Linux 性能调优

在 Linux 系统上进行性能调优时，通常需要从多个方面入手。可以针对 CPU、内存、磁盘 I/O、网络以及系统进程进行优化，以提高系统的整体性能。以下是一些常见的 Linux 性能调优方法和工具，帮助你提高系统效率。

1. CPU 调优

1.1. 监控 CPU 使用

使用 top 或 htop 查看当前的 CPU 使用情况和各个进程的资源消耗。
使用 mpstat 查看多核 CPU 使用情况：
```
mpstat -P ALL 1
```

1.2. 调整 CPU 调度

Linux 调度器使用 CFS (Completely Fair Scheduler)，你可以调整它的参数：
- 调整进程优先级：通过 nice 和 renice 可以调整进程的优先级，优先级越低，进程获取 CPU 的机会越多。
```
renice -n -10 -p <pid>
```
- taskset：绑定特定进程到特定的 CPU 核心，以减少进程切换开销。
```
taskset -c 0-3 <command>  # 将进程绑定到 0-3 核心
```

2. 内存调优

2.1. 监控内存使用

使用 free、top、htop 或 vmstat 命令查看系统的内存使用情况：

free -m   # 查看以MB为单位的内存使用情况
vmstat 1  # 每秒报告一次内存、CPU和I/O信息

2.2. 调整 Swap 使用

如果内存不足，系统会使用 Swap 分区，但过度使用 Swap 可能导致性能下降。可以通过调整 swappiness 参数来控制 Swap 使用频率。
```
cat /proc/sys/vm/swappiness  # 查看当前 swappiness 值
sudo sysctl vm.swappiness=10  # 将 swappiness 设置为 10，减少使用 Swap
```

2.3. 释放缓存

可以手动释放内存缓存（应谨慎使用）：

sync && echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches

3. 磁盘 I/O 调优

3.1. 监控磁盘 I/O

使用 iostat 或 iotop 查看磁盘 I/O 性能：

iostat -x 1  # 每秒查看磁盘 I/O 使用情况
iotop         # 实时查看 I/O 使用最多的进程

3.2. 调整 I/O 调度算法

不同的 I/O 调度算法适合不同的场景，可以使用 cfq、deadline 或 noop 来优化性能。
- 查看当前磁盘的调度算法：
```
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
```
- 切换 I/O 调度算法：
```
echo deadline | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler
```

3.3. 调整文件系统

使用支持更高性能的文件系统，例如 XFS 或 ext4。对于数据库应用，禁用文件系统的 atime 和 diratime 可以减少磁盘 I/O。
```
mount -o remount,noatime /  # 禁用 atime
```

3.4. 使用 RAID 或 SSD

使用 RAID 提高磁盘的并行读写能力，或直接使用 SSD 磁盘，能够显著提升 I/O 性能。

4. 网络调优

4.1. 监控网络流量

使用 ifstat、iftop 或 nload 监控实时的网络流量。
```
iftop  # 查看实时流量信息
```

4.2. 调整网络缓冲区

调整网络缓冲区大小以提高网络性能：

sudo sysctl -w net.core.rmem_max=16777216  # 调整接收缓冲区
sudo sysctl -w net.core.wmem_max=16777216  # 调整发送缓冲区

4.3. 启用 TCP BBR 拥塞控制算法

BBR 是一种新型的 TCP 拥塞控制算法，能够显著提高网络传输速度：
```
sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr
```

4.4. 禁用不必要的服务

禁用不必要的网络服务，如 IPv6 或 firewalld，可以减少网络资源消耗。
```
sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld
```

5. 系统级别调优

5.1. 调整文件描述符限制

增加可打开的文件描述符数量，特别是对于高并发网络服务器：
```
ulimit -n 65535
```
永久修改 /etc/security/limits.conf 文件：
```
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
```

5.2. 优化内核参数

修改 /etc/sysctl.conf 文件，调整内核参数来优化系统性能，例如：

# 提高最大 TCP 缓冲区大小
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216# 增加可用端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000# 缩短 TCP TIME-WAIT 的时间
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30