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Linux性能分析工具vmstat的用法和實踐進(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)良好運行的時候恰恰各項資源達(dá)到了一個平衡體，任何一項資源的過渡使用都會造成平衡體系破壞，從而造成系統(tǒng)負(fù)載極高或者響應(yīng)遲緩。比如CPU過渡使用會造成大量進(jìn)程等待CPU資源，系統(tǒng)響應(yīng)變慢，等待會造成進(jìn)程數(shù)增加，進(jìn)程增加又會造成內(nèi)存使用增加，內(nèi)存耗盡又會造成虛擬內(nèi)存使用，使用虛擬內(nèi)存又會造成磁盤IO增加和CPU開銷增加）

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)存不夠時會使用交換內(nèi)存，使用swap會帶來磁盤I0和cpu的開銷）

　　3）硬盤（存儲系統(tǒng)）

　　a.Raid技術(shù)使用（RAID0, RAID1, RAID5, RAID0+1）

　　b.小文件讀寫瓶頸是磁盤的尋址（tps），大文件讀寫的性能瓶頸是帶寬

　　c.Linux可以利用空閑內(nèi)存作文件系統(tǒng)訪問的cache，因此系統(tǒng)內(nèi)存越大存儲系統(tǒng)的性能也越好

　　4）網(wǎng)絡(luò)帶寬。

　　3.性能分析的步驟

　　1)對資源的使用狀況進(jìn)行長期的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（nagios、cacti）

　　2）使用常見的性能分析工具（vmstat、top、free、iostat等)

　　3）經(jīng)驗積累

　　a.應(yīng)用程序設(shè)計的缺陷和數(shù)據(jù)庫查詢的濫用最有可能導(dǎo)致性能問題

　　b.性能瓶頸可能是因為程序差/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失去響應(yīng)

　　c.物理內(nèi)存不夠時會使用交換內(nèi)存，使用swap會帶來磁盤I0和cpu的開銷

　　d.可能造成cpu瓶頸的問題：頻繁執(zhí)Perl，php，java程序生成動態(tài)web；數(shù)據(jù)庫查詢大量的where子句、order by/group by排序……

　　e.可能造成內(nèi)存瓶頸問題：高并發(fā)用戶訪問、系統(tǒng)進(jìn)程多，java內(nèi)存泄露……

　　f.可能造成磁盤IO瓶頸問題：生成cache文件，數(shù)據(jù)庫頻繁更新，或者查詢大表……

　　4.vmstat詳細(xì)介紹

　　vmstat是一個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

　　對輸出解釋如下：

　　1）procs

　　a.r列表示運行和等待CPU時間片的進(jìn)程數(shù)，這個值如果長期大于系統(tǒng)CPU個數(shù)，就說明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的值長期為0，那么這種情況一般不用擔(dān)心，不會影響系統(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，一般對塊設(shè)備的讀寫才需要緩沖；

　　d.cache列表示page cached的內(nèi)存數(shù)量，一般作文件系統(tǒng)的cached，頻繁訪問的文件都會被cached。如果cached值較大，就說明cached文件數(shù)較多。如果此時IO中的bi比較小，就說明文件系統(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列表示寫入到塊設(shè)備的數(shù)據(jù)總量（即寫磁盤，單位KB/秒）

　　這里設(shè)置的bi+bo參考值為1000，如果超過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)。

　　上面這兩個值越大，會看到內(nèi)核消耗的CPU時間就越多。

　　6）CPU

　　a.us列顯示了用戶進(jìn)程消耗CPU的時間百分比。us的值比較高時，說明用戶進(jìn)程消耗的CPU時間多，如果長期大于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的時間百分比。sy的值比較高時，就說明內(nèi)核消耗的CPU時間多；如果us+sy超過80%，就說明CPU的資源存在不足。

　　c.id列顯示了CPU處在空閑狀態(tài)的時間百分比；

　　d.wa列表示IO等待所占的CPU時間百分比。wa值越高，說明IO等待越嚴(yán)重。如果wa值超過20%，說明IO等待嚴(yán)重。

　　e.st列一般不關(guān)注，虛擬機占用的時間百分比。 （Linux 2.6.11）