运维工程师高频面试——Linux系统性能优化思路（一）

       Linux服务器主机性能优化是运维工程师面试常考常新的主题，首先我们要清楚影响Linux性能的各种因素，包括硬件资源、 硬件资源方面，如果是动态web应用、mail服务等都是较为消耗CPU资源的，需要使用多核CPU与超线程技术；内存方面需要较好把控物理内存与swap的取舍，比如可以对内核参数进行设置，让大数据业务使用固定物理内存，限制使用swap内存的容量；如无特殊需求，需要选择主流的64位操作系统，需要充分redis、hbase、mongodb等消耗内存的数据库。关于磁盘IO资源，使用raid10可以兼具raid0、raid1的优势，对高频访问数据使用SSD硬盘存储，对冷备份数据可以使用磁盘存储，以兼顾性能和成本。网络设备一般选择万兆网卡，操作系统考虑使用双网卡绑定运行的方式，减轻单块网卡的流量负载。 操作系统方面，除了需要对磁盘合理分区，raid设置、swap设置以外，对内核参数进行优化是杀手锏，比如通过ulimit -n设置系统最大文件打开数，ulimit -u设置系统最大用户数等，文件系统优化方面，尽量使用ext4格式和xfs格式，前者支持无线子目录，可以快速fsck，后者能够提供较高性能运行效率。 常用的linux性能优化工具： （1）vmstat(系统默认自带) 使用vmstat命令可以对操作系统内存信息、进程状态、CPU活动等主要指标进行监控， 例如下面是vmstat命令在某个系统上的输出结果：

[root@liguo110 ~]# 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
 1  0    264  92240   2108 306500    0    0    17     2   71  170  0  0 100  0  0
 0  0    264  92216   2108 306500    0    0     0     0  134  327  0  0 100  0  0
 1  0    264  92216   2108 306500    0    0     0     0  121  311  0  0 100  0  0

procs:
r列表示运行和等待分配cpu时间片的进程数，这个值长期大于系统CPU 的个数， 说明CPU资源不足，需要增加 CPU解决进程等待问题。b列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、内存交换等。
memory:
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值不为0，或者比较大，只要si、so的值长期为0，不会影响系统性能。
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。
cache列表示page cached的内存数量，作为文件系统cached，频繁访问的文件都会被放入cached，如果cache 值较大，说明其中的文件数较多，如果此时IO中的bi比较小，说明文件系统运行效率比较好。  
swap:
si列表示由磁盘调入内存，就是内存进入内存交换区的数量。so列表示从内存调入磁盘。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，需要增加系统内存。
IO 项显示磁盘读写状况：Bi列表示从块设备读入数据的总量（即读磁盘）。Bo 列表示写入到块设备的数据总量（即写磁盘）。
system:
显示采集间隔内发生的中断数,in列表示在某个时间间隔观测到的每秒设备中断数,cs列表示每秒产生的上下文切换次数。这2个值越大，内核消耗的CPU时间越多。
CPU:
CPU的使用状态,us 列显示了用户进程消耗的 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，如果长期大于50%，需要考虑优化程序或算法。sy列显示内核进程消耗的CPU时间百分比。Sy的值较高，说明内核消耗的CPU资源很多。Sy的值较高，说明内核消耗的CPU资源很多。id列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。wa 列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比。wa值越高，说明IO等待越严重。造成IO等待的原因可能是磁盘大量随机读写，也可能是磁盘或者磁盘控制器的带宽瓶颈造成的。
在对 CPU 的评估中，需要重点注意的是procs项、r列的值；CPU项中us、 sy和id列的值。