Linux性能分析調優工具介紹

一、經常使用性能分析工具
1）CPU性能分析工具
vmstat
ps
sar
time
strace
pstree
top

2）Memory性能分析工具
vmstat
strace
top
ipcs
ipcrm
cat /proc/meminfo
cat /proc/slabinfo
cat /proc/ /maps

3）I/O性能分析工具
vmstat
ipstat
repquota
quotacheck

4）Network性能分析工具
ifconfig
ethereal
tethereal
iptraf
iwconfig
nfsstat
mrtg
ntop
netstat
cat /proc/sys/net

二、Linux性能調優工具
   當經過上述工具及命令，咱們發現了應用的性能瓶頸之後，咱們能夠經過如下工具或者命令來進行性能的調整。
1）CPU性能調優工具
nice / renic
sysctl

2）Memory性能調優工具
swapon
ulimit
sysctl

3）I/O性能調優工具
edquota
quoton
sysctl
boot line:
elevator=

4）Network性能調優工具
ifconfig
iwconfig
sysctl

三、CPU性能調整
   當一個系統的CPU空閒時間或者等待時間小於5%時，咱們就能夠認爲系統的CPU資源耗盡，咱們應該對CPU進行性能調整。
CPU性能調整方法：
編輯/proc/sys/kernel/中的文件，修改內核參數。
#cd /proc/sys/kernel/
# ls /proc/sys/kernel/
acct hotplug panic real-root-dev
cad_pid modprobe panic_on_oops sem
cap-bound msgmax pid_max shmall
core_pattern msgmnb powersave-nap shmmax
core_uses_pid msgmni print-fatal-signals shmmni
ctrl-alt-del ngroups_max printk suid_dumpable
domainname osrelease printk_ratelimit sysrq
exec-shield ostype printk_ratelimit_burst tainted
exec-shield-randomize overflowgid pty threads-max
hostname overflowuid random version
通常可能須要編輯的是pid_max和threads-max，以下：
# sysctl kernel.threads-max
kernel.threads-max = 8192
# sysctl kernel.threads-max=10000
kernel.threads-max = 10000

 

四、Memory性能調整
當一個應用系統的內存資源出現下面的狀況時，咱們認爲須要進行Memory性能調整：頁面頻繁換進換出;缺乏非活動頁。例如在使用vmstat命令時發現，memory的cache使用率很是低，而swap的si或者so則有比較高的數據值時，應該警戒內存的性能問題。
Memory性能調整方法：
1）關閉非核心的服務進程。
相關的方法請見CPU性能調整部分。

2）修改/proc/sys/vm/下的系統參數。
# ls /proc/sys/vm/
block_dump laptop_mode nr_pdflush_threads
dirty_background_ratio legacy_va_layout overcommit_memory
dirty_expire_centisecs lower_zone_protection overcommit_ratio
dirty_ratio max_map_count page-cluster
dirty_writeback_centisecs min_free_kbytes swappiness
hugetlb_shm_group nr_hugepages vfs_cache_pressure
# sysctl vm.min_free_kbytes
vm.min_free_kbytes = 1024
# sysctl -w vm.min_free_kbytes=2508
vm.min_free_kbytes = 2508
# cat /etc/sysctl.conf
…
vm.min_free_kbytes=2058
…

3）配置系統的swap交換分區等於或者2倍於物理內存。
# free
total used free shared buffers cached
Mem: 987656 970240 17416 0 63324 742400
-/+ buffers/cache: 164516 823140
Swap: 1998840 150272 1848568

五、I/O性能調整
系統出現如下狀況時，咱們認爲該系統存在I/O性能問題：系統等待I/O的時間超過50%;一個設備的平均隊列長度大於5。咱們能夠經過諸如vmstat等命令，查看CPU的wa等待時間，以獲得系統是否存在I/O性能問題的準確信息。
I/O性能調整方法：
1）修改I/O調度算法。
Linux已知的I/O調試算法有4種：
deadline – Deadline I/O scheduler
as – Anticipatory I/O scheduler
cfq – Complete Fair Queuing scheduler
noop – Noop I/O scheduler
能夠編輯/etc/yaboot.conf文件修改參數elevator獲得。
# vi /etc/yaboot.conf
image=/vmlinuz-2.6.9-11.EL
label=linux
read-only
initrd=/initrd-2.6.9-11.EL.img
root=/dev/VolGroup00/LogVol00
append=」elevator=cfq rhgb quiet」

2）文件系統調整。
對於文件系統的調整，有幾個公認的準則：將I/O負載相對平均的分配到全部可用的磁盤上;選擇合適的文件系統，Linux內核支持reiserfs、ext二、ext三、jfs、xfs等文件系統;
# mkfs -t reiserfs -j /dev/sdc1
文件系統即便在創建後，自己也能夠經過命令調優;
tune2fs (ext2/ext3)
reiserfstune (reiserfs)
jfs_tune (jfs)

3）文件系統Mount時可加入選項noatime、nodiratime。
# vi /etc/fstab
…
/dev/sdb1 /backup reiserfs acl, user_xattr, noatime, nodiratime 1 1

4）調整塊設備的READAHEAD，調大RA值。
[root@overflowuid ~]# blockdev –report
RO RA SSZ BSZ StartSec Size Device
…
rw 256 512 4096 0 71096640 /dev/sdb
rw 256 512 4096 32 71094240 /dev/sdb1
[root@overflowuid ~]# blockdev –setra 2048 /dev/sdb1
[root@overflowuid ~]# blockdev –report
RO RA SSZ BSZ StartSec Size Device
…
rw 2048 512 4096 0 71096640 /dev/sdb
rw 2048 512 4096 32 71094240 /dev/sdb1

六、Network性能調整
一個應用系統出現以下狀況時，咱們認爲該系統存在網絡性能問題：網絡接口的吞吐量小於指望值;出現大量的丟包現象;出現大量的衝突現象。
Network性能調整方法：
1）調整網卡的參數。
# ethtool eth0
Settings for eth0:
Supported ports: [ TP ]
Supported link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
1000baseT/Full
Supports auto-negotiation: Yes
Advertised link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
1000baseT/Full
Advertised auto-negotiation: Yes
Speed: 100Mb/s
Duplex: Half
Port: Twisted Pair
PHYAD: 0
Transceiver: internal
Auto-negotiation: on
Supports Wake-on: d
Wake-on: d
Current message level: 0×00000007 (7)
Link detected: yes
#ethtool -s eth0 duplex full
#ifconfig eth0 mtu 9000 up

2）增長網絡緩衝區和包的隊列。
# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_mem
196608 262144 393216
# cat /proc/sys/net/core/rmem_default
135168
# cat /proc/sys/net/core/rmem_max
131071
# cat /proc/sys/net/core/wmem_default
135168
# cat /proc/sys/net/core/wmem_max
131071
# cat /proc/sys/net/core/optmem_max
20480
# cat /proc/sys/net/core/netdev_max_backlog
300
# sysctl net.core.rmem_max
net.core.rmem_max = 131071
# sysctl -w net.core.rmem_max=135168
net.core.rmem_max = 135168

3)調整Webserving。
# sysctl net.ipv4.tcp_tw_reuse
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 0
# sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# sysctl net.ipv4.tcp_tw_recycle
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0
# sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

 

iperf：網絡帶寬測量工具 ipcs：報告進程間通訊設施狀態，關於當前活動消息隊列、共享內存段、信號量、遠程隊列和本地隊列標題。 ipcrm：刪除消息隊列、信號集、或者共享內存標識 quota：磁盤管理命令。顯示磁盤使用狀況和限額 repquota：磁盤管理命令。報告磁盤空間限制的情況，清楚得知每位用戶或每一個羣組已使用多少空間 edquota：磁盤管理命令。編輯用戶或羣組的quota quotacheck：磁盤管理命令。檢查磁盤的使用空間與限制，執行quotacheck指令，掃描掛入系統的分區，並在各分區的文件系統根目錄下產生quota.user和quota.group文件，設置用戶和羣組的磁盤空間限制。 quoton：磁盤管理命令。啓動系統quota限制硬盤使用空間 sysctl：配置與顯示在/proc/sys目錄中的內核參數。一個容許您改變正在運行中的Linux系統的接口。它包含一些 TCP/IP 堆棧和虛擬內存系統的高級選項， 這可讓有經驗的管理員提升引人注目的系統性能。用sysctl能夠讀取設置超過五百個系統變量。基於這點，sysctl(8) 提供兩個功能：讀取和修改系統設置。可使用sysctl修改系統變量，也能夠經過編輯sysctl.conf文件來修改系統變量。 tethereal：相似tcpdump的抓包工具 iptraf：網絡流量實時監控工具 nfsstat：查看NFS服務器狀態，顯示關於NFS和到內核的遠程過程調用（RPC）接口的統計信息，也可使用該命令從新初始化該信息 mrtg：監控網絡鏈路流量負載的工具軟件，經過snmp協議獲得設備的流量信息，並將流量負載以包含PNG格式的圖形的HTML 文檔方式顯示給用戶，以很是直觀的形式顯示流量負載 ntop：監控網絡流量工具，同時提供命令行輸入和web頁面，可應用於嵌入式web服務 mkswap：設置交換區(swap area)，可將磁盤分區或文件設爲Linux的交換區 swapon：激活/開啓swap swapoff：關閉swap ulimit：控制/限定shell程序的資源