Bagaimana untuk mengoptimumkan dan meningkatkan prestasi Linux dalam 60 saat? Hanya 2% orang yang tahu-LINUX-php.cn

Apabila anda menemui masalah prestasi sistem pada pelayan Linux, apakah penunjuk sistem yang akan anda semak pada minit pertama?

Netflix mempunyai kluster EC2 berskala besar pada AWS, serta pelbagai alat analisis dan pemantauan prestasi. Sebagai contoh, kami menggunakan Atlas untuk memantau keseluruhan platform dan Vektor untuk menganalisis prestasi kejadian EC2 dalam masa nyata. Alat ini sudah boleh membantu kami menyelesaikan kebanyakan masalah, tetapi kadangkala kami masih perlu log masuk ke mesin dan menggunakan beberapa alat analisis prestasi Linux standard untuk mencari masalah.

Dalam artikel ini, pasukan Kejuruteraan Prestasi Netflix akan memperkenalkan beberapa alatan baris arahan Linux standard yang kami gunakan untuk menganalisis dan mencari masalah dalam tempoh 60 saat pertama penemuan.

Sepanjang 60 saat ini, anda boleh menggunakan 10 baris arahan berikut untuk memahami operasi keseluruhan sistem dan penggunaan sumber proses yang sedang berjalan.

Di antara metrik ini, kami mula-mula memfokuskan pada metrik yang berkaitan dengan ralat dan kadar ketepuan sumber, kemudian melihat penggunaan sumber. Ralat dan kadar ketepuan sumber agak mudah difahami. Ketepuan merujuk kepada beban pada sumber (seperti CPU, memori, cakera) yang melebihi keupayaannya untuk mengendalikan Apa yang kami perhatikan pada masa ini ialah baris gilir permintaan mula bertimbun atau masa menunggu permintaan menjadi lebih lama.

uptime 
dmesg | tail 
vmstat 1 
mpstat -P ALL 1 
pidstat 1 
iostat -xz 1 
free -m 
sar -n DEV 1 
sar -n TCP,ETCP 1 
top

Salin selepas log masuk

Sesetengah baris arahan bergantung pada pakej sysstat. Melalui penggunaan baris arahan ini, anda boleh membiasakan diri dengan set kaedah atau proses yang biasa digunakan semasa menganalisis masalah prestasi sistem: USE. Kaedah ini terutamanya menganalisis semua sumber (CPU, memori, cakera, dll.) daripada tiga aspek: penggunaan sumber (Penggunaan), ketepuan sumber (Satulasi) dan ralat (Ralat).

Semasa proses analisis ini, kami juga mesti sentiasa memberi perhatian kepada isu sumber yang telah kami hapuskan untuk mengecilkan skop kedudukan kami dan memberikan arah yang lebih jelas untuk kedudukan seterusnya.

Bab berikut memberikan penjelasan bagi setiap baris arahan dan menggunakan data kami dalam persekitaran pengeluaran sebagai contoh. Untuk penerangan yang lebih terperinci tentang baris arahan ini, sila lihat dokumentasi bantuan yang sepadan.

1.uptime

$ uptime

Salin selepas log masuk

Arahan ini boleh menyemak purata beban sistem dengan cepat Anda boleh menganggap nilai beban ini menunjukkan bilangan tugasan yang sedang menunggu untuk dijalankan. Pada sistem Linux, ini termasuk tugas yang ingin atau sedang menggunakan CPU, serta tugas yang disekat pada io. Perintah ini boleh memberi kita pemahaman umum tentang status global sistem, tetapi kita masih perlu menggunakan alat lain untuk mendapatkan maklumat lanjut.

Tiga nilai ini ialah purata dinamik wajaran eksponen yang dikira oleh sistem selama 1 minit, 5 minit dan 15 minit, yang boleh dianggap sebagai nilai purata dalam tempoh masa ini. Berdasarkan tiga nilai ini, kita boleh memahami bagaimana beban sistem berubah dari semasa ke semasa. Sebagai contoh, jika terdapat masalah dengan sistem sekarang, dan anda menyemak tiga nilai ini dan mendapati bahawa nilai beban 1 minit adalah jauh lebih kecil daripada nilai beban 15 minit, maka anda mungkin terlepas titik masa masalah sistem.

Dalam contoh di atas, purata beban menunjukkan 30 dalam 1 minit, iaitu lebih daripada 19 dalam 15 minit. Terdapat banyak sebab untuk peningkatan beban, mungkin CPU tidak cukup digunakan vmstat atau mpstat boleh mengesahkan lagi di mana masalahnya;

2.dmesg |

$ dmesg | tail 
[1880957.563150] perl invoked oom-killer: gfp_mask=0x280da, order=0, oom_score_adj=0 

[...] 
[1880957.563400] Out of memory: Kill process 18694 (perl) score 246 or sacrifice child 
[1880957.563408] Killed process 18694 (perl) total-vm:1972392kB, anon-rss:1953348kB, file-

rss:0kB 
[2320864.954447] TCP: Possible SYN flooding on port 7001. Dropping request.  Check SNMP count

Salin selepas log masuk

Arahan ini memaparkan log sistem terkini. Di sini kami terutamanya mencari sama ada terdapat sebarang ralat sistem yang boleh menyebabkan masalah prestasi. Contoh di atas termasuk oom-killer dan kehilangan paket TCP.

Jangan langkau langkah ini! dmesg sentiasa berbaloi untuk dilihat.

3. vmstat 1

$ vmstat 1 
procs ---------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- 
r  b swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st 
34  0    0 200889792  73708 591828    0    0     0     5    6   10 96  1  3  0  0 
32  0    0 200889920  73708 591860    0    0     0   592 13284 4282 98  1  1  0  0 
32  0    0 200890112  73708 591860    0    0     0     0 9501 2154 99  1  0  0  0 
32  0    0 200889568  73712 591856    0    0     0    48 11900 2459 99  0  0  0  0 
32  0    0 200890208  73712 591860    0    0     0     0 15898 4840 98  1  1  0  0 
^C

Salin selepas log masuk

vmstat menunjukkan beberapa syarat memori maya dan CPU. Dalam contoh di atas, 1 dalam baris arahan bermaksud untuk memaparkannya setiap 1 saat. Dalam versi vmstat ini, baris pertama mewakili pelbagai penunjuk sejak permulaan ini Kita boleh mengabaikan baris pertama buat sementara waktu.

Petunjuk untuk diperiksa:

r：处在 runnable 状态的任务，包括正在运行的任务和等待运行的任务。这个值比平均负载能更好地看出 CPU 是否饱和。这个值不包含等待 io 相关的任务。当 r 的值比当前 CPU 个数要大的时候，系统就处于饱和状态了。
free：以 KB 计算的空闲内存大小。
si，so：换入换出的内存页。如果这两个值非零，表示内存不够了。
us，sy，id，wa，st：CPU 时间的各项指标（对所有 CPU 取均值），分别表示：用户态时间，内核态时间，空闲时间，等待 io，偷取时间（在虚拟化环境下系统在其它租户上的开销）

把用户态 CPU 时间（us）和内核态 CPU 时间（sy）加起来，我们可以进一步确认 CPU 是否繁忙。等待 IO 的时间（wa）高的话，表示磁盘是瓶颈；注意，这个也被包含在空闲时间里面(id)， CPU 这个时候也是空闲的，任务此时阻塞在磁盘 IO 上了。你可以把等待 IO 的时间(wa)看做另一种形式的 CPU 空闲，它可以告诉你 CPU 为什么是空闲的。

系统处理 IO 的时候，肯定是会消耗内核态时间(sy)的。如果内核态时间较多的话，比如超过 20%，我们需要进一步分析，也许内核对 IO 的处理效率不高。

在上面这个例子里，CPU 时间大部分都消耗在了用户态，表明主要是应用层的代码在使用 CPU。CPU 利用率（us + sy）也超过了 90%，这不一定是一个问题;我们可以通过 r 和 CPU 个数确定 CPU 的饱和度。

4. mpstat -P ALL 1

$ mpstat -P ALL 1 
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015  _x86_64_ (32 CPU)

07:38:49 PM  CPU   %usr  %nice   %sys %iowait   %irq  %soft  %steal  %guest 
 %gnice  %idle 
07:38:50 PM  all  98.47   0.00   0.75    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00  
 0.00   0.78 
07:38:50 PM    0  96.04   0.00   2.97    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00   
 0.00   0.99 
07:38:50 PM    1  97.00   0.00   1.00    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00  
  0.00   2.00 
07:38:50 PM    2  98.00   0.00   1.00    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00   
 0.00   1.00 
07:38:50 PM    3  96.97   0.00   0.00    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00   
0.00   3.03 
[...]

Salin selepas log masuk

这个命令把每个 CPU 的时间都打印出来，可以看看 CPU 对任务的处理是否均匀。比如，如果某一单个 CPU 使用率很高的话，说明这是一个单线程应用。

5. pidstat 1

$ pidstat 1 
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015    _x86_64_    (32 CPU)

07:41:02 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command 
07:41:03 PM     0         9    0.00    0.94    0.00    0.94     1  rcuos/0 
07:41:03 PM     0      4214    5.66    5.66    0.00   11.32    15  mesos-slave 
07:41:03 PM     0      4354    0.94    0.94    0.00    1.89     8  java 
07:41:03 PM     0      6521 1596.23    1.89    0.00 1598.11    27  java 
07:41:03 PM     0      6564 1571.70    7.55    0.00 1579.25    28  java 
07:41:03 PM 60004     60154    0.94    4.72    0.00    5.66     9  pidstat

07:41:03 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command 
07:41:04 PM     0      4214    6.00    2.00    0.00    8.00    15  mesos-slave 
07:41:04 PM     0      6521 1590.00    1.00    0.00 1591.00    27  java 
07:41:04 PM     0      6564 1573.00   10.00    0.00 1583.00    28  java 
07:41:04 PM   108      6718    1.00    0.00    0.00    1.00     0  snmp-pass 
07:41:04 PM 60004     60154    1.00    4.00    0.00    5.00     9  pidstat 
^C

Salin selepas log masuk

pidstat 和 top 很像，不同的是它可以每隔一个间隔打印一次，而不是像 top 那样每次都清屏。这个命令可以方便地查看进程可能存在的行为模式，你也可以直接 copy past，可以方便地记录随着时间的变化，各个进程运行状况的变化。

上面的例子说明有 2 个 Java 进程消耗了大量 CPU。这里的 %CPU 表明的是对所有 CPU 的值，比如 1591% 标识这个 Java 进程几乎消耗了 16 个 CPU。

6. iostat -xz 1

$ iostat -xz 1 
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015  x86_64 (32 CPU) 
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle 
73.96    0.00    3.73    0.03    0.06   22.21 
Device:   rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz 
  await r_await w_await  svctm  %util 
xvda        0.00     0.23    0.21    0.18     4.52     2.08    34.37     0.00    
9.98   13.80    5.42   2.44   0.09 
xvdb        0.01     0.00    1.02    8.94   127.97   598.53   145.79     0.00   
 0.43    1.78    0.28   0.25   0.25 
xvdc        0.01     0.00    1.02    8.86   127.79   595.94   146.50     0.00    
0.45    1.82    0.30   0.27   0.26 
dm-0        0.00     0.00    0.69    2.32    10.47    31.69    28.01     0.01    3.23 
   0.71    3.98   0.13   0.04 
dm-1        0.00     0.00    0.00    0.94     0.01     3.78     8.00     0.33  345.84  
  0.04  346.81   0.01   0.00 
dm-2        0.00     0.00    0.09    0.07     1.35     0.36    22.50     0.00    2.55 
   0.23

Salin selepas log masuk

iostat 是理解块设备(磁盘)的当前负载和性能的重要工具。几个指标的含义：

r/s，w/s，rkB/s，wkB/s：系统发往设备的每秒的读次数、每秒写次数、每秒读的数据量、每秒写的数据量。这几个指标反映的是系统的工作负载。系统的性能问题很有可能就是负载太大。
await：系统发往 IO 设备的请求的平均响应时间。这包括请求排队的时间，以及请求处理的时间。超过经验值的平均响应时间表明设备处于饱和状态，或者设备有问题。
avgqu-sz：设备请求队列的平均长度。队列长度大于 1 表示设备处于饱和状态。
%util：设备利用率。设备繁忙的程度，表示每一秒之内，设备处理 IO 的时间占比。大于 60% 的利用率通常会导致性能问题(可以通过 await 看到)，但是每种设备也会有有所不同。接近 100% 的利用率表明磁盘处于饱和状态。

如果这个块设备是一个逻辑块设备，这个逻辑快设备后面有很多物理的磁盘的话，100% 利用率只能表明有些 IO 的处理时间达到了 100%;后端的物理磁盘可能远远没有达到饱和状态，可以处理更多的负载。

还有一点需要注意的是，较差的磁盘 IO 性能并不一定意味着应用程序会有问题。应用程序可以有许多方法执行异步 IO，而不会阻塞在 IO 上面;应用程序也可以使用诸如预读取，写缓冲等技术降低 IO 延迟对自身的影响。

7. free -m

$ free -m
            total       used       free       shared    buffers     cached
Mem:        245998      24545     221453         83         59        541
-/+ buffers/cache:      23944     222053
Swap:

Salin selepas log masuk

右边的两列显式：

buffers：用于块设备 I/O 的缓冲区缓存。
cached：用于文件系统的页面缓存。

我们只是想要检查这些不接近零的大小，其可能会导致更高磁盘 I/O(使用 iostat 确认)，和更糟糕的性能。上面的例子看起来还不错，每一列均有很多 M 个大小。

比起第一行，-/+ buffers/cache 提供的内存使用量会更加准确些。Linux 会把暂时用不上的内存用作缓存，一旦应用需要的时候就立刻重新分配给它。所以部分被用作缓存的内存其实也算是空闲的内存。为了解释这一点，甚至有人专门建了个网站：http://www.linuxatemyram.com/。

如果使用 ZFS 的话，可能会有点困惑。ZFS 有自己的文件系统缓存，在 free -m 里面看不到;系统看起来空闲内存不多了，但是有可能 ZFS 有很多的缓存可用。

8. sar -n DEV 1

$ sar -n DEV 1 
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015     _x86_64_    (32 CPU)

12:16:48 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s 
  %ifutil 
12:16:49 AM      eth0  18763.00   5032.00  20686.42    478.30      0.00      0.00      0.00     
 0.00 
12:16:49 AM        lo     14.00     14.00      1.36      1.36      0.00      0.00      0.00    
  0.00 
12:16:49 AM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00     
 0.00

12:16:49 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s 
  %ifutil 
12:16:50 AM      eth0  19763.00   5101.00  21999.10    482.56      0.00      0.00      0.00    
  0.00 
12:16:50 AM        lo     20.00     20.00      3.25      3.25      0.00      0.00      0.00    
  0.00 
12:16:50 AM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    
  0.00 
^C

Salin selepas log masuk

这个工具可以查看网络接口的吞吐量：rxkB/s 和 txkB/s 可以测量负载，也可以看是否达到网络流量限制了。在上面的例子里，eth0 的吞吐量达到了大约 22 Mbytes/s，差不多 176 Mbits/sec ，比 1 Gbit/sec 还要少很多。

这个例子里也有 %ifutil 标识设备利用率，我们也用 Brenan 的 nicstat tool 测量。和 nicstat 一样，这个设备利用率很难测量正确，上面的例子里好像这个值还有点问题。

9. sar -n TCP,ETCP 1

$ sar -n TCP,ETCP 1 
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015    _x86_64_    (32 CPU)

12:17:19 AM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s 
12:17:20 AM      1.00      0.00  10233.00  18846.00

12:17:19 AM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s 
12:17:20 AM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

12:17:20 AM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s 
12:17:21 AM      1.00      0.00   8359.00   6039.00

12:17:20 AM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s 
12:17:21 AM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00 
^C

Salin selepas log masuk

这是对 TCP 重要指标的一些概括，包括：

active/s：每秒钟本地主动开启的 TCP 连接，也就是本地程序使用 connect() 系统调用
passive/s：每秒钟从源端发起的 TCP 连接，也就是本地程序使用 accept() 所接受的连接
retrans/s：每秒钟的 TCP 重传次数
atctive 和 passive 的数目通常可以用来衡量服务器的负载：接受连接的个数(passive)，下游连接的个数(active)。可以简单认为 active 为出主机的连接，passive 为入主机的连接；但这个不是很严格的说法，比如 loalhost 和 localhost 之间的连接。

重传表示网络或者服务器的问题。也许是网络不稳定了，也许是服务器负载过重开始丢包了。上面这个例子表示每秒只有 1 个新连接建立。

10. top

$ top 
top - 00:15:40 up 21:56,  1 user,  load average: 31.09, 29.87, 29.92 
Tasks: 871 total,   1 running, 868 sleeping,   0 stopped,   2 zombie 
%Cpu(s): 96.8 us,  0.4 sy,  0.0 ni,  2.7 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st 
KiB Mem:  25190241+total, 24921688 used, 22698073+free,    60448 buffers 
KiB Swap:        0 total,        0 used,        0 free.   554208 cached Mem

PID     USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND 
20248   root      20   0  0.227t 0.012t  18748 S  3090  5.2  29812:58 java 
4213    root      20   0 2722544  64640  44232 S  23.5  0.0 233:35.37 mesos-slave 
66128   titancl+  20   0   24344   2332   1172 R   1.0  0.0   0:00.07 top 
5235    root      20   0 38.227g 547004  49996 S   0.7  0.2   2:02.74 java 
4299    root      20   0 20.015g 2.682g  16836 S   0.3  1.1  33:14.42 java 
 1      root      20   0   33620   2920   1496 S   0.0  0.0   0:03.82 init 
 2      root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.02 kthreadd 
 3      root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:05.35 ksoftirqd/0 
 5      root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H

Salin selepas log masuk

top 命令涵盖了我们前面讲述的许多指标。我们可以用它来看和我们之前查看的结果有没有很大的不同，如果有的话，那表示系统的负载在变化。

top 的缺点就是你很难找到这些指标随着时间的一些行为模式，在这种情况下，vmstat 或者 pidstat 这种可以提供滚动输出的命令是更好的方式。如果你不以足够快的速度暂停输出(Ctrl-S 暂停，Ctrl-Q 继续)，一些间歇性问题的线索也可能由于被清屏而丢失。

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana untuk mengoptimumkan dan meningkatkan prestasi Linux dalam 60 saat? Hanya 2% orang yang tahu. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!