Linux性能优化

CPU

平均负载

平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，和 CPU 使用率并没有直接关系

在只有 2 个 CPU 的系统上，平均负载为 2 代表所有的 CPU 都刚好被完全占用，大量 IO 会导致平均负载变高，但 CPU 使用率却不一定高

top 命令展示的三个值，分别为 1 分钟、5 分钟、15 分钟内的平均负载

上下文切换

vmstat 可以查看系统整体上下文切换情况：

• cs（context switch）是每秒上下文切换的次数
• in（interrupt）则是每秒中断的次数
• r（Running or Runnable）是就绪队列的长度，也就是正在运行和等待 CPU 的进程数
• b（Blocked）则是处于不可中断睡眠状态的进程数

pidstat 则可以查看单个进程的上下文切换情况，cswch ，表示每秒自愿上下文切换（voluntary context switches）的次数，另一个则是 nvcswch ，表示每秒非自愿上下文切换（non voluntary context switches）的次数

• 自愿上下文切换：是指进程无法获取所需资源，导致的上下文切换。比如说， I/O、内存等系统资源不足时，就会发生自愿上下文切换。
• 非自愿上下文切换：是指进程由于时间片已到等原因，被系统强制调度，进而发生的上下文切换，大量进程都在争抢 CPU 时，就容易发生非自愿上下文切换

中断处理也需要上下文切换，可以通过 /proc/interrupts 查看中断最多的类型

CPU使用率

通过 top 可以查看 CPU 在不同场景下的运行时间：

• user（通常缩写为 us），代表用户态 CPU 时间。注它不包括下面的 nice 时间，但包括了 guest 时间
• nice（通常缩写为 ni），代表低优先级用户态 CPU 时间，也就是进程的 nice 值被调整为 1-19 之间时的 CPU 时间，nice 可取值范围是 -20 到 19，数值越大，优先级反而越低
• system（通常缩写为 sys），代表内核态 CPU 时间
• idle（通常缩写为 id），代表空闲时间。它不包括等待 I/O 的时间（iowait）
• iowait（通常缩写为 wa），代表等待 I/O 的 CPU 时间
• irq（通常缩写为 hi），代表处理硬中断的 CPU 时间
• softirq（通常缩写为 si），代表处理软中断的 CPU 时间
• steal（通常缩写为 st），代表当系统运行在虚拟机中的时候，被其他虚拟机占用的 CPU 时间
• guest（通常缩写为 guest），代表通过虚拟化运行其他操作系统的时间，也就是运行虚拟机的 CPU 时间
• guest_nice（通常缩写为 gnice），代表以低优先级运行虚拟机的时间

为了在具体进程找到占用 CPU 时钟最多的函数或者指令，可以通过 perf top 查看函数名或函数地址