到小的顺序，找出系统中占用最多空间的前10个文件或目录：
du -cksh *|sort -rn |head -n 10

1.4 查看平均负载

有时候系统响应很慢，但又找不到原因，这时就要查看平均负载了，看它是否有大量的进程在排队等待。
最简单的命令：
uptime–查看过去的1分钟、5分钟和15分钟内进程队列中的平均进程数量。
还有动态命令top
我们只关心以下部分：
top - 21:33:09 up 1:00, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05
如果每个逻辑cpu当前的活动进程不大于3，则系统性能良好；
如果每个逻辑cpu当前的活动进程不大于4，表示可以接受；
如果每个逻辑cpu当前的活动进程大于5，则系统性能问题严重。
一般计算方法：负载值/逻辑cpu个数
还可以结合vmstat -t 1 命令来判断系统是否繁忙，其中：
procs
r：等待运行的进程数。
b：处在非中断睡眠状态的进程数。
w：被交换出去的可运行的进程数。

memeory
swpd：虚拟内存使用情况，单位为KB。
free：空闲的内存，单位为KB。
buff：被用来作为缓存的内存数，单位为KB。

swap
si：从磁盘交换到内存的交换页数量，单位为KB。
so：从内存交换到磁盘的交换页数量，单位为KB。

io
bi：发送到块设备的块数，单位为KB。
bo：从块设备接受的块数，单位为KB。

system
in：每秒的中断数，包括时钟中断。
cs：每秒的环境切换次数。

cpu
按cpu的总使用百分比来显示。
us：cpu使用时间。
sy：cpu系统使用时间。
id：闲置时间。

1.5 其他参数

查看内核版本号：
uname -a

简化命令：uname -r

查看系统是32位还是64位的：
file /sbin/init

查看发行版：
cat /etc/issue
或lsb_release -a

查看系统已载入的相关模块：
lsmod

查看pci设置：
lspci

二 Linux服务器性能评估

2.1.1 影响Linux服务器性能的因素

1. 操作系统级

CPU
内存
磁盘I/O带宽
网络I/O带宽

2. 程序应用级

2.1.2 系统性能评估标准

影响性能因素	好	坏	糟糕
CPU	user% + sys%< 70%	user% + sys%<= 85%	user% + sys% >=90%
内存	Swap In（si）＝0 Swap Out（so）＝0	Per CPU with 10 page/s	More Swap In & Swap Out
磁盘	iowait % < 20%	iowait % =35%	iowait % >= 50%

其中：
%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

2.1.3 系统性能分析工具

1.常用系统命令

Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等

2.常用组合方式

vmstat、sar、iostat检测是否是CPU瓶颈
free、vmstat检测是否是内存瓶颈
iostat检测是否是磁盘I/O瓶颈
netstat检测是否是网络带宽瓶颈

2.1.4 Linux性能评估与优化

系统整体性能评估（uptime命令）
uptime
16:38:00 up 118 days, 3:01, 5 users,load average: 1.22, 1.02, 0.91
注意：
● load average三值大小一般不能大于系统CPU的个数。
系统有8个CPU,如load average三值长期大于8，说明CPU很繁忙，负载很高，可能会影响系统性能。
● 但偶尔大于8，一般不会影响系统性能。
● 如load average输出值小于CPU个数，则表示CPU有空闲时间片，比如本例中的输出，CPU是非常空闲的

2.2.1 CPU性能评估

1.利用vmstat命令监控系统CPU

显示系统各种资源之间相关性能简要信息，主要看CPU负载情况。
下面是vmstat命令在某个系统的输出结果：
[root@node1 ~]#vmstat 2 3
procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —–cpu——

r b swpd freebuff cache si so bi bo incs us sy idwa st

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0

0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0

Procs
r–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–在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。

CPU
us
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
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.利用sar命令监控系统CPU

sar对系统每方面进行单独统计，但会增加系统开销，不过开销可以评估，对系统的统计结果不会有很大影响。
下面是sar命令对某个系统的CPU统计输出：
[root@webserver ~]# sar -u 3 5

Linux
2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/28/2008_i686_
(8 CPU)

11:41:24 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle

11:41:27 AM all 0.88 0.00 0.29 0.00 0.00 98.83

11:41:30 AM all 0.13 0.00 0.17 0.21 0.00 99.50
Average: all 0.34 0.00 0.16 0.05 0.00 99.45
输出解释如下：
%user列显示了用户进程消耗的CPU 时间百分比。
%nice列显示了运行正常进程所消耗的CPU 时间百分比。
%system列显示了系统进程消耗的CPU时间百分比。
%iowait列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比
%steal列显示了在内存相对紧张的环境下pagein强制对不同的页面进行的steal操作 。
%idle列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。

问题
你是否遇到过系统CPU整体利用率不高，而应用缓慢的现象？
在一个多CPU的系统中，如果程序使用了单线程，会出现这么一个现象，CPU的整体使用率不高，但是系统应用却响应缓慢，这可能是由于程序使用单线程的原因，单线程只使用一个CPU，导致这个CPU占用率为100%，无法处理其它请求，而其它的CPU却闲置，这就导致了整体CPU使用率不高，而应用缓慢现象的发生。

2.3.1 内存性能评估

1.利用free指令监控内存

free是监控Linux内存使用状况最常用的指令，看下面的一个输出：
#free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 3949 2519 1430 0 189 1619
-/+ buffers/cache: 710 3239
Swap: 3576 0 3576

total：内存总数
used：已经使用的内存数
free：空闲内存数
shared：多个进程共享的内存总额

• buffers/cache：(已用)的内存数，即used-buffers-cached

• buffers/cache：(可用)的内存数，即free+buffers+cached

经验公式：
应用程序可用内存/系统物理内存>70%，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%，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%，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

2.利用vmstat命令监控内存
[root@node1~]# vmstat 2 3
procs -----------memory---------- —swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
0 0 977504 644064 634644 27706608 0 0 0 40 0 0 5 0 94 1 0
0 0 977504 643924 634644 27706728 0 0 0 172 1045 873 1 0 99 0 0
2 0 977504 643812 634644 27706736 0 0 0 64 963 815 0 0 99 0 0

memory
swpd–已使用swap的空间大小.（k为单位)。如swpd值偶尔非0，不影响系统性能
free–当前空闲的物理内存数量（k为单位）
buff–buffers cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲
cache–page cached的内存数量
一般作为文件系统cached，频繁访问的文件都会被cached，如cache值较大，说明cached的文件数较多，如果此时IO中bi比较小，说明文件系统效率比较好。
swap
si–由磁盘调入内存，也就是内存进入内存交换区的数量。
so–由内存调入磁盘，也就是内存交换区进入内存的数量。
si、so的值长期不为0，表示系统内存不足。需增加系统内存。
bi:从磁盘读数据,这个值是一个比率,即每秒读了多少BLOCK.
bo:写数据到磁盘,这个值是一个比率,即每秒写了多少BLOCK.
in:每秒中断的次数.
cs:每秒转换上下文的次数.

2.4.1磁盘I/O性能评估

1.磁盘存储基础

频繁访问的文件或数据尽可能用内存读写代替直接磁盘I/O，效率高千倍。
将经常进行读写的文件与长期不变的文件独立出来，分别放置到不同的磁盘设备上。
对于写操作频繁的数据，可以考虑使用裸设备代替文件系统。
裸设备优点：
数据可直接读写，不需经过操作系统级缓存，节省内存资源，避免内存资源争用;
避免文件系统级维护开销，如文件系统需维护超级块、I-node等;
避免了操作系统cache预读功能，减少了I/O请求
使用裸设备的缺点是：
数据管理、空间管理不灵活，需要很专业的人来操作。

2.利用iostat评估磁盘性能

[root@datasources10 tmp]# iostat -dmxt 2 3    (m代表以MB为单位)
Linux 2.6.32-696.el6.x86_64 (datasources10) 	02/26/2019 	_x86_64_	(12 CPU)
Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s     rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda             0.10     89.46     0.15   30.43     0.00     0.47    31.60      0.11     3.64    7.68    3.62   0.65   1.98

解释如下：
rrqm/s每秒进行merge的读操作数目。
wrqm/s每秒进行merge的写操作数目。
r/s每秒完成的读I/O设备次数。
w/s每秒完成的写I/O设备次数。
rsec/s每秒读扇区数。
wsec/s每秒写扇区数（每个扇区512字节）。
rkB/s每秒读K字节数。
wkB/s每秒写K字节数。
avgrq-sz平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。
avgqu-sz平均I/O队列长度。
await平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒)。
svctm平均每次设备I/O操作的服务时间(毫秒)。
%util一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作，或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的。
● await：每一个IO请求的处理的平均时间（单位是毫秒）。这里可以理解为IO的响应时间，一般地系统IO响应时间应该低于5ms，如果大于10ms就比较大了。
● %util：在统计时间内所有处理IO时间，除以总共统计时间。例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒在处理IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/1 = 80%，所以该参数暗示了设备的繁忙程度。一般地，如果该参数是100%表示设备已经接近满负荷运行了（当然如果是多磁盘，即使%util是100%，因为磁盘的并发能力，所以磁盘使用未必就到了瓶颈）。

3.利用sar评估磁盘性能

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@webserver ~]# sar -d 2 3

Linux
 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/30/2008_i686_
 (8 CPU)

11:09:33 PM DEV    tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

11:09:35 PM dev8-0 0.00 0.00     0.00     0.00    0.00     0.00   0.00 0.00

11:09:35 PM DEV  tps rd_sec/swr_sec/savgrq-sz  avgqu-sz await svctm %util

11:09:37 PM dev8-0 1.00 0.00 12.00 12.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Average: DEV tps rd_sec/swr_sec/savgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

Average: dev8-0 1.00 0.00 19.97 20.00 0.00 0.33 0.17 0.02

参数含义：
await–平均每次设备I/O操作等待时间（毫秒）
svctm–平均每次设备I/O操作的服务时间（毫秒）
%util–一秒中有百分之几的时间用于I/O操作
对磁盘IO性能评判标准：
正常svctm应小于await值，而svctm和磁盘性能有关，CPU、内存负荷也会对svctm值造成影响，过多的请求也会间接的导致svctm值的增加。
await值取决svctm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–衡量磁盘I/O重要指标，
如%util接近100%，表示磁盘产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷工作，该磁盘可能存在瓶颈。
可优化程序或者 通过更换 更高、更快的磁盘。

2.5.1. 网络性能评估

（1）通过ping命令检测网络的连通性
（2）通过netstat –i组合检测网络接口状况
（3）通过netstat –r组合检测系统的路由表信息
（4）通过sar –n组合显示系统的网络运行状态

对于网络问题可以用netstat命令进行分析：

netstat -m
查看有多少对mbufs的请求被拒绝，必要时调整thewall值。

netstat -s
查看各个网络协议的统计数据，如IP, TCP, UDP 等

netstat -v
查看块网卡的S/W Trans_Q overflow及 S/W Trans_Q 队列中最多的包是多少。
如果传输队列中有溢出的现象，则应调整网卡的设置。

netstat -I en0 1
查看以太网接口en0及整个系统的网络数据流量。

lsattr -El ent0
查看以太网卡ent0的设置信息，尤其是网卡的速度设置。通常自适应（auto_negotiation）
会带来性能问题。应该把网卡及其对应的交换机端口设定在固定的速率，如100MB半双工。

no -a
查看网络选项，如thewall值的设置等。

三 Linux服务器性能调优

1.为磁盘I/O调整Linux内核电梯算法

选择文件系统后，该算法可以平衡低延迟需求，收集足够数据，有效组织对磁盘读写请求。

2.禁用不必要的守护进程，节省内存和CPU资源

许多守护进程或服务通常非必需，消耗宝贵内存和CPU时间。将服务器置于险地。
禁用可加快启动时间，释放内存。

减少CPU要处理的进程数
一些应被禁用的Linux守护进程，默认自动运行：
序号 守护进程 描述
1 Apmd 高级电源管理守护进程
2 Nfslock 用于NFS文件锁定
3 Isdn ISDN Moderm支持
4 Autofs 在后台自动挂载文件系统(如自动挂载CD-ROM)
5 Sendmail 邮件传输代理
6 Xfs X Window的字体服务器