Linux性能优化笔记

| May 31, 2019| Linux
linux 性能优化笔记

linux 性能优化图

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一、 CPU

系统平均负载

uptime
 10:49:50 up 149 days, 22:43,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05

10:49:50 //当前时间
up 149 days, 22:43 //系统运行时间
2 users          // 正在登陆用户数

CPU 统计
grep 'model name' /proc/cpuinfo |wc -l
或者
nproc
或者
lscpu

安装stress 和sysstat

yum  install  http://download-ib01.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/Packages/s/stress-1.0.4-16.el7.x86_64.rpm
stress 是一个linux 系统压力测试工具，模拟系统负载较高时场景
     -c 产生n个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根
     -i 产生n个进程，每个进程反复sync()将内存上

CPU 高使用的工具

负载高的时候可以使用以下工具查看

mpstat 是一个常用的linux 性能分析工具，用来实时查看每个CPU 的性能指标，以及所有CPU 的平均指标
      -P{|ALL} 表示监控哪个CPU，在0，CPU 个数-1 中取值
      internal:相邻两个采样的间隔时间
      count: 采样的次数，count 只能和delay 一起使用      
mpstat -P ALL 1  间隔为1s 

pidstat 查看进程CPU 使用情况
pidstat -u 5 1  观察

平均负载

简单来说，平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和CPU使用率并没有直接关系

可运行状态的进程

所谓可运行状态的进程，是指正在使用CPU或者正在等待CPU的进程，也就是我们常用ps 命令看到的，处于R 状态(Running或者Runnable)的进程

平均负载与CPU 使用率的关系

平均负载是指单位时间内处于可运行状态和不可中断状态的进程数。所以它不仅包括了正在使用CPU的进程，好包括等待CPU和等待IO的进程。而CPU使用率，是单位时间内CPU繁忙情况的统计，跟平均负载并不一定完全对应，比如：
​ CPU 密集型进程，使用大量CPU会导致平均负载升高，此时这两者是一致。
​ IO密集型进程，等待IO 也会导致平均负载升高，但CPU使用率不一定很高
​ 大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载升高，此时的CPU使用率也会比较高
  1. 不可中断状态的进程
不可中断状态的进程是处于内核态关键流程中的进程，且这些流程是不可打断的，比如常见的是等待硬件设备的IO响应，也就是我们在ps命令中看到的D 状态的进程。比如当一个进程向磁盘写数据时，为了保证数据的一致性，在得到磁盘回复前，它是不能被其他进程中断打断的，这时进程就处于不可中断状态。所以，不可中断状态实际是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。
平均负载其实就是平均活跃进程数，平均活跃进程数，直观上的理解就是单位时间内的活跃进程数，但它实际上是活跃进程数的指数衰减平均值。那么最理想的，就是每个CPU上都刚好运行着一个进程，这样每个CPU 都得到充分利用，

案例

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使用top 查看CPU 消耗

image-20190605155526856

top

%CPU 状态信息

user  用户控件占用CPU 百分比

system  内核空间占用CPU 百分比

nice  改变过优先级的进程占用CPU 的百分比

idle   空闲CPU 百分比

iowait IO等待占用CPU 的百分比

hi  硬中断(Harware IRQ) 占用CPU的百分比

si  软中断(Software interrupts) 占用CPU百分比

PID 4872 这个进程可疑

在这里机器被重启之后进程改变为1258

yum install psmisc  -y  安装的是pstree

image-20190605161931908

top -H -p 1258 查看出线程 
yum install gdb  -y

gdb attch 1258

image-20190605162959643

image-20190605163028512

输出线程

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pstack 显示进程的栈跟踪

pstack  1258

进程和线程的区别

进程是资源分配和执行的基本单位;线程是任务调度和运行的基本单位。线程没有资源，进程给指针提供虚拟内存、栈、变量等共享资源，而线程可以共享进程的资源。

查看系统的上下文切换

vmstat
每隔3s输出一组数据
cs(context  switch) 表示每秒上下文切换次数
in(interrupt) 表示每秒中断的次数
 r(running of runnable)表示就绪队列的长度，也就是正在运行和等待CPU的进程数
 b(Blocked) 表示处于不可中断睡眠状态的进程数

故障解决工具使用:

如果top 查看某个进程使用的CPU 高，可以使用pidstat 查看进程使用

pidstat -p

如果进程不断重启的话，创建新进程的话使用

pstree 查看父进程

perf 用来分析CPU 性能分析

perf record -g 等待15s 后按Ctrl+C 退出，然后运行perf report 查看报告

进程的状态

使用top 会看到进程显示的状态

R 是Running 或者Runnable 的缩写，表示进程在CPU 的就绪队列中，正在运行或者正在等待运行

D 是Disk Sleep的缩写，也就是不可中断状态睡眠(Uninterruptible Sleep),一般表示进程正在跟硬件交互，并且交互过程不允许被其他进程或中断打断

Z 是Zombie 的缩写，表示僵尸进程，也就是已经结束了，父进程没有回收它的资源

S 是Interruptible Sleep 的缩写，也就是中断状态睡眠，表示进程因为等待某个事件而被系统挂起，当进程等待事件发生时，它会被唤醒并进入R 状态

I 是ldle的缩写，也就是空闲状态，用在不可中断睡眠的内核线上，

iowait 升高

iowait 升高需要先使用dstat、pidstat 等工具查看CPU和I/O 这两种资源的使用情况

linux中的软中断

查看软中断和内核线程

cat /proc/softirqs 查看软中断运行情况

cat /proc/interrupts 查看硬中断的运行情况

 cat /proc/softirqs 
                    CPU0       CPU1       CPU2       CPU3       
          HI:          0          0          2          0
       TIMER:  246520371  287657513  276025689  471741036
      NET_TX:       5813       7255      10618      11953
      NET_RX:    8457973   11947129   12194105 2090436989
       BLOCK:          0          0          0          0
BLOCK_IOPOLL:          0          0          0          0
     TASKLET:         98        154        163        156
       SCHED:   95782931   95760089   90090419  123126076
     HRTIMER:          0          0          0          0
         RCU:  179145718  200933026  196728001  293878650
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