性能調(diào)優(yōu)的第一步是性能分析，下面從性能分析著手進(jìn)行一些介紹，尤其對(duì)Linux性能分析工具vmstat的用法和實(shí)踐進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1、性能分析的目的
1）找出系統(tǒng)性能瓶頸（包括硬件瓶頸和軟件瓶頸）；
2）提供性能優(yōu)化的方案（升級(jí)硬件？改進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？）；
3）達(dá)到合理的硬件和軟件配置；
4）使系統(tǒng)資源使用達(dá)到最大的平衡。（一般情況下系統(tǒng)良好運(yùn)行的時(shí)候恰恰各項(xiàng)資源達(dá)到了一個(gè)平衡體，任何一項(xiàng)資源的過(guò)渡使用都會(huì)造成平衡體系破壞，從而造成系統(tǒng)負(fù)載極高或者響應(yīng)遲緩。比如CPU過(guò)渡使用會(huì)造成大量進(jìn)程等待CPU資源，系統(tǒng)響應(yīng)變慢，等待會(huì)造成進(jìn)程數(shù)增加，進(jìn)程增加又會(huì)造成內(nèi)存使用增加，內(nèi)存耗盡又會(huì)造成虛擬內(nèi)存使用，使用虛擬內(nèi)存又會(huì)造成磁盤IO增加和CPU開(kāi)銷增加）
2、影響性能的因素
1）CPU（cpu的速度與性能很大一部分決定了系統(tǒng)整體的性能，是否使用SMP）
2）內(nèi)存（物理內(nèi)存不夠時(shí)會(huì)使用交換內(nèi)存，使用swap會(huì)帶來(lái)磁盤I0和cpu的開(kāi)銷）
3）硬盤（存儲(chǔ)系統(tǒng)）
a、Raid技術(shù)使用（RAID0，RAID1，RAID5，RAID0+1）
b、小文件讀寫(xiě)瓶頸是磁盤的尋址（tps），大文件讀寫(xiě)的性能瓶頸是帶寬
c、Linux可以利用空閑內(nèi)存作文件系統(tǒng)訪問(wèn)的cache，因此系統(tǒng)內(nèi)存越大存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能也越好
4）網(wǎng)絡(luò)帶寬。
3、性能分析的步驟
1）對(duì)資源的使用狀況進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（nagios、cacti）
2）使用常見(jiàn)的性能分析工具（vmstat、top、free、iostat等）
3）經(jīng)驗(yàn)積累
a、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的缺陷和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的濫用最有可能導(dǎo)致性能問(wèn)題
b、性能瓶頸可能是因?yàn)槌绦虿?內(nèi)存不足/磁盤瓶頸，但最終表現(xiàn)出的結(jié)果就是CPU耗盡，系統(tǒng)負(fù)載極高，響應(yīng)遲緩，甚至?xí)簳r(shí)失去響應(yīng)
c、物理內(nèi)存不夠時(shí)會(huì)使用交換內(nèi)存，使用swap會(huì)帶來(lái)磁盤I0和cpu的開(kāi)銷
d、可能造成cpu瓶頸的問(wèn)題：頻繁執(zhí)Perl，php，java程序生成動(dòng)態(tài)web；數(shù)據(jù)庫(kù)查詢大量的where子句、order by/group by排序……
e、可能造成內(nèi)存瓶頸問(wèn)題：高并發(fā)用戶訪問(wèn)、系統(tǒng)進(jìn)程多，java內(nèi)存泄露……
f、可能造成磁盤IO瓶頸問(wèn)題：生成cache文件，數(shù)據(jù)庫(kù)頻繁更新，或者查詢大表……
4、vmstat詳細(xì)介紹
vmstat是一個(gè)很全面的性能分析工具，可以觀察到系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)、內(nèi)存使用、虛擬內(nèi)存使用、磁盤的IO、中斷、上下文切換、CPU使用等。對(duì)于 Linux 的性能分析，100%理解 vmstat 輸出內(nèi)容的含義，并能靈活應(yīng)用，那對(duì)系統(tǒng)性能分析的能力就算是基本掌握了。
下面是vmstat命令的輸出結(jié)果：
[root@monitor-www ~]# vmstat 1 5
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 84780 909744 267428 1912076 0 0 20 94 0 0 2 1 95 1 0
1 2 84780 894968 267428 1912216 0 0 0 1396 2301 11337 8 3 89 0 0
1 0 84780 900680 267428 1912340 0 0 76 1428 1854 8082 7 2 90 0 0
1 0 84780 902544 267432 1912548 0 0 116 928 1655 7502 7 2 92 0 0
2 0 84780 900076 267432 1912948 0 0 180 904 1963 8703 10 3 87 0 0 |
對(duì)輸出解釋如下：
1）procs
a.r列表示運(yùn)行和等待CPU時(shí)間片的進(jìn)程數(shù)，這個(gè)值如果長(zhǎng)期大于系統(tǒng)CPU個(gè)數(shù)，就說(shuō)明CPU資源不足，可以考慮增加CPU；
b.b列表示在等待資源的進(jìn)程數(shù)，比如正在等待I/O或者內(nèi)存交換等。
2）memory
a、swpd列表示切換到內(nèi)存交換區(qū)的內(nèi)存數(shù)量（以KB為單位）。如果swpd的值不為0或者比較大，而且si、so的值長(zhǎng)期為0，那么這種情況一般不用擔(dān)心，不會(huì)影響系統(tǒng)性能；
b、free列表示當(dāng)前空閑的物理內(nèi)存數(shù)量（以KB為單位）；
c、buff列表示buffers cache的內(nèi)存數(shù)量，一般對(duì)塊設(shè)備的讀寫(xiě)才需要緩沖；
d、cache列表示page cached的內(nèi)存數(shù)量，一般作文件系統(tǒng)的cached，頻繁訪問(wèn)的文件都會(huì)被cached。如果cached值較大，就說(shuō)明cached文件數(shù)較多。如果此時(shí)IO中的bi比較小，就說(shuō)明文件系統(tǒng)效率比較好。
3）swap
a、si列表示由磁盤調(diào)入內(nèi)存，也就是內(nèi)存進(jìn)入內(nèi)存交換區(qū)的數(shù)量；
b、so列表示由內(nèi)存調(diào)入磁盤，也就是內(nèi)存交換區(qū)進(jìn)入內(nèi)存的數(shù)量
c、一般情況下，si、so的值都為0，如果si、so的值長(zhǎng)期不為0，則表示系統(tǒng)內(nèi)存不足，需要考慮是否增加系統(tǒng)內(nèi)存。
4）IO
a、bi列表示從塊設(shè)備讀入的數(shù)據(jù)總量（即讀磁盤，單位KB/秒）
b、bo列表示寫(xiě)入到塊設(shè)備的數(shù)據(jù)總量（即寫(xiě)磁盤，單位KB/秒）
這里設(shè)置的bi+bo參考值為1000，如果超過(guò)1000，而且wa值比較大，則表示系統(tǒng)磁盤IO性能瓶頸。
5）system
a、in列表示在某一時(shí)間間隔中觀察到的每秒設(shè)備中斷數(shù)；
b、cs列表示每秒產(chǎn)生的上下文切換次數(shù)。
上面這兩個(gè)值越大，會(huì)看到內(nèi)核消耗的CPU時(shí)間就越多。
6）CPU
a、us列顯示了用戶進(jìn)程消耗CPU的時(shí)間百分比。us的值比較高時(shí)，說(shuō)明用戶進(jìn)程消耗的CPU時(shí)間多，如果長(zhǎng)期大于50%，需要考慮優(yōu)化程序啥的。
b、sy列顯示了內(nèi)核進(jìn)程消耗CPU的時(shí)間百分比。sy的值比較高時(shí)，就說(shuō)明內(nèi)核消耗的CPU時(shí)間多；如果us+sy超過(guò)80%，就說(shuō)明CPU的資源存在不足。
c、id列顯示了CPU處在空閑狀態(tài)的時(shí)間百分比；
d、wa列表示IO等待所占的CPU時(shí)間百分比。wa值越高，說(shuō)明IO等待越嚴(yán)重。如果wa值超過(guò)20%，說(shuō)明IO等待嚴(yán)重。
e、st列一般不關(guān)注，虛擬機(jī)占用的時(shí)間百分比。 （Linux 2.6.11）