Linux 性能调优实战：从排查工具链到内核参数优化

性能调优方法论

不要一上来就改参数。先建立性能基线，用工具定位瓶颈，再针对性优化。USE 法（Utilization/Saturation/Errors）是排查的黄金法则。

1. 工具链速查

层面	工具	用途
CPU	top / htop / mpstat / perf	使用率、进程分布、火焰图
内存	free / vmstat / smem	使用率、Swap、OOM
磁盘 I/O	iostat / iotop / blktrace	IOPS、吞吐、延迟
网络	ss / netstat / iftop / tcpdump	连接、流量、丢包
全栈	atop / bcc / bpftrace	全景性能指标

2. CPU 性能分析

# 查看 CPU 使用率
mpstat -P ALL 1 5

# 生成火焰图
perf record -F 99 -g -p ${PID} -- sleep 30
perf script | stackcollapse-perf.pl | flamegraph.pl > flame.svg

# 系统调用追踪
strace -c -p ${PID}

3. 内存优化

# 查看内存详情
free -h
cat /proc/meminfo | grep -E "^(MemTotal|MemFree|Buffers|Cached|SwapTotal|SwapFree)"

# 调整 Swap 倾向（0-100，越小越不用 Swap）
sysctl vm.swappiness=10

# 查看 OOM 日志
dmesg | grep -i "killed process"

4. 磁盘 I/O 调优

# 查看磁盘 I/O
iostat -x 1 3

# 调整 I/O 调度器
echo mq-deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler
# 或对于 NVMe SSD
echo none > /sys/block/nvme0n1/queue/scheduler

# 调整读缓存
sysctl vm.dirty_ratio=10
sysctl vm.dirty_background_ratio=5

5. 内核参数优化

# /etc/sysctl.conf 常用优化
# TCP 优化
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

# 文件描述符限制
fs.file-max = 2097152
fs.nr_open = 2097152

# 内存管理
vm.overcommit_memory = 1
vm.swappiness = 10

# 应用配置
sysctl -p  # 重新加载

6. bpftrace 实战

# 追踪文件打开调用
bpftrace -e 'tracepoint:syscalls:sys_enter_openat { printf("%s %s\n", comm, str(args->filename)); }'

# 统计系统调用耗时分布
bpftrace -e 'kprobe:vfs_read { @start[tid] = nsecs; } kretprobe:vfs_read /@start[tid]/ { @us = hist((nsecs - @start[tid]) / 1000); delete(@start[tid]); }'

总结

性能调优不是玄学，而是一套系统化的工程方法。先用工具定位瓶颈，用数据说话，小步迭代验证效果。记住：过早优化是万恶之源，但不优化则是走向灾难。