一、影响Linux服务器性能的因素
1.
操作系统级
Ø
CPU
Ø
内存
Ø
磁盘
I/O
带宽
Ø
网络
I/O
带宽
2.
程序
应用级
二、系统性能评估标准
影响性能因素
|
评判标准
|
||
好
|
坏
|
糟糕
|
|
CPU
|
user% + sys%< 70%
|
user% + sys%= 85%
|
user% + sys% >=90%
|
内存
|
Swap In(
si)=0
Swap Out(
so)=0
|
Per CPU with 10 page/s
|
More Swap In & Swap Out
|
磁盘
|
iowait % < 20%
|
iowait % =35%
|
iowait % >= 50%
|
其中:
%user:表示CPU处在用户模式下的时间百分比。
%sys:表示CPU处在
系统模式下的时间百分比。
%iowait:表示CPU等待输入输出完成时间的百分比。
swap in:即si,表示虚拟内存的页导入,即从SWAP DISK交换到RAM
swap out:即so,表示虚拟内存的页导出,即从RAM交换到SWAP DISK。
三、系统性能分析工具
1.
常用系统命令
Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等
2.
常用组合方式
•
用vmstat、sar、iostat检测是否是CPU瓶颈
•
用free、vmstat检测是否是内存瓶颈
•
用iostat检测是否是磁盘I/O瓶颈
•
用netstat检测是否是网络带宽瓶颈
四、Linux性能评估与优化
1.
系统整体性能评估(
uptime
命令)
[root@web1 ~]# uptime
16:38:00 up 118 days, 3:01, 5 users, load average: 1.22, 1.02, 0.91
这里需要注意的是:
load average这个输出值,这三个值的大小一般不能大于系统CPU的个数,例如,本输出中系统有8个CPU,如果load average的三个值长期大于8时,说明CPU很繁忙,负载很高,可能会影响系统性能,但是偶尔大于8时,倒不用担心,一般不会影响系统性能。相反,如果load average的输出值小于CPU的个数,则表示CPU还有空闲的时间片,比如本例中的输出,CPU是非常空闲的。
2. CPU
性能评估
(
1)利用vmstat命令监控系统CPU
该命令可以显示关于系统各种资源之间相关性能的简要信息,这里我们主要用它来看
CPU一个负载情况。
下面是
vmstat命令在某个系统的输出结果:
[root@node1 ~]# vmstat 2 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
0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0
0 0
0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0
0 0
0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0
l Procs
r列表示运行和等待
cpu时间片的进程数,这个值如果长期大于系统CPU的个数,说明CPU不足,需要增加CPU。
b列表示在等待资源的进程数,比如正在等待
I/O、或者内存交换等。
l Cpu
us列显示了用户进程消耗的
CPU 时间百分比。us的值比较高时,说明用户进程消耗的cpu时间多,但是如果长期大于50%,就需要考虑优化程序或算法。
sy列显示了内核进程消耗的
CPU时间百分比。Sy的值较高时,说明内核消耗的CPU资源很多。
根据经验,
us+sy的参考值为80%,如果us+sy大于 80%说明可能存在CPU资源不足。
(2)利用sar命令监控系统CPU
sar功能很强大,可以对系统的每个方面进行单独的统计,但是使用sar命令会增加系统开销,不过这些开销是可以评估的,对系统的统计结果不会有很大影响。
下面是sar命令对某个系统的CPU统计输出:
[root@webserver ~]# sar -u 3 5
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)
11/28/2008 _i686_ (8 CPU)
11:41:24 AM
CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle
11:41:27 AM
all 0.88 0.00 0.29 0.00 0.00 98.83
11:41:30 AM
all 0.13 0.00 0.17 0.21 0.00 99.50
11:41:33 AM
all 0.04 0.00 0.04 0.00 0.00 99.92
11:41:36 AM
all
90.08 0.00 0.13 0.16 0.00 9.63
11:41:39 AM
all 0.38 0.00 0.17 0.04 0.00 99.41
Average:
all 0.34 0.00 0.16 0.05 0.00 99.45
对上面每项的输出解释如下:
l %user列显示了用户进程消耗的CPU 时间百分比。
l %nice列显示了运行正常进程所消耗的CPU 时间百分比。
l %system列显示了系统进程消耗的CPU时间百分比。
l %iowait列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比
l %steal列显示了在内存相对紧张的环境下pagein强制对不同的页面进行的steal操作 。
l %idle列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。
问题
1.
你是否遇到过系统CPU整体利用率不高,而应用缓慢的现象?
在一个多
CPU的系统中,如果程序使用了单线程,会出现这么一个现象,CPU的整体使用率不高,但是系统应用却响应缓慢,这可能是由于程序使用单线程的原因,单线程只使用一个CPU,导致这个CPU占用率为100%,无法处理其它请求,而其它的CPU却闲置,这就导致了整体CPU使用率不高,而应用缓慢现象的发生。
3.
内存性能评估
(
1
)利用
free
指令监控内存
free是监控
linux内存使用状况最常用的指令,看下面的一个输出:
[root@webserver ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem:
8111 7185
926 0 243
6299
-/+ buffers/cache:
643 7468
Swap:
8189 0 8189
一般有这样一个经验公式:应用程序可用内存
/系统物理内存>70%时,表示系统内存资源非常充足,不影响系统性能,应用程序可用内存/系统物理内存<20%时,表示系统内存资源紧缺,需要增加系统内存,20%<应用程序可用内存/系统物理内存<70%时,表示系统内存资源基本能满足应用需求,暂时不影响系统性能。
3.内存性能评估
(
1
)利用
free
指令监控内存
free是监控
linux内存使用状况最常用的指令,看下面的一个输出:
[root@webserver ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem:
8111 7185
926 0 243
6299
-/+ buffers/cache:
643 7468
Swap:
8189 0 8189
一般有这样一个经验公式:应用程序可用内存
/系统物理内存>70%时,表示系统内存资源非常充足,不影响系统性能,应用程序可用内存/系统物理内存<20%时,表示系统内存资源紧缺,需要增加系统内存,20%<应用程序可用内存/系统物理内存<70%时,表示系统内存资源基本能满足应用需求,暂时不影响系统性能。
(
2
)
利用
vmstat
命令监控内存
[root@node1 ~]# vmstat 2 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
0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0
0 0
0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0
0 0
0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0
l memory
swpd列表示切换到内存交换区的内存数量(以k为单位)。如果swpd的值不为0,或者比较大,只要si、so的值长期为0,这种情况下一般不用担心,不会影响系统性能。
free列表示当前空闲的物理内存数量(以k为单位)
buff列表示buffers cache的内存数量,一般对块设备的读写才需要缓冲。
cache列表示page cached的内存数量,一般作为文件系统cached,频繁访问的文件都会被cached,如果cache值较大,说明cached的文件数较多,如果此时IO中bi比较小,说明文件系统效率比较好。
l swap
si列表示由磁盘调入内存,也就是内存进入内存交换区的数量。
so列表示由内存调入磁盘,也就是内存交换区进入内存的数量。
一般情况下,si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则表示系统内存不足。需要增加系统内存。
4.
磁盘
I/O
性能评估
(
1
)磁盘存储基础
l
熟悉RAID存储方式,可以根据应用的不同,选择不同的RAID方式。
l
尽可能用内存的读写代替直接磁盘I/O,使频繁访问的文件或数据放入内存中进行操作处理,因为内存读写操作比直接磁盘读写的效率要高千倍。
l
将经常进行读写的文件与长期不变的文件独立出来,分别放置到不同的磁盘设备上。
l
对于写操作频繁的数据,可以考虑使用裸设备代替文件系统。
使用裸设备的优点有:
ü
数据可以直接读写,不需要经过操作系统级的缓存,节省了内存资源,避免了内存资源争用。
ü
避免了文件系统级的维护开销,比如文件系统需要维护超级块、I-node等。
ü
避免了操作系统的cache预读功能,减少了I/O请求。
使用裸设备的缺点是:
ü
数据管理、空间管理不灵活,需要很专业的人来操作。
(2)利用iostat评估磁盘性能
[root@webserver ~]#
iostat -d 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)
12/01/2008 _i686_ (8 CPU)
Device:
tps Blk_read/s
Blk_wrtn/s Blk_read
Blk_wrtn
sda
1.87 2.58 114.12 6479462 286537372
Device:
tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
sda
0.00 0.00 0.00 0 0
Device:
tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
sda
1.00 0.00 12.00 0 24
对上面每项的输出解释如下:
Blk_read/s表示每秒读取的数据块数。
Blk_wrtn/s表示每秒写入的数据块数。
Blk_read表示读取的所有块数。
Blk_wrtn表示写入的所有块数。
Ø
可以通过Blk_read/s和Blk_wrtn/s的值对磁盘的读写性能有一个基本的了解,如果Blk_wrtn/s值很大,表示磁盘的写操作很频繁,可以考虑优化磁盘或者优化程序,如果Blk_read/s值很大,表示磁盘直接读取操作很多,可以将读取的数据放入内存中进行操作。
Ø
对于这两个选项的值没有一个固定的大小,根据系统应用的不同,会有不同的值,但是有一个规则还是可以遵循的:长期的、超大的数据读写,肯定是不正常的,这种情况一定会影响系统性能。
(3)利用sar评估磁盘性能
通过“sar –d”组合,可以对系统的磁盘
IO做一个基本的统计,请看下面的一个输出:
[root@webserver ~]# sar -d 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)
11/30/2008 _i686_ (8 CPU)
11:09:33 PM DEV
tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm
%util
11:09:35 PM dev8-0 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
11:09:35 PM DEV
tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await
svctm %util
11:09:37 PM dev8-0 1.00 0.00
12.00 12.00 0.00 0.00 0.00 0.00
11:09:37 PM
DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm
%util
11:09:39 PM dev8-0 1.99
0.00 47.76 24.00 0.00 0.50 0.25 0.05
Average: DEV
tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm
%util
Average: dev8-0
1.00 0.00 19.97 20.00 0.00 0.33 0.17 0.02
需要关注的几个参数含义:
await表示平均每次设备
I/O操作的等待时间(以毫秒为单位)。
svctm表示平均每次设备
I/O操作的服务时间(以毫秒为单位)。
%util表示一秒中有百分之几的时间用于
I/O操作。
对以磁盘
IO性能,一般有如下评判标准:
正常情况下
svctm应该是小于await值的,而svctm的大小和磁盘性能有关,CPU、内存的负荷也会对svctm值造成影响,过多的请求也会间接的导致svctm值的增加。
await值的大小一般取决与
svctm的值和I/O队列长度以及I/O请求模式,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,如果await的值远高于svctm的值,则表示I/O队列等待太长,系统上运行的应用程序将变慢,此时可以通过更换更快的硬盘来解决问题。
%util项的值也是衡量磁盘
I/O的一个重要指标,如果%util接近100%,表示磁盘产生的I/O请求太多,I/O系统已经满负荷的在工作,该磁盘可能存在瓶颈。长期下去,势必影响系统的性能,可以通过优化程序或者通过更换更高、更快的磁盘来解决此问题。
5.
网络性能评估
(1)通过ping命令检测网络的连通性
(2)通过netstat –i组合检测网络接口状况
(3)通过netstat –r组合检测系统的路由表信息
(4)通过sar –n组合显示系统的网络运行状态
五、Oracle在Linux下的性能优化
Oracle
数据库内存参数的优化
Ø
与
oracle
相关的系统内核参数
Ø
SGA
、
PGA
参数设置
Oracle
下磁盘存储性能优化
Ø
文件系统的选择(
ext2/ext3
、
xfs
、
ocfs2
)
Ø
Oracle ASM
存储
1.
优化oracle性能参数之前要了解的情况
1)物理内存有多大
2)操作系统估计要使用多大内存
3)数据库是使用文件系统还是裸设备
4)有多少并发连接
5)应用是
OLTP类型还是OLAP类型
2.oracle
数据库内存参数的优化
(
1
)系统内核参数
修改 /etc/sysctl.conf 这个文件,加入以下的语句:
kernel.shmmax = 2147483648
kernel.shmmni = 4096
kernel.shmall = 2097152
kernel.sem = 250 32000 100 128
fs.file-max = 65536
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
参数依次为:
Kernel.shmmax
:共享内存段的最大尺寸(以字节为单位)。
Kernel.shmmni
:系统中共享内存段的最大数量。
Kernel.shmall:共享内存总量,以页为单位。
fs.file-max:文件句柄数,表示在Linux系统中可以打开的文件数量。
net.ipv4.ip_local_port_range:应用程序可使用的IPv4端口范围。
需要注意的几个问题
关于Kernel.shmmax
Oracle SGA 由共享内存组成,如果错误设置
SHMMAX可能会限制SGA 的大小,SHMMAX设置不足可能会导致以下问题:ORA-27123:unable to attach to shared memory segment,如果该参数设置小于
Oracle SGA设置,那么SGA就会被分配多个共享内存段。这在繁忙的系统中可能成为性能负担,带来系统问题。
Oracle建议Kernel.shmmax最好大于
sga,以让oracle共享内存区SGA在一个共享内存段中,从而提高性能。
关于Kernel.shmall
表示系统共享内存总大小,以页为单位。
一个
32位的Linux系统,8G的内存,可以设置kernel.shmall = 2097152,即为: 2097152*4k/1024/1024 = 8G就是说可用共享内存一共8G,这里的4K是32位操作系统一页的大小,即4096字节。
关于Kernel.shmmni
表示系统中共享内存段的最大数量。系统默认是
4096,一般无需修改,在SUN OS下还有Kernel.shmmin参数,表示共享内存段最小尺寸,勿要混肴!
( 2)SGA、PAG参数的设置
( 2)SGA、PAG参数的设置
A Oracle
在
内存管理方面的改进
Oracle 9i通过参数
PGA_AGGREGATE_TARGET参数实现PGA自动管理 Oracle 10g通过参数SGA_TARGET参数实现了SGA的自动管理,
Oracle 11g实现了数据库所有内存块的全自动化管理,使得动态管理
SGA和PGA成为现实。
自动内存管理的两个参数:
MEMORY_TARGET:表示整个
ORACLE实例所能使用的内存大小,包括PGA和SGA的整体大小,即这个参数是动态的,可以动态控制SGA和PGA的大小。
MEMORY_MAX_TARGET:这个参数定义了
MEMORY_TARGET最大可以达到而不用重启实例的值,如果没有设置MEMORY_MAX_TARGET值,默认等于MEMORY_TARGET的值。
使用动态内存管理时,
SGA_TARGET和PGA_AGGREGATE_TARGET代表它们各自内存区域的最小设置,要让Oracle完全控制内存管理,这两个参数应该设置为0。
B Oracle五种内存管理方式
Ø
自动内存管理
,即AMM (Automatic Memory Management)
Ø
自动共享内存管理,即
ASMM(Automatic Shared Memory Management)
Ø
手动共享内存管理
Ø
自动
PGA管理
Ø
手动
PGA管理
自动内存管理(AMM)
默认安装
oracle11g的实例就是AMM方式。通过如下查看:
示例如下:
SQL> show parameters target
NAME TYPE VALUE
------------ --------------------- ------------------ ---------------------- archive_lag_target integer 0
db_flashback_retention_target integer 1860
fast_start_io_target integer 0
fast_start_mttr_target integer 0
memory_max_target big integer 1400M
memory_target big integer 1400M
pga_aggregate_target big integer 0
sga_target big integer 0
NAME TYPE VALUE
------------ --------------------- ------------------ ---------------------- archive_lag_target integer 0
db_flashback_retention_target integer 1860
fast_start_io_target integer 0
fast_start_mttr_target integer 0
memory_max_target big integer 1400M
memory_target big integer 1400M
pga_aggregate_target big integer 0
sga_target big integer 0
注意:如果初始化参数
LOCK_SGA = true ,则 AMM 是不可用的。
自动共享内存管理
自动共享内存管理是oracle10g引进的,如果要使用自动共享内存管理,只需设置MEMORY_TARGET=0,然后显式指定SGA_TARGET即可。
示例如下:
SQL> alter system set memory_target=0 scope=both;
System altered.
SQL> alter system set sga_target=1024m scope=both;
System altered.
SQL>
System altered.
SQL> alter system set sga_target=1024m scope=both;
System altered.
SQL>
手工共享内存管理
Oracle9i以及以前版本,只能手工设置共享内存管理,如果要使用手动共享内存管理,首先需要设置SGA_TARGET 与 MEMORY_TARGET为0。
SGA包含主要参数有:
share_pool_size:共享池大小,建议300-500M之间。
Log_buffer:日志缓冲区大小,建议1-3M之间。
Large_pool_size:大缓冲池大小,非MTS系统,建议在20-30M之间。
Java_pool_size:java池大小,没有java应用时,建议10-20M之间。
db_cache_size:数据缓冲区大小,根据可使用内存大小,尽可能大。
自动PAG管理
Oracle9i版本引入了自动
PGA管理,如果使用的是AMM管理方式,则无需担心PGA的配置,但是如果对对AMM管理不放心的话,可以设置自动PGA管理,设置
WORKAREA_SIZE_POLICY =
AUTO
然后指定
PGA_AGGREGATE_TARGET大小即可。,
手工PAG管理
如果要做到精确的控制
PGA,还可以设置手动管理PGA,设置
WORKAREA_SIZE_POLICY = manual
然后分别指定
PGA相关参数即可:
PGA相关参数有:
SORT_AREA_SIZE
SORT_AREA_RETAINED_SIZE,
3.Oracle
下磁盘存储性能优化
①
选择文件系统存取数据
文件系统的选择
单一文件系统(
ext2、ext3、xfs等)
集群文件系统(
gfs、ocfs2)
文件系统存储优缺点:
优点:管理维护方便。
缺点:数据读写要经过操作系统级的缓存,效率不是很高。
②
ASM
(Automatic Storage Management)
ASM优点:
数据可直接读写,无需经过操作系统存取效率很高,读写效率与直接的原始设备基本相同。
Oracle提供了专门的管理和维护工具
关于作者
高俊峰,网名:南非蚂蚁
本文转自holy2009 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/holy2010/506366