原创 Linux性能优化可以从哪些方面入手？

Linux性能优化一直都是老生常谈的话题，相信大家对于优化的措施多多少少都有一定的了解。但是如何进行Linux性能调优，又从哪些方面入手，这背后的深层原理是什么，为什么要这么操作，却很少有人讲得清楚。下面本文详细为大家分析一下影响Linux性能的三大因素系统硬件、操作系统和操作系统，大家可以从这些思路上得到优化的具体方案。

一、系统硬件

1、CPU

众所周知，操作系统运行的根本就是一个稳定的CPU，它的性能从根本上决定了系统整体的性能，因此Linux性能优化可以首先从CPU入手。一般来讲CPU数量越多、主频越高，服务器性能也就相对越好。不过也有例外的情况，超线程的处理器可以在同一时间运行多个线程，在Linux系统下，只有运行SMP内核才能支持超线程，但是安装的CPU数量越多，从超线程获得的性能方面的提高就越少。可能出现CPU瓶颈的应用有db服务器、动态Web服务器等，对于这类应用，要把CPU的配置和性能放在主要位置。

2、内存

除了CPU之外，内存的大小也是影响Linux性能的一个重要的方面。如果内存太小，系统进程将被阻塞，应用也将变得缓慢，甚至失去响应；内存太大，导致资源浪费。因此，要使用更大的内存，建议安装64位的操作系统，同时开启Linux的大内存内核支持。由于处理器寻址范围的限制，在32位Linux操作系统上，应用程序单个进程最大只能使用4GB的内存，这样以来，即使系统有更大的内存，应用程序也无法“享”用，解决的办法就是使用64位处理器，安装64位操作系统。在64位操作系统下，可以满足所有应用程序对内存的使用需求 ，几乎没有限制。Linux系统采用了物理内存和虚拟内存两种方式，虚拟内存虽然可以缓解物理内存的不足，但是占用过多的虚拟内存，应用程序的性能将明显下降，要保证应用程序的高性能运行，物理内存一定要足够大；但是过大的物理内存，会造成内存资源浪费。

3、磁盘I/O性能

磁盘的I/O性能直接影响应用程序的性能，在一个有频繁读写的应用中，如果磁盘I/O性能得不到满足，就会导致应用停滞。好在现今的磁盘都采用了很多方法来提高I/O性能，比如常见的磁盘RAID技术。通过RAID技术组成的磁盘组，就相当于一个大硬盘，用户可以对它进行分区格式化、建立文件系统等操作，跟单个物理硬盘一模一样，唯一不同的是RAID磁盘组的I/O性能比单个硬盘要高很多，同时在数据的安全性也有很大提升。

4、网络宽带

Linux下的各种应用，一般都是基于网络的，因此网络带宽也是影响性能的一个重要方面，低速的、不稳定的网络将导致网络应用程序的访问阻塞，而稳定、高速的网络带宽，可以保证应用程序在网络上畅通无阻地运行。幸运的是，现在的网络一般都是千兆带宽或光纤网络，带宽问题对应用程序性能造成的影响也在逐步降低。

二、操作系统

1、安装系统

系统优化可以从安装操作系统开始，当安装Linux系统时，磁盘的划分，SWAP内存的分配都直接影响以后系统的运行性能。例如，磁盘分配可以遵循应用的需求。随着内存价格的降低和内存容量的日益增大，对虚拟内存SWAP的设定，现在已经没有了所谓虚拟内存是物理内存两倍的要求，但是SWAP的设定还是不能忽略，根据经验，如果内存较小，一般设置SWAP交换分区大小为内存的2倍；如果物理内存大于8GB小于16GB，可以设置SWAP大小等于或略小于物理内存即可；如果内存大小在16GB以上，原则上可以设置SWAP为0，但并不建议这么做，因为设置一定大小的SWAP还是有一定作用的。

2、内核参数

系统安装完成后，优化工作并没有结束，接下来还可以对系统内核参数进行优化，不过内核参数的优化要和系统中部署的应用结合起来整体考虑。例如，如果系统部署的是Oracle数据库应用，那么就需要对系统共享内存段、系统信号量、文件句柄等参数进行优化设置；如果部署的是Web应用，那么就需要根据Web应用特性进行网络参数的优化，例如修改net.ipv4.ip_local_port_range、net.ipv4.tcp_tw_reuse、net.core.somaxconn等网络内核参数。

3、文件系统

文件系统的优化也是系统资源优化的一个重点，在Linux下可选的文件系统有ext2、ext3、ReiserFS、ext4、xfs，根据不同的应用，选择不同的文件系统。Linux标准文件系统是从VFS开始的，然后是ext，接着就是ext2，应该说，ext2是Linux上标准的文件系统，ext3是在ext2基础上增加日志形成的，从VFS到ext4，其设计思想没有太大变化，都是早期UNIX家族基于超级块和inode的设计理念。XFS文件系统是一个高级日志文件系统，XFS通过分布处理磁盘请求、定位数据、保持Cache 的一致性来提供对文件系统数据的低延迟、高带宽的访问，因此，XFS极具伸缩性，非常健壮，具有优秀的日志记录功能、可扩展性强、快速写入性能等优点。目前服务器端ext4和xfs是主流文件系统，如何选择合适的文件系统，需要根据文件系统的特点加上业务的需求综合来定。

三、应用程序软件

1、运维

在思考Linux性能优化的过程中，Linux运维方面承担着很重要的任务。首先，Linux运维人员要了解和掌握操作系统的当前运行状态，这些信息是检测和判断系统性能的基础和依据；其次，Linux运维人员还有掌握系统的硬件信息，然后根据这些信息综合评估系统资源的使用情况。作为一名Linux运维人员，还要掌握应用程序对系统资源的使用情况，更深入的一点就是要了解应用程序的运行效率，通过对系统资源的监控，就能发现应用程序是否存在异常，如果确实是应用程序存在问题，需要把问题立刻反映给程序开发人员，进而改进或升级程序。性能优化本身就是一个复杂和繁琐的过程，Linux运维人员只有了解了系统硬件信息、网络信息、操作系统配置信息和应用程序信息才能有针对性地的展开对服务器性能优化，这就要求Linux运维人员有充足的理论知识、丰富的实战经验以及缜密分析问题的头脑。

2、系统架构设计

系统性能优化涉及的第二类人员就是应用程序的架构设计人员。如果在Linux运维环节经过综合判断后，发现影响性能的是应用程序的执行效率，那么程序架构设计人员就要及时介入，深入了解程序运行状态。首先，系统架构设计人员要跟踪了解程序的执行效率，如果执行效率存在问题，要找出哪里出现了问题；其次，如果真的是架构设计出现了问题，那么就要马上优化或改进系统架构，设计更好的应用系统架构。

3、软件开发

系统性能优化最后一个环节涉及的是程序开发人员，在Linux运维人员或架构设计人员找到程序或结构瓶颈后，程序开发人员要马上介入进行相应的程序修改。修改程序要以程序的执行效率为基准，改进程序的逻辑，有针对性地进行代码优化。系统性能优化一般遵循的流程是：首先Linux运维人员查看系统的整体状况，如果发现是系统硬件、网络设备或者操作系统配置问题，Linux运维人员可以根据情况自主解决；如果发现是程序结构问题，就需要提交给程序架构设计人员；如果发现是程序代码执行问题，就交给开发人员进行代码优化。这样就完成了一个系统性能优化的过程。

综上所述，Linux性能优化可以主要从系统硬件、操作系统和应用程序软件入手。一般来讲，只要通过这样一步步的仔细检测和排查，找出Linux性能需要优化的地方并马上解决问题，只是一个顺理成章的过程。现在还在为Linux性能优化发愁的朋友，不妨马上动手试一试。