Linux系统性能调优之性能分析

上一篇 / 下一篇  2013-03-29 17:19:07 / 个人分类:Linux

  性能调优的第一步是性能分析,下面从性能分析着手进行一些介绍,尤其对Linux性能分析工具vmstat的用法和实践进行详细介绍。
  1、性能分析的目的
  1)找出系统性能瓶颈(包括硬件瓶颈和软件瓶颈);
  2)提供性能优化的方案(升级硬件?改进系统系统结构?);
  3)达到合理的硬件和软件配置;
  4)使系统资源使用达到最大的平衡。(一般情况下系统良好运行的时候恰恰各项资源达到了一个平衡体,任何一项资源的过渡使用都会造成平衡体系破坏,从而造成系统负载极高或者响应迟缓。比如CPU过渡使用会造成大量进程等待CPU资源,系统响应变慢,等待会造成进程数增加,进程增加又会造成内存使用增加,内存耗尽又会造成虚拟内存使用,使用虚拟内存又会造成磁盘IO增加和CPU开销增加)
  2、影响性能的因素
  1)CPU(cpu的速度与性能很大一部分决定了系统整体的性能,是否使用SMP)
  2)内存(物理内存不够时会使用交换内存,使用swap会带来磁盘I0和cpu的开销)
  3)硬盘(存储系统)
  a、Raid技术使用(RAID0,RAID1,RAID5,RAID0+1)
  b、小文件读写瓶颈是磁盘的寻址(tps),大文件读写的性能瓶颈是带宽
  c、Linux可以利用空闲内存作文件系统访问的cache,因此系统内存越大存储系统的性能也越好
  4)网络带宽。
  3、性能分析的步骤
  1)对资源的使用状况进行长期的监控和数据采集(nagios、cacti)
  2)使用常见的性能分析工具(vmstat、top、free、iostat等)
  3)经验积累
  a、应用程序设计的缺陷和数据库查询的滥用最有可能导致性能问题
  b、性能瓶颈可能是因为程序差/内存不足/磁盘瓶颈,但最终表现出的结果就是CPU耗尽,系统负载极高,响应迟缓,甚至暂时失去响应
  c、物理内存不够时会使用交换内存,使用swap会带来磁盘I0和cpu的开销
  d、可能造成cpu瓶颈的问题:频繁执Perl,php,java程序生成动态web;数据库查询大量的where子句、order by/group by排序……
  e、可能造成内存瓶颈问题:高并发用户访问、系统进程多,java内存泄露……
  f、可能造成磁盘IO瓶颈问题:生成cache文件,数据库频繁更新,或者查询大表……
  4、vmstat详细介绍
  vmstat是一个很全面的性能分析工具,可以观察到系统的进程状态、内存使用、虚拟内存使用、磁盘的IO、中断、上下文切换、CPU使用等。对于 Linux 的性能分析,100%理解 vmstat 输出内容的含义,并能灵活应用,那对系统性能分析的能力就算是基本掌握了。
  下面是vmstat命令的输出结果:
  [root@monitor-www ~]# vmstat 1 5
  procs —————memory————— ——swap—— ——io—— ——system—— ——cpu——
  r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
  1 0 84780 909744 267428 1912076 0 0 20 94 0 0 2 1 95 1 0
  1 2 84780 894968 267428 1912216 0 0 0 1396 2301 11337 8 3 89 0 0
  1 0 84780 900680 267428 1912340 0 0 76 1428 1854 8082 7 2 90 0 0
  1 0 84780 902544 267432 1912548 0 0 116 928 1655 7502 7 2 92 0 0
  2 0 84780 900076 267432 1912948 0 0 180 904 1963 8703 10 3 87 0 0
  对输出解释如下:
  1)procs
  a.r列表示运行和等待CPU时间片的进程数,这个值如果长期大于系统CPU个数,就说明CPU资源不足,可以考虑增加CPU;
  b.b列表示在等待资源的进程数,比如正在等待I/O或者内存交换等。
  2)memory
  a、swpd列表示切换到内存交换区的内存数量(以KB为单位)。如果swpd的值不为0或者比较大,而且si、so的值长期为0,那么这种情况一般不用担心,不会影响系统性能;
  b、free列表示当前空闲的物理内存数量(以KB为单位);
  c、buff列表示buffers cache的内存数量,一般对块设备的读写才需要缓冲;
  d、cache列表示page cached的内存数量,一般作文件系统的cached,频繁访问的文件都会被cached。如果cached值较大,就说明cached文件数较多。如果此时IO中的bi比较小,就说明文件系统效率比较好。
  3)swap
  a、si列表示由磁盘调入内存,也就是内存进入内存交换区的数量;
  b、so列表示由内存调入磁盘,也就是内存交换区进入内存的数量
  c、一般情况下,si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则表示系统内存不足,需要考虑是否增加系统内存。
  4)IO
  a、bi列表示从块设备读入的数据总量(即读磁盘,单位KB/秒)
  b、bo列表示写入到块设备的数据总量(即写磁盘,单位KB/秒)
  这里设置的bi+bo参考值为1000,如果超过1000,而且wa值比较大,则表示系统磁盘IO性能瓶颈。
  5)system
  a、in列表示在某一时间间隔中观察到的每秒设备中断数;
  b、cs列表示每秒产生的上下文切换次数。
  上面这两个值越大,会看到内核消耗的CPU时间就越多。
  6)CPU
  a、us列显示了用户进程消耗CPU的时间百分比。us的值比较高时,说明用户进程消耗的CPU时间多,如果长期大于50%,需要考虑优化程序啥的。
  b、sy列显示了内核进程消耗CPU的时间百分比。sy的值比较高时,就说明内核消耗的CPU时间多;如果us+sy超过80%,就说明CPU的资源存在不足。
  c、id列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比;
  d、wa列表示IO等待所占的CPU时间百分比。wa值越高,说明IO等待越严重。如果wa值超过20%,说明IO等待严重。
  e、st列一般不关注,虚拟机占用的时间百分比。 (Linux 2.6.11)

原文出自【比特网】:http://soft.chinabyte.com/os/470/12570470.shtml

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