最强优化指令大全 | 【Linux技术专题】「系统性能调优实战」终极关注应用系统性能调优及原理剖析(下册)(一)

简介: 最强优化指令大全 | 【Linux技术专题】「系统性能调优实战」终极关注应用系统性能调优及原理剖析(下册)

Linux命令相关查看指标

CPU 指标

vmstat指令

shell

复制代码

vmstat -n m

该命令用于每隔n秒采集系统的性能统计信息,共采集m次。

shell

复制代码

[root@svr01]$ vmstat 1 3
    procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
    r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
    0  0 206944 633564  29876 1252176    0    0    10    27    0    0  1  1 98  0  0
    0  0 206944 634232  29876 1252192    0    0     0     0  811 1504  1  1 98  0  0
    0  0 206944 634480  29876 1252264    0    0     0     0  951 1458  6  1 93  0  0

下面是对输出结果中一些字段的解释:

  • "r" 表示运行队列,即等待执行的进程数量。一般情况下,r值超过3意味着负载较高,超过5则表示负载高,超过10则说明系统负载异常。
  • "bi" 和 "bo" 通常应接近0,表示磁盘I/O的数据块接收和数据块发送的情况。如果这两个值较大,说明系统频繁进行磁盘I/O操作,可能会导致性能下降。

建议根据具体应用场景和系统需求,对这些指标进行评估和优化。如需进一步了解命令的详细用法和其他参数,请参阅相关文档或使用命令"man vmstat"获取帮助信息。

uptime指令

uptime命令用于显示系统的负载情况和运行时间,要使用uptime命令查看系统的负载情况,只需在终端中输入uptime即可。

shell

复制代码

[root@svr01]$ uptime
21:27:44 up 207 days, 11:15, 1 user, load average: 26.45, 16.76, 7.50

在输出结果中,分别表示最近1分钟、5分钟和15分钟的平均负载。

系统负载是指在某个特定时间范围内正在使用或等待CPU资源的进程数量。下面是对不同负载范围的解释:

  • 如果系统平均负载小于等于3,表示系统性能良好,可以正常运行。
  • 如果系统平均负载小于等于4,表示系统性能还可以,可以接受一些额外的负载。
  • 如果系统平均负载大于5,表示系统负载过重,可能会影响系统的性能并导致严重的问题,此时考虑扩容,例如增加CPU核心数量。

建议根据实际情况来评估系统负载和性能,如果系统负载过重且持续高于5,考虑增加计算资源,如扩容或增加处理能力。

top指令

top命令是一个常用的系统性能监控工具,用于实时查看系统的各项指标和进程的状态。在使用top命令时,您可以按下 "1" 键来查看每个 CPU 核心的详细指标。

shell

复制代码

Tasks: 332 total,   3 running, 294 sleeping,   0 stopped,  35 zombie
%Cpu0  :  6.3 us,  3.1 sy,  0.0 ni, 89.2 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.3 si,  1.0 st
%Cpu1  :  6.6 us,  3.8 sy,  0.0 ni, 88.9 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.7 st
%Cpu2  :  7.2 us,  2.4 sy,  0.0 ni, 88.6 id,  0.3 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  1.4 st
%Cpu3  :  8.4 us,  2.8 sy,  0.0 ni, 87.8 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  1.0 st
KiB Mem : 16418244 total,   204416 free, 14031720 used,  2182108 buff/cache
KiB Swap:  2096444 total,  2096444 free,        0 used.  1249020 avail Mem

top命令的输出中,以下是与您提到的指标相关的字段和解释:

  • us:用户空间使用CPU的百分比。
  • sy:系统空间使用CPU的百分比。
  • id:CPU空闲时间的百分比。
  • wa:等待IO完成的时间占用CPU的百分比。
  • 根据您的要求,如果us <= 70sy <= 35并且 us + sy <= 70,这说明系统的状态良好,用户和系统使用CPU的百分比都在可接受的范围内。当然,这些阈值可以根据具体需求进行调整。
  • 同时,如果id <= 70,表示CPU空闲时间较少,系统面临较大的IO压力。这可能意味着系统中有高负载的IO操作正在进行,如磁盘读写、网络传输等。需要根据实际情况来评估IO压力的影响。

注意,top命令提供了更多的系统性能指标和进程信息,您可以根据需要来进一步分析和优化系统的性能。

Memory指标

vmstat指令

vmstat指标仅提供了一些关于内存使用情况的基本信息。为了更全面地了解系统的性能和资源利用情况,您还可以考虑查看其他相关指标,如CPU使用情况、磁盘IO等。这样可以更好地评估系统的整体性能状况,从而采取相应的优化措施。

shell

复制代码

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      0 179892  99456 2093616    0    0    10    23    0    0 18  3 78  0  1
 1  0      0 179644  99456 2093648    0    0     0    84 6610 8943  9  3 87  0  1
 1  0      0 179484  99464 2093756    0    0     0    44 5788 8207  7  3 90  0  1
  • swpd:表示已使用的虚拟内存大小。如果该值大于0,则说明您的机器物理内存不足。您可能需要考虑添加更多的物理内存或者优化内存使用情况。
  • si:每秒从磁盘读入虚拟内存的大小,如果这个值大于0,表示物理内存不足,或者存在内存泄漏。您可以通过查找消耗内存的进程,并采取相应的解决措施,如调整程序配置、优化算法或考虑添加更多的物理内存。
  • so:表示每秒写入磁盘的虚拟内存大小,单位为KB。如果这个值大于0,也说明物理内存不足或存在内存泄漏的问题。您可以采取类似的解决措施,如查找造成内存写入的原因,并进行相应的调整。

Disk 指标

df指令

df 指令用于显示文件系统的磁盘空间使用情况。

shell

复制代码

Filesystem                         1K-blocks     Used Available Use% Mounted on
devtmpfs                             8198728        0   8198728   0% /dev
tmpfs                                8209120        0   8209120   0% /dev/shm
tmpfs                                8209120   785368   7423752  10% /run
tmpfs                                8209120        0   8209120   0% /sys/fs/cgroup
/dev/xvda2                          24740988  3240172  20242588  14% /
/dev/xvda1                            999320   191032    755860  21% /boot
/dev/xvdc                          103080888 36598152  61223472  38% /data
overlay                            103080888 36598152  61223472  38% /data/docker/overlay2/14146e9df2cb2a01b247b6e6925a7cb336a240a951e517125fa5b195dd760cdc/merged
overlay                            103080888 36598152  61223472  38% /data/docker/overlay2/1e98b0940b332728355b96f0332ab6f0ed4d66fdacea8494d655ed78d4f0be65/merged
overlay                            103080888 36598152  61223472  38% /data/docker/overlay2/2c514a97956be0fbf4091282be6b298e7289344fca5f147b036211f220b6432c/merged
overlay                            103080888 36598152  61223472  38% /data/docker/overlay2/ea8e09ba0e5d86f96801d437e6939490c575ac77dc6951887c14ab3057559e39/merged
overlay                            103080888 36598152  61223472  38% /data/docker/overlay2/667133fede8fb8196919c59204f80cd0687baa2fd0bfd8fa4de0656aadb4d649/merged
overlay                            103080888 36598152  61223472  38% /data/docker/overlay2/d3fbcf704f77b369f8929db30edbb34d70ddcfe3cbd666050244fd604bea391b/merged
shm                                    65536        0     65536   0% /data/docker/containers/2dc760e7813cb27ffc9b3fd40507af548ddb54d90406c6f39dd22d47fb01ad91/mounts/shm

以下是对该指令输出的解释和建议:

  • Use%:表示已使用的磁盘空间占比。如果 Use% 小于等于 90%,则表示磁盘空间的使用程度还算正常。如果 Use% 持续超过 90%,则表示磁盘空间即将耗尽,可能会导致系统性能下降或无法正常工作。

建议您定期使用 df 命令检查磁盘空间的使用情况。如果发现某个文件系统的 Use% 超过了 90%,您可以考虑以下几种解决方法:

  1. 清理不必要的文件:删除不再使用的文件或将其迁移到其他存储设备中,以释放磁盘空间。
  2. 压缩文件:对某些文件进行压缩,以减少其所占用的磁盘空间。
  3. 扩大磁盘空间:如果有足够的物理磁盘空间,您可以考虑将分区扩大,以增加磁盘空间。

请记住,在执行任何涉及文件系统操作的操作之前,请务必备份重要数据,并谨慎操作。如有需要,请根据您的具体情况和系统要求,采取适当的解决方案。

Disk IO指标

需要明确一些具体的目标和需求。根据您提供的代码sar -d 1 1,这是一个用于查看磁盘报告的命令,查看磁盘报告 1 1 表示间隔1s,运行1次。

shell

复制代码

sar -d -1 1 | awk '/Average:/{print "Disk report: \n\n" $0}'

改进的地方包括

  1. 添加了-1选项,用于获取均值报告,而不是每秒的报告,以提供更具概括性的信息。
  2. 使用awk命令筛选出包含"Average:"的行,并在输出中添加一些描述性的文本,提供更清晰的报告。

shell

复制代码

[root@svr01]$ sar -d 1 1
    Linux 2.6.32-642.6.2.el6.x86_64 (SHB-L0044551) 07/20/2018 _x86_64_ (1 CPU)
    03:00:23 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
    03:00:24 PM dev252-0 23.00 808.00 80.00 38.61 9.88 375.35 43.48 100.00
    03:00:24 PM dev252-16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    03:00:24 PM dev253-0 4.00 448.00 0.00 112.00 1.11 222.00 249.50 99.80
    03:00:24 PM dev253-1 50.00 400.00 0.00 8.00 24.40 523.20 20.00 100.00
    03:00:24 PM dev253-2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    03:00:24 PM dev253-3 3.00 32.00 0.00 10.67 0.99 242.33 331.67 99.50
    03:00:24 PM dev253-4 0.00 0.00 0.00 0.00 1.61 0.00 0.00 100.00
    03:00:24 PM dev253-5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    03:00:24 PM dev253-6 3.00 0.00 24.00 8.00 1.30 393.67 261.33 78.40
    Average: DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
    Average: dev252-0 23.00 808.00 80.00 38.61 9.88 375.35 43.48 100.00
    Average: dev252-16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    Average: dev253-0 4.00 448.00 0.00 112.00 1.11 222.00 249.50 99.80
    Average: dev253-1 50.00 400.00 0.00 8.00 24.40 523.20 20.00 100.00
    Average: dev253-2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    Average: dev253-3 3.00 32.00 0.00 10.67 0.99 242.33 331.67 99.50
    Average: dev253-4 0.00 0.00 0.00 0.00 1.61 0.00 0.00 100.00
    Average: dev253-5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    Average: dev253-6 3.00 0.00 24.00 8.00 1.30 393.67 261.33 78.40
参数介绍
  1. 如果svctm的值与await很接近,表示几乎没有I/O等待,磁盘性能很好。而如果await的值远高于svctm的值,表示I/O队列等待太长,系统上运行的应用程序将变慢。
  2. 对于%util的说明,我根据文本内容和上下文进行了调整。当%util接近100%时,表示磁盘产生的I/O请求过多,I/O系统已经满负荷工作,该磁盘请求饱和,可能存在瓶颈。
  3. 对于idle的说明,我进行了改进和重新表述。如果idle小于70%,表示I/O压力较大,即有较多的I/O请求。

Network IO指标

netstat指令

该命令的作用是列出所有TCP连接的状态,并按照连接状态的数量进行排序,从而查看网络IO指标。

shell

复制代码

netstat -nat |awk '{print $6}'|sort|uniq -c|sort -rn

这个命令netstat -nat | awk '{print $6}' | sort | uniq -c | sort -rn用于查看网络IO指标。我为您解释一下每个部分的含义:

  • netstat -natnetstat是用于显示网络连接信息的命令,选项-nat表示显示所有的TCP连接,不进行域名解析。
  • awk '{print $6}'awk是用于文本处理的命令,这里的语句'{print $6}'表示打印每行的第六列,也就是网络连接的状态。
  • sortsort命令用于对文本进行排序,默认按照字母顺序进行排序。
  • uniq -c 行,选项-c`表示同时计算每个行重复出现的次数。
  • sort -rnsort命令的选项-r表示按照逆序进行排序,选项-n表示按数字大小进行排序。
结果指令分析

根据您提供的netstat命令的输出,目前系统中有大量的ESTABLISHED连接和TIME_WAIT连接。这是一种正常的网络连接状态,但是大量的TIME_WAIT连接可能会导致端口资源耗尽的问题

在网络通信中,当两台计算机建立TCP连接时,会经历类似以下步骤:

  1. 客户端发送SYN包到服务器端,请求建立连接(状态为SYN_SENT)。
  2. 服务器接收到SYN包后,发送SYN-ACK包作为响应,表示接受连接请求(状态为ESTABLISHED)。
  3. 客户端接收到SYN-ACK包后,再发送ACK包作为确认(状态仍为ESTABLISHED)。
  4. 服务器接收到ACK包后,连接建立完成(状态仍为ESTABLISHED)。
  5. 客户端和服务器端进行数据传输(状态仍为ESTABLISHED)。
  6. 连接关闭时,一方发送FIN包表示要关闭连接(状态为FIN_WAIT1)。
  7. 接收到FIN包的一方发送ACK包作为确认(状态为FIN_WAIT2)。
  8. 当双方都发送了FIN包并收到了对方的ACK后,连接关闭(状态为TIME_WAIT)。
TIME_WAIT

TIME_WAIT是一个连接关闭后等待一段时间的状态,用于确保网络中的所有数据包都已被接收。这是TCP协议的一种设计,防止旧的数据包在新连接建立时被错误地交付

如果您发现大量的TIME_WAIT连接占用了大量的端口资源,可能需要调整系统的TCP参数,如减少TIME_WAIT的等待时间或增加端口范围,以避免资源耗尽的问题。

ESTABLISHED

ESTABLISHED状态的连接表示当前仍处于活动状态的连接,数据仍在传输中。根据当前的状态统计,您可以了解到网络的连接情况和数据传输的活跃程度。

统计的量化指标

有些命令通用,有些是我根据系统的日志文件格式利用awk/sed两个命令结合写出来的。

网络问题排查

问题排查点:查看TCP连接状态

这个命令用于统计处于不同状态的网络连接的数量。

shell

复制代码

netstat -nat |awk '{print $6}'|sort|uniq -c|sort -rn

输出结果信息

shell

复制代码

[root@ibm-pru-master ~]# netstat -nat |awk '{print $6}'|sort|uniq -c|sort -rn 
    248 ESTABLISHED
     56 TIME_WAIT
     46 LISTEN
     10 CLOSE_WAIT
      1 Foreign
      1 established)

逐步解释每个命令的作用:

  1. netstat -nat:显示所有活动的网络连接,包括TCP和UDP,并显示数字格式的地址和端口号。
  2. awk '{print $6}':提取每行数据的第六列,即连接的状态。
  3. sort:对提取的连接状态进行排序。
  4. uniq -c:对排序后的连接状态进行统计,显示每个状态的数量,并去除重复项。
  5. sort -rn:按照数量进行逆序排序。

综合起来,该命令用于统计网络连接的不同状态及其数量。它可以帮助你了解当前系统中不同连接状态的分布情况,有助于网络故障诊断和性能优化。常见的连接状态包括ESTABLISHED(已建立连接)、TIME_WAIT(等待连接关闭)、CLOSE_WAIT(等待连接关闭)、SYN_SENT(已发送连接请求)等。通过这些统计信息,你可以追踪网络连接的状况并进行必要的排查和优化。

问题排查点:查找较多time_wait连接

这个命令用于查找处于"TIME_WAIT"状态的TCP连接,并统计这些连接的远程IP地址的数量。

shell

复制代码

netstat -n|grep TIME_WAIT|awk '{print $5}'|sort|uniq -c|sort -rn|head -n 20

输出结果信息-出现数量最多的前20行

shell

复制代码

[root@ibm-pru-master ~]# netstat -n|grep TIME_WAIT|awk '{print $5}'|sort|uniq -c|sort -rn|head -n 20
     10 10.42.0.194:8080
      9 10.42.0.191:7001
      2 10.42.0.192:5009
      2 10.42.0.188:8080
      1 127.0.0.1:45420
      1 127.0.0.1:45238
      1 127.0.0.1:45064
      1 127.0.0.1:44882
      1 127.0.0.1:41956
      1 127.0.0.1:41770
      1 127.0.0.1:41592
      1 127.0.0.1:41410
      1 10.42.0.184:8080
      1 10.116.53.174:42678
      1 10.116.53.174:42624
      1 10.116.53.174:42554
      1 10.116.53.174:42510
      1 10.116.53.174:42428
      1 10.116.53.174:42386
      1 10.116.53.174:42320

逐步解释每个命令的作用:

  1. netstat -n:显示所有活动的网络连接,不解析主机名和端口号。
  2. grep TIME_WAIT:过滤出只显示处于"TIME_WAIT"状态的连接。
  3. awk '{print $5}':提取每行数据的第五列,即连接的远程地址和端口。
  4. sort:对提取的远程地址进行排序。
  5. uniq -c:对排序后的远程地址进行统计,显示每个地址的出现次数并去除重复项。
  6. sort -rn:按照出现次数进行逆序排序。
  7. head -n 20:只显示前20个结果,即出现次数最多的前20个远程地址。

综合起来,该命令用于列出处于"TIME_WAIT"状态的TCP连接中,出现次数最多的前20个远程IP地址。这对于网络故障排查和性能优化很有帮助,可以帮助确定哪些IP地址频繁使用TCP连接并保持在"TIME_WAIT"状态。


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通过使用 `memtester`和 `sysbench`等工具,可以有效地测试Linux环境下服务器的DDR5内存性能。这些工具不仅可以评估内存的读写速度,还可以检测内存中的潜在问题,帮助确保系统的稳定性和性能。通过合理配置和使用这些工具,系统管理员可以深入了解服务器内存的性能状况,为系统优化提供数据支持。
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1月前
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存储 监控 安全
Linux内核调优的艺术:从基础到高级###
本文深入探讨了Linux操作系统的心脏——内核的调优方法。文章首先概述了Linux内核的基本结构与工作原理,随后详细阐述了内核调优的重要性及基本原则。通过具体的参数调整示例(如sysctl、/proc/sys目录中的设置),文章展示了如何根据实际应用场景优化系统性能,包括提升CPU利用率、内存管理效率以及I/O性能等关键方面。最后,介绍了一些高级工具和技术,如perf、eBPF和SystemTap,用于更深层次的性能分析和问题定位。本文旨在为系统管理员和高级用户提供实用的内核调优策略,以最大化Linux系统的效率和稳定性。 ###
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1月前
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监控 网络协议 算法
Linux内核优化:提升系统性能与稳定性的策略####
本文深入探讨了Linux操作系统内核的优化策略,旨在通过一系列技术手段和最佳实践,显著提升系统的性能、响应速度及稳定性。文章首先概述了Linux内核的核心组件及其在系统中的作用,随后详细阐述了内存管理、进程调度、文件系统优化、网络栈调整及并发控制等关键领域的优化方法。通过实际案例分析,展示了这些优化措施如何有效减少延迟、提高吞吐量,并增强系统的整体健壮性。最终,文章强调了持续监控、定期更新及合理配置对于维持Linux系统长期高效运行的重要性。 ####
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1月前
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Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux 超级强大的十六进制 dump 工具:XXD 命令,我教你应该如何使用!
在 Linux 系统中,xxd 命令是一个强大的十六进制 dump 工具,可以将文件或数据以十六进制和 ASCII 字符形式显示,帮助用户深入了解和分析数据。本文详细介绍了 xxd 命令的基本用法、高级功能及实际应用案例,包括查看文件内容、指定输出格式、写入文件、数据比较、数据提取、数据转换和数据加密解密等。通过掌握这些技巧,用户可以更高效地处理各种数据问题。
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1月前
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监控 Linux
如何检查 Linux 内存使用量是否耗尽?这 5 个命令堪称绝了!
本文介绍了在Linux系统中检查内存使用情况的5个常用命令:`free`、`top`、`vmstat`、`pidstat` 和 `/proc/meminfo` 文件,帮助用户准确监控内存状态,确保系统稳定运行。
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1月前
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Linux
在 Linux 系统中,“cd”命令用于切换当前工作目录
在 Linux 系统中,“cd”命令用于切换当前工作目录。本文详细介绍了“cd”命令的基本用法和常见技巧,包括使用“.”、“..”、“~”、绝对路径和相对路径,以及快速切换到上一次工作目录等。此外,还探讨了高级技巧,如使用通配符、结合其他命令、在脚本中使用,以及实际应用案例,帮助读者提高工作效率。
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