Linux 性能优化笔记

分享根据《Linux性能优化》课程图片整理的笔记。

前言

实验环境：ubuntu 18.04、切换至root权限下操作

查看命令详细使用方法，可以：man xxx
提及到路径的话，一般可以 cat /x/xx/xxx
提及到工具的话，如果没安装，可以：apt-get install xxx

性能指标	工具	说明
平均负载	uptime top	uptime最简单； top提供了更全的指标
系统整体CPU使用率	vmstat mpstat top sar /proc/stat	top、vmstat、mpstat只可以动态查看， /proc/stat/是其他性能工具的数据来源
进程CPU使用率	top pidstat ps htop atop	top和ps可以按CPU使用率给进程排序，而pidstat只显示实际用了CPU的进程 htop和atop以不同颜色显示更为直观
系统上下文切换	vmstat	除了上下文切换次数，还提供运行状态和不可中断状态进程的数量
进程上下文切换	pidstat	注意加上-w 选项
软中断	top /proc/softirqs mpstat	top提供软中断CPU使用率，而/proc/softirqs和mpstat提供了各种软中断在每个CPU上的运行次数
硬中断	vmstat /proc/interrupts	vmstat提供总的中断次数，而/proc/interrupts提供各种中断在每个CPU上运行的累积次数
网络	dstat sar tcpdump	dstat和sar提供总的网络接收和发送情况，而tcpdump则是动态抓取正在进行的网络通讯
I/O	dstat sar	dstat和sar都提供了I/O的整体情况
CPU个数	/proc/cpuinfo lscpu	lscpu更直观
事件剖析	perf execsnoop	perf可以用来分析CPU的缓存以及内核调用链，execsnoop用来监控短时进程

性能工具	CUP性能指标
uptime	平均负载
top	平均负载、运行队列、整体的CPU使用率以及每个进程的状态和 CPU使用率
htop	top增强版，以不同颜色区分不同类型的进程，更直观
atop	CPU、内存、磁盘和网络等各种资源的全面监控
vmstat	系统整体的CPU使用率、上下文切换次数、中断次数、还包括处于运行和不可中断状态的进程数量
mpstat	每个CPU的使用率和软中断次数
pidstat	进程和线程的CPU使用率、中断上下文切换次数
/proc/softirqs	软中断类型和在每个CPU上的累积中断次数
/proc/interrupts	硬中断类型和在每个CPU上的累积中断次数
ps	每个进程的状态和CPU使用率
pstree	进程的父子关系
dstat	系统整体的CPU使用率
sar	系统的整体CPU使用率，包括可配置的历史数据
strace	进程的系统调用
perf	CPU性能事件剖析，如调用链分析、CPU缓存、CPU调度
execsnoop	监控短时进程

性能工具	内存指标
free /proc/meninfo	系统已用、可用、剩余内存以及缓存和缓冲区的使用量
top ps	进程虚拟、常驻、共享内存以及缺页异常
vmstat	系统剩余内存、缓存、缓冲区、换入、换出
sar	系统部分内存换页情况、内存使用率、缓存和缓冲区用量以及Swap
cachestat	系统缓存和缓冲区的命中率
cachetop	进程缓存和缓冲区的命中率
slabtop	系统Slab缓存使用情况
/proc/pid/status	进程Swap内存等
/proc/pid/smaps pmap	进程地址空间和内存状态
valgrind	进程内存错误检查器，用来检测内存初始化、泄漏、越界访问等各种内存错误
memleak	内存泄漏检测
pcstat	查看指定文件的缓存情况

性能指标	工具	说明
文件系统空间容量、使用量以及剩余空间	df	详细文档见 info coreutils ‘df invocation’
索引结点容量、使用量以及剩余量	df	使用 -i 选项
页面缓存和可回收Slab缓存	/proc/meminfo sar、vmstat	使用 sar -r 选项
缓冲区	/proc/meminfo sar、vmstat	使用 sar -r 选项
目录项、索引节点以及文件系统的缓存	/proc/slabinfo slabtop	slabtop更直观
磁盘I/O使用率、IOPS、吞吐量、响应时间、I/O平均大小以及等待队列长度	iostat sar、dstat	使用 iostat -d -x 或 sar -d 选项
进程I/O大小以及I/O延迟	pidstat iotop	使用 pidstat -d 选项
块设备I/O事件跟踪	blktrace	示例：blktrace -d /dev/sda -o- （管道符） blkparse -i-
进程I/O系统调用跟踪	strace	通过系统调用跟踪进程的I/O
进程块设备I/O大小跟踪	biosnoop biotop	需要安装bcc软件包

性能工具	性能指标
iostat	磁盘I/O使用率、IOPS、吞吐量、响应时间、I/O平均大小以及等待队列长度
pidstat	进程I/O大小以及I/O延迟
sar	磁盘I/O使用率、IOPS、吞吐量以及响应时间
dstat	磁盘I/O、IPOS以及吞吐量
iotop	按I/O大小对进程排序
slabtop	目录项、索引结点以及文件系统的缓存
/proc/slabinfo	目录项、索引结点以及文件系统的缓存
/proc/meminfo	页缓存和可回收Slab缓存
/proc/diskstats	磁盘的IOPS、吞吐量以及延迟
/proc/pid/io	进程IOPS、I/O大小以及I/O延迟
vmstat	缓存和缓冲区用量汇总
blktrace	跟踪块设备I/O事件
biosnoop	跟踪进程的块设备I/O大小
biotop	跟踪进程的并按I/O大小排序
strace	跟踪进程的I/O系统调用
perf	跟踪内核中的I/O事件
df	磁盘空间和索引结点使用量和剩余量
mount	文件系统的挂载路径以及挂载参数
du	目录占用的磁盘空间大小
tune2fs	显示和设置文件系统参数
hdparam	显示和设置磁盘参数

性能工具	主要功能
ifconfig ip	配置和查看网络接口
ss	查看网络连接数
sar /proc/net/dev/sys/class/net/eth0/statistics	查看网络接口的收发情况
nethogs	查看进程的网络收发情况
iftop	查看IP的网络收发情况
ethool	查看和配置网络接口
conntrack	查看和管理连接跟踪状况
nslookup dig	排查DNS解析问题
mtr route traceroute	查看路由并测试链路信息
ping hping3	测试网络延迟
tcpdump	网络抓包工具
Wireshark	网络抓包和图形界面分析工具
iptables	配置和管理防火墙及NAT规则
perf	剖析内核协议栈的性能
systemtap bcc	动态追踪内核协议栈的行为

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行” 。在此，提供本人实践的课程案例，希望对你有帮助。