Linux性能监控与调优全攻略_如何分析Linux服务器瓶颈

技术文档

一、一、性能检测（监控）**

**1. CPU1. CPU 监控

命令

功能

关键参数/输出

场景

top / htop

实时进程级

%CPU（进程占用率）、%MEM（内存占用率）、Load Average（负载平均值)

快速定位高 CPU 进

mpstat -P ALL 1

每个核心的 CPU 使用率

%usr（用户态）、%sys（内核态）、%iowait（I/O 等待）

多核负载均衡分析

uptime

系统负载与运行时间

11:32:20 up 3:21, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05

快速查看负载趋势

perf top

实时 CPU 热点函数分析

按函数名排序 CPU 占用率

深入代码级

说明：

1. top

分类具体指标数值 / 说明系统基本信息当前时间 11:16:47 开机时长 up 3:05（已开机 3 小时 05 分钟）登录用户数 2 users 系统平均负载 load average: 0.00, 0.01, 0.05（1 分钟、5 分钟、15 分钟平均负载）任务（进程）统计总进程数 226 total 运行中进程数 1 running 休眠进程数 222 sleeping 停止进程数 3 stopped 僵尸进程数 0 zombie CPU 使用率用户态（us） 0.1%（应用程序占用 CPU 比例）内核态（sy） 0.1%（系统内核功能占用 CPU 比例）调整优先级的用户态（ni） 0.0% 空闲（id） 99.8%（空闲 CPU 比例，越高越空闲）等待 I/O（wa） 0.0%（因等待磁盘、网络等 I/O 操作占用 CPU 耗时比例）硬件中断（hi） 0.0%（处理硬件中断占用 CPU 耗时比例）软件中断（si） 0.0%（处理软件中断占用 CPU 耗时比例）被虚拟机 “偷走”（st） 0.0%（虚拟机场景下，被其他虚拟机占用的 CPU 时间比例）内存信息总物理内存（KiB Mem total） 4026372 KiB（约 4GB ）空闲物理内存（free） 2535540 KiB 已用物理内存（used） 783396 KiB 缓存（buff/cache） 707436 KiB（可被释放给应用的临时缓存）交换分区信息总交换分区（KiB Swap total） 4194300 KiB（约 4GB ）空闲交换分区（free） 4194300 KiB 已用交换分区（used） 0 KiB（未用到磁盘交换，性能较好）实际可用内存（avail Mem） 2899668 KiB（含可回收缓存，体现实际可用内存）进程详情 PID（进程 ID） 10463、12545、1、2 等 USER（所属用户） root（所列进程均属 root 用户） PR（进程优先级） 20（数值越小优先级越高，所列进程多为 20 ） NI（nice 值） 0（调整进程优先级，范围 -20 ~ 19 ） VIRT（虚拟内存总量）如 566636 KiB（vmtoolsd 进程）、162012 KiB（top 进程）等 RES（实际物理内存占用）如 25912 KiB（vmtoolsd 进程）、2372 KiB（top 进程）等 SHR（共享内存）如 19120 KiB（vmtoolsd 进程）、1588 KiB（top 进程）等 S（进程状态） S（休眠）、R（运行，如 top 进程状态为 R ）等 % CPU（进程 CPU 使用率）如 0.3%（vmtoolsd、top 进程）、0.0%（systemd 等进程） % MEM（进程内存使用率）如 0.6%（vmtoolsd 进程）、0.1%（top 进程）、0.2%（systemd 进程）等 TIME+（累计 CPU 耗时）如 0:13.54（vmtoolsd 进程）、0:00.02（top 进程）、0:01.55（systemd 进程）等 COMMAND（进程名称 / 命令） vmtoolsd、top、systemd、kthreadd 等
2.mpstat -P ALL 1

列名全称 / 含义示例值（以 all 行为例）补充说明 11:27:17 AM
11:27:18 AM 采样时间采样时间戳第一行是 “表头时间”，后续是实际采样时间 CPU CPU 标识：
- all = 所有 CPU 总览
- 0/1 = 单个 CPU 核心编号 all、0、1 你的输出里还有 2、3 核心（截图未完整显示） %usr 用户态 CPU 使用率（应用程序、脚本等用户空间程序占用 CPU 比例） 0.00 数值越高，用户程序越繁忙 %nice 调整过优先级（nice 值）的用户态 CPU 使用率 0.00 通常为 0（少用优先级调整时） %sys 内核态 CPU 使用率（系统内核功能、驱动等占用 CPU 比例） 0.25（all 行）数值高可能因内核任务多（如 I/O 调度） %iowait CPU 等待 I/O 耗时比例（因磁盘、网络等 I/O 阻塞，CPU 空闲等待的时间） 0.00 高值可能表示存储 / 网络性能瓶颈 %irq 硬件中断（如键盘、磁盘控制器触发）占用 CPU 比例 0.00 通常较低，驱动异常时可能升高 %soft 软件中断（内核内部触发的中断）占用 CPU 比例 0.00 同上，异常时需关注 %steal 虚拟机场景下，被宿主机 “偷走” 的 CPU 时间（仅虚拟机内可见） 0.00 物理机无此损耗，虚拟机需关注 %guest 运行虚拟机客户机（如 KVM 虚机）占用的 CPU 比例 0.00 无虚拟机时通常为 0 %gnice 调整过优先级的虚拟机客户机 CPU 使用率 0.00 同上，少用场景为 0 %idle CPU 空闲比例（完全无任务时的空闲时间） 99.75（all 行）

2. 内存监控

命令

功能

关键参数/输出

场景

free -h

内存使用情况（人类可读）

available（可用内存）、buff/cache（缓存）、used（已用）

**关键指标：关键指标：available < 10% 需警惕

vmstat 1 5

内存、进程、I/O 综合统计

si/so（Swap 交换量）、bi/bo（磁盘r（运行队列长度

内存不足或 I/O 瓶颈

sar -r 1 5

内存使用率历史数据

kbmemfree（空闲内存）、kbmemused（已用内存）、%memused（使用率）

长

1. free -h
分类字段含义 & 示例值补充说明内存 total 总物理内存：3.8G 系统总内存约 3.8GB used 已用内存：765M 实际被程序占用的内存 free 空闲内存：2.4G 完全未被使用的 “纯空闲” 内存 buff/cache 缓存内存：690M 用于磁盘缓存（可释放给程序） available 可用内存：2.8G 程序实际可申请的内存（含可回收缓存）交换分区 total 总交换空间：4.0G 硬盘模拟的 “虚拟内存” 总大小 used 已用交换：0B 未用到交换分区（性能好） free 空闲交换：4.0G 交换分区剩余空间
总结：系统物理内存充足（总 3.8G，已用仅 765M，可用 2.8G ），且未用到交换分区（Swap 用 0B ），内存状态非常健康，无内存压力～

2. vmstat 1 5

3. sar -r 1 5

3. 磁盘 I/O 监控

命令

功能

关键参数/输出

场景

iostat -dx 1 5

磁盘 I/O 性能（扩展模式）

%util（设备繁忙度）、await（I/O 延迟）、r/s（读请求数）、w/s（写请求数）

瓶颈判断：%util > 80% 或 await > 20ms

df -h

磁盘分区空间使用率

Use%（使用率）、Mounted on（挂载点）

磁盘空间告

1. iostat -dx 1 5
分类字段 / 列名含义 & 示例值补充说明磁盘设备 Device 磁盘设备名：scd0、sda sda 通常是主硬盘，scd0 可能是光驱 I/O 指标 tps 每秒 I/O 操作数：
scd0: 0.00
sda: 0.44 数值越高，磁盘越繁忙 kB_read/s 每秒读数据量（kB）：
scd0: 0.02
sda: 15.91 读吞吐量，反映读性能 kB_wrtn/s 每秒写数据量（kB）：
scd0: 0.00
sda: 1.25 写吞吐量，反映写性能累计统计 kB_read 累计读总量（kB）：
scd0: 1050
sda: 676095 系统启动以来的读总数据量 kB_wrtn 累计写总量（kB）：
scd0: 0
sda: 53193 系统启动以来的写总数据量
关键结论

sda（主硬盘）：有一定读写活动（tps=0.44、kB_read/s=15.91、kB_wrtn/s=1.25 ），但整体负载低，属于正常使用状态。

scd0（可能是光驱）：读写极少（tps=0.00、kB_wrtn/s=0.00 ），符合光驱低使用场景。
系统磁盘 I/O 压力小，无明显性能瓶颈。

4. 网络监控

命令

功能

关键参数/输出

场景

sar -n DEV 1 5

网络接口流量统计

rxkB/s（接收速率）、txkB/s（发送速率）、rxerr/s（接收错误）

带宽瓶颈或丢包问题

ss -tuln

监听端口与连接状态

LISTEN（监听端口）、ESTAB（已建立连接）

检查服务端口是否正常

netstat -s

网络协议统计（TCP/UDP/ICMP）

segments retransmitted（TCP 重传）、packet receive errors（接收错误）

网络层问题分析

1. sar -n DEV 1 5

2.ss -tuln

3. netstat -s

5. 综合监控工具

工具

功能

特点

dstat

CPU/内存/磁盘/网络一体化监控

dstat -tcmndpy（时间+CPU+内存+磁盘+网络+系统调用）

glances

跨平台系统监控（Web/终端）

支持插件扩展，可监控 Docker、传感器等

nmon

实时性能监控 + 数据导出

生成 CSV 报告用于长期分析

二、性能调优（优化）

1. CPU 调优

场景

调优策略

命令/配置

进程 CPU 绑定

减少跨 CPU 核心切换开销

taskset -cp 0,1 （绑定进程到核心 0,1）

中断亲和性

分散网卡中断到不同 CPU 核心

echo 1 > /proc/irq//smp_affinity（绑定到 CPU 0）

CPU 频率调节

固定高性能模式（省电场景用 ondemand）

cpupower frequency-set -g performance

减少上下文切换

降低线程数或使用异步 I/O

优化应用代码（如使用 Nginx 的 worker_processes auto）

2. 内存调优

场景

调优策略

命令/配置

减少 Swap 使用

避免内存频繁交换到磁盘（需确保物理内存充足）

sysctl vm.swappiness=10（默认 60，0 表示禁用 Swap）

调整脏页回写

减少磁盘写频率，提升写性能

sysctl vm.dirty_ratio=15（脏页占比达 15% 时阻塞写）

启用大页内存

减少 TLB Miss（适用于数据库、虚拟化）

echo 2048 > /proc/sys/vm/nr_hugepages（分配 2048 个 2MB 大页）

OOM Killer 保护

防止关键进程被杀

echo -1000 > /proc//oom_score_adj（值越低越不易被杀）

3. 磁盘 I/O 调优

场景

调优策略

命令/配置

更换 I/O 调度器

SSD 用 none/mq-deadline，HDD 用 mq-deadline

echo mq-deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler

调整队列深度

提高并发 I/O 能力（SSD 可设 256-1024）

echo 512 > /sys/block/sda/queue/nr_requests

启用读写预取

提升顺序读写性能

echo 1024 > /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb（单位 KB）

文件系统挂载优化

禁用访问时间更新、启用写回模式

mount -o noatime,nodiratime,data=writeback /dev/sda1 /mnt

4. 网络调优

场景

调优策略

命令/配置

调整 TCP 缓冲区

高带宽或高延迟网络需增大缓冲区

sysctl net.ipv4.tcp_rmem=\"4096 87380 16777216\"（最小/默认/最大接收缓冲区）

启用 BBR 拥塞算法

提升高丢包网络吞吐量（需内核 ≥4.9）

sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

连接复用

减少 TIME_WAIT 连接

sysctl net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

增大连接跟踪表

高并发服务器（如 NAT 网关）

sysctl net.netfilter.nf_conntrack_max=1000000

三、调优实战案例

场景：Web 服务器响应缓慢

1.监控诊断：

top  # 发现 CPU 占用 90%，负载 15（8核机）vmstat 1 # 显示 r（运行队列）>10，so（Swap Out）>0free -h # available 内存仅 500MB（总 16GB）

结论：CPU 瓶颈 + 内存不足导致 Swap。

2.调优措施

2.1 应用层

# 优化 Nginx 配置（减少 worker 数）worker_processes auto;worker_connections 512; # 原值 1024

# 优化慢 SQL（如添加索引）EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE name=\'Alice\';

2.2 内核层

sysctl vm.swappiness=10 # 减少 Swapsysctl net.ipv4.tcp_tw_reuse=1 # 复用 TIME_WAIT 连接

硬件：增加内存至 32GB。

3.验证效果

ab -n 10000 -c 100 http://localhost/ # 压力测试# 结果：TPS 从 200 提升至 800，响应时间从 500ms 降至 120ms

安全第一：生产环境调优前 务必备份，
单一变量：每次只修改一个参数，避免无法定位问题根源。 3
监控先行：调优后持续sar -u 1 3600 记录 1 小时 CPU）。 4
工具选择：
- 快速诊断：`top/vmstat/iostat
- 深度分析：perf/eBPF（bcc-tools）
- 长期Prometheus + Grafana

五、命令速查表

目标

命令

输出关键字

CPU 瓶颈

mpstat -P ALL 1

%usr > 80% 或 %iowait > 20

内存不足

free -h

available < 10% 总内存

磁盘瓶颈

iostat -dx 1

%util > 80% 或 `awaitawait > 20ms

网络丢包

sar -n DEV 1

rxerr/s > 0 或 rxdrop/s > 0

高负载进程

ps aux --sort=-%cpu | head -10

第一列高 CPU 进

Swap 使用

vmstat 1

si 或 so 持

六，Linux内核版本优化

linux内核优化
升级内核
rpm -ivh kernel-3.10...rpm

查看内核模块
/lib/modules

uname -r 查看内核版本
3.10.0-957.el7.x86_64

内核版本号由3部分组成
3.10.0-957
主版本号
次版本号：次版本号决定该内核是稳定版本还是开发版本偶数稳定版本奇数开发版本
末版本号（修订版本号）

查询模块
lsmod |grep xfs
modinfo xfs

加载模块
modprobe ext4

卸载模块
modprobe -r ext4

开启IP转发
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1

sysctl -p /etc/sysctl.conf

开启禁ping
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1

sysctl -p /etc/sysctl.conf

Linux性能监控与调优全攻略_如何分析Linux服务器瓶颈

**一、一、性能检测（监控）

**1. CPU1. CPU 监控

1. top

2.mpstat -P ALL 1

2. 内存监控

1. free -h

总结：系统物理内存充足（总 3.8G，已用仅 765M，可用 2.8G ），且未用到交换分区（Swap 用 0B ），内存状态非常健康，无内存压力～

2. vmstat 1 5

3. sar -r 1 5

3. 磁盘 I/O 监控

1. iostat -dx 1 5

关键结论

4. 网络监控

1. sar -n DEV 1 5

2.ss -tuln

3. netstat -s

5. 综合监控工具

二、性能调优（优化）

1. CPU 调优

2. 内存调优

3. 磁盘 I/O 调优

4. 网络调优

三、调优实战案例

场景：Web 服务器响应缓慢

2.调优措施

2.1 应用层

2.2 内核层

3.验证效果

五、命令速查表

六，Linux内核版本优化

linux内核优化升级内核rpm -ivh kernel-3.10...rpm

查看内核模块/lib/modules

uname -r 查看内核版本3.10.0-957.el7.x86_64

内核版本号由3部分组成3.10.0-957主版本号次版本号：次版本号决定该内核是稳定版本还是开发版本 偶数稳定版本 奇数 开发版本末版本号（修订版本号）

查询模块lsmod |grep xfsmodinfo xfs

加载模块modprobe ext4

卸载模块modprobe -r ext4

开启IP转发vim /etc/sysctl.confnet.ipv4.ip_forward = 1

sysctl -p /etc/sysctl.conf

开启禁pingvim /etc/sysctl.confnet.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1

sysctl -p /etc/sysctl.conf

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一、一、性能检测（监控）**

2.`mpstat -P ALL 1`

`3. sar -r 1 5`

1. `iostat -dx 1 5`

1. `sar -n DEV 1 5`

2.`ss -tuln`

`3. netstat -s`

linux内核优化
升级内核
rpm -ivh kernel-3.10...rpm

查看内核模块
/lib/modules

uname -r 查看内核版本
3.10.0-957.el7.x86_64

内核版本号由3部分组成
3.10.0-957
主版本号
次版本号：次版本号决定该内核是稳定版本还是开发版本偶数稳定版本奇数开发版本
末版本号（修订版本号）

查询模块
lsmod |grep xfs
modinfo xfs

加载模块
modprobe ext4

卸载模块
modprobe -r ext4

开启IP转发
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1

开启禁ping
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1