linux系统性能分析的目的

简介: 【4月更文挑战第19天】在Linux系统中,找到性能瓶颈是关键,涉及应用程序、操作系统、硬件和网络的全面排查。优化方案通常针对应用程序和操作系统,而硬件和网络问题较易定位。目标是平衡资源使用,确保系统响应和稳定性。系统管理员、架构设计人员和开发人员共同参与,通过监控硬件、网络、配置和代码来优化性能。流程包括管理员初步判断,架构师处理结构问题,开发人员优化代码,实现系统资源的均衡利用。
  1. 找到系统性能的瓶颈
    系统的性能是指操作系统完成任务的有效性、稳定性和响应速度。Linux系统管理员可能经常会遇到系统不稳定、响应速度慢等问题,例如在Linux上搭建了一个Web服务,经常出现网页无法打开、打开速度慢等现象。遇到这些问题,就会有人抱怨Linux系统不好,其实这些都是表面现象。操作系统完成一个任务是与系统自身设置、网络拓扑结构路由设备、路由策略、接入设备、物理线路等多个方面密切相关的,任何一个环节出现问题,都会影响整个系统的性能。因此,当Linux应用出现问题时,应当从应用程序、操作系统、服务器硬件、网络环境等方面综合排查,定位问题出现在哪个部分,然后集中解决。
    2.提供性能优化方案
    查找系统性能瓶颈是个复杂而耗时的过程,需要在应用程序、操作系统、服务器硬件、网络环境等方面进行查找和定位,影响性能最大的是应用程序和操作系统两个方面,因为这两个方面出现的问题不易察觉,隐蔽性很强。而硬件、网络方面出现的问题,一般都能马上定位。一旦找到了系统性能问题,解决起来就非常迅速和容易。例如发现系统硬件存在问题,如果是物理故障,那么更换硬件就可以了,如果是硬件性能不能满足需求,升级可以了;如果发现是网络问题,比如带宽不够、网络不稳定,只需优化和升级网络即可;而如果果发现是应用程序问题,修改或优化软件系统即可;而如果是操作系统配置问题,修参数、修改系统配置即可。
    可见,只要找到了性能瓶颈,就可以提供性能优化方案,有标准、有目的地进行系统优化。
    3.使系统硬件和软件资源的使用达到平衡
    Linux操作系统是一个开源产品,也是一个开源软件的实践和应用平台,在这个平台下
    有无数的开源软件支撑,常见的有Apache、 Tomcat mysql等,通过这些开源软件的支持是自由、开放,那么Linux作为一个开源平台,最终要实现的是通过这些开源软件的支以最低廉的成本,达到应用性能的最优化。但是,系统的性能问题并非是孤立的,解决了一个性能瓶颈。可能会出现另一个性能瓶颈。所以说性能优化的最终目的是:在一定范围内使系统的各项资源使用趋于合理并保持一定的平衡,即系统运行良好的时候恰恰就是系统资源达到了一个平衡状态的时候。而在操作系统中,任何一项资源的过度使用都会破坏这种平衡状态,从而导致系统响应缓慢或者负载过高。例如,CPU资源的过度使用会造成系统中出现大量的等待进程,导致应用程序响应缓慢,而进程的大量增加又会导致系统内存资源的增加,当物理内存耗尽时,系统就会使用虚拟内存,而虚拟内存的使用又会造成磁盘I/O的增加并加大CPU的开销。因此,系统性能的优化就是在硬件、操作系统、应用软件之间找到一个平衡点。

    分析系统性能涉及的人员

    1.Linux系统管理人员
    性能优化本身就是一个复杂和繁琐的过程,系统管理人员只有了解了系统硬件信息、网络信息、操作系统配置信息和应用程序信息才能有针对性地展开对服务器的性能优化,这就要求系统管理员有充足的理论知识、丰富的实战经验以及镇密分析问题的头脑。

2.系统架构设计人员
系统性能优化涉及的第二类人员就是应用程序的架构设计人员。如果系统管理人员在经过综合判断后,发现影响性能的是应用程序的执行效率,那么程序架构设计人员就要及时介入,深入了解程序运行状态。首先,系统架构设计人员要跟踪了解程序的执行效率,如果执行效率存在问题,要找出哪里出现了问题;其次,如果真的是架构设计出现了问题,那么就要马上优化或改进系统架构,设计更好的应用系统架构。
3.软件开发人员
系统性能优化最后一个环节涉及的是程序或软件开发人员。在系统管理员或架构设计人员找到程序或结构瓶颈后,程序开发人员要马上介入进行相应的程序修改。修改程序要以程序的执行效率为基准,改进程序的逻辑,有针对性地进行代码优化。例如,系统管理人员在系统中发现有条SQL 语句耗费大量的系统资源,抓取这条执行的SQL语句后,发现此SQL语句的执行效率太差,是开发人员编写的代码执行效率低造成的,这就需要把这个信息反馈给开发人员。开发人员在了解到这个问题后,可以有针对性地进行SQL优化,进而实现程序代码的优化。
从上面这个过程可以看出,系统性能优化一般遵循的流程是:首先系统管理人员查看系统的整体状况,主要从系统硬件、网络设备、操作系统配置、应用程序架构和程序代码5个方面进行综合判断。如果发现是系统硬件、网络设备或者操作系统配置问题,系统管理员可以根据情况自主解决;如果发现是程序结构问题,就需要提交给程序架构设计人员:如果发现是程序代码执行问题,就交给开发人员进行代码优化。这样就完成了一个系统性能优化的过程。

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