Linux效能分析和最佳化命令介紹

導讀	CPU是作業系統穩定執行的根本，CPU的速度與效能在很大程度上決定了系統整體的效能，因此，CPU數量越多、主頻越高，伺服器效能也就相對越好。

一般網際網路的專案都是部署在 伺服器上的，如果linux伺服器出了問題，那麼我們們平時學習的高併發，穩定性之類的是沒有任何意義的，所以對linux效能的把握就顯得非常重要，當然很多同學可能覺得這些是運維同學的事情，但是我不這麼認為，不管你是架構師，還是crud boy，對專案有個全域性的掌控是一項非常重要的基本素質，所以總結了這篇文章，希望對您有用，如果您覺得我寫的還不錯，看完記得點個贊，點個再看哦。我們們廢話不用多說，直接進入正題。

CPU是作業系統穩定執行的根本，CPU的速度與效能在很大程度上決定了系統整體的效能，因此，CPU數量越多、主頻越高，伺服器效能也就相對越好。

記憶體的大小也是影響Linux效能的一個重要的因素，記憶體太小，系統程式將被阻塞，應用也將變得緩慢，甚至失去響應;記憶體太大，導致資源浪費。

磁碟的I/O效能直接影響應用程式的效能，在一個有頻繁讀寫的應用中，如果磁碟I/O效能得不到滿足，就會導致應用停滯。好在現今的磁碟都採用了很多方法來提高I/O效能，比如常見的磁碟RAID技術。

Linux下的各種應用，一般都是基於網路的，因此網路頻寬也是影響效能的一個重要因素，低速的、不穩定的網路將導致網路應用程式的訪問阻塞，而穩定、高速的網路頻寬，可以保證應用程式在網路上暢通無阻地執行。幸運的是，現在的網路一般都是千兆頻寬或光纖網路，頻寬問題對應用程式效能造成的影響也在逐步降低。

這裡需要注意的是：load average這個輸出值，這三個值的大小一般不能大於系統CPU的個數

檢視系統cpu的資訊

cat /proc/cpuinfo中的資訊

其中cpu cores即為cpu的核數

也可以用cat /proc/cpuinfo |grep "cores"|uniq直接檢視

cat /proc/cpuinfo |grep "cores"|uniq
cpu cores : 2

r表示執行和等待cpu時間片的程式數，這個值如果長期大於cpu的個數，則需要增加系統cpu

b表示等待資源的程式數

us列顯示了使用者程式消耗CPU時間百分比，us比較高的時候，說明使用者程式消耗cpu的時間多，如果長期大於50%，就需要最佳化程式和演算法

sy列顯示了核心程式消耗的cpu時間百分比，sy值較高的時候，說明核心消耗的cpu資源很多

根據經驗，us+sy的參考值為80%，如果us+sy大於 80%說明可能存在CPU資源不足。

sar命令會增加系統開銷 但是影響不大

安裝sar命令：

yum install sysstat

u顯示系統所有cpu在取樣時間內的負載狀態)圖片%user：使用者程式消耗cpu的時間百分比：

sar -u 3 5

%nice：執行正常程式所消耗cpu的百分比

%system：系統消耗cpu時間百分比

%iowait：IO等待所佔用cpu時間百分比

%steal：記憶體在相對緊張的環境下pagein強制對不同頁面進行的steal操作

%idle：cpu處在空閒時間的百分比

free -m

檢視以M為單位的記憶體使用情況

一般有這樣一個經驗公式：

應用程式可用記憶體/系統實體記憶體>70%時，表示系統記憶體資源非常充足，不影響系統效能。

應用程式可用記憶體/系統實體記憶體<20%時，表示系統記憶體資源緊缺，需要增加系統記憶體。

20%<應用程式可用記憶體/系統實體記憶體<70%時，表示系統記憶體資源基本能滿足應用需求，暫時不影響系統效能。

swpd表示切換到記憶體交換去的記憶體數量(k)，如果swpd的值不為0，或者比較大，但是si，so的值長期為0，這種情況不用擔心，不會影響效能

free表示空閒的實體記憶體數量

buffer表示buffers cache的記憶體數量，一般對裝置的讀寫才需要緩衝

cache表示page cached的記憶體數量。一般作為檔案系統cached，頻繁訪問的檔案都會被cached，如果cache值較大，說明cached的檔案較多，如果此時IO中的bi比較小，說明檔案系統效率比較好

si表示由磁碟調入記憶體，也就是記憶體進入記憶體交換區的數量

so表示由記憶體調入磁碟，也就是記憶體交換區進入記憶體的數量 一般情況下，so si的值都為0。如果si so的值長期不為0，則表示系統記憶體不足，需要增加記憶體

iostat -d 2 10

Blk_reads/s  每秒讀取的資料塊數

Blk_wrtn/s   每秒寫入的資料塊數

Blk_read     讀取的所有塊數

Blk_wrtn     寫入的所有塊數

這幾個值沒有標準 如果長期都很大 肯定是不正常的

sar -d 2 5

await 平均每次裝置I/O操作的等待時間(毫秒)

svctm 平均每次裝置I/O操作的服務時間(毫秒)

%util 一秒中有百分之幾的時間用於I/O操作

正常情況下svctm應該是小於await的，svctm的值和磁碟效能，cpu記憶體等都有關係

如果svctm的值和await的值相近表示幾乎沒有I/O等待，磁碟效能很好，如果await的值遠高於svctm，表示I/O佇列等待時間太長，系統上的應用程式將變慢，此時可以透過更換更快的硬碟來解決問題

%util越小越好，如果%util接近100%表示磁碟產生的I/O請求太多，I/O系統已經滿負載在工作，此時可以透過最佳化程式或者更換更快的磁碟來解決問題

網路效能評估

透過ping命令檢測網路的連通性。

透過netstat -i 組合檢測網路介面狀況。

透過netstat -r 組合檢測系統路由表資訊。

透過sar -n 組合顯示系統的網路執行狀態(sar -n DEV 5 3)。

常用分析：

檢視tcp連線數最多的ip：

sudo netstat -pant | grep ":22" | awk '{print $5}' | awk -F":" '{print $4}' |sort|uniq -c|sort -nr

解釋：

awk -F":" '{print $4}' 表示把結果的第4列用:號分割

sort -nr 排序，-n以數值大小排序，-r倒序，從大到小。

uniq -c 刪除重複的行，-c表示加上每行出現的次數。

netstat命令是一個監控TCP/IP網路的非常有用的工具， 它可以顯示路由表、實際的網路連線以及每一個網路介面裝置的狀態資訊。

netstat -pant

引數-p ：顯示正在使用Socket的程式識別碼和程式名稱;

引數-a ：顯示所有連線中的Socket;

引數-n ：直接使用ip地址，而不透過域名伺服器;

引數-t ：顯示TCP傳輸協議的連線狀況。

提取訪問nginx伺服器最多的10個ip。

cat access.log | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -nr | head -n10