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调优思路 性能优化的思路如下: 如果CPU的利用率不高,说明资源没有充分利用,可以通过工具(如strace)查看应用程序阻塞在哪里,一般为磁盘,网络或应用程序自己的业务逻辑有休眠或信号等待,这些优化措施在其它章节描述。 如果CPU利用率高,可以选择更好的硬件,优化硬件的配置参数来适配业务场景,或者通过优化软件来降低CPU占用率。 根据CPU的能力配置合适的内存条,建议内存满通道配置,发挥内存最大带宽:一颗鲲鹏920处理器的内存通道数为8,两颗鲲鹏920处理器的内存通道数为16;建议选择高频率的内存条,提升内存带宽:鲲鹏920在1DPC配置时,支持的内存最高频率为3200MHz。 介绍 top是最常用的Linux性能监测工具之一。通过top工具可以监视进程和系统整体性能。 命令参考举例: 命令 说明 top 查看系统整体的CPU、内存资源消耗。 top执行后输入1 查看每个CPU core资源使用情况。 top执行后输入F,并选择P选项 查看线程执行过程中是否调度到其它CPU core。 top -p $PID -H 查看某个进程内所有线程的CPU资源占用。 安装方式 系统自带,无需安装。 使用方法 使用top命令统计整体CPU、内存资源消耗。 CPU项:显示当前总的CPU时间使用分布。 us表示用户态程序占用的CPU时间百分比。 sy表示 内核态 程序所占用的CPU时间百分比。 wa表示等待IO等待占用的CPU时间百分比。 hi表示硬中断所占用的CPU时间百分比。 si表示软中断所占用的CPU时间百分比。 通过这些参数我们可以分析CPU时间的分布,是否有较多的IO等待。在执行完调优步骤后,我们也可以对CPU使用时间进行前后对比。如果在运行相同程序、业务情况下CPU使用时间降低,说明性能有提升。 KiB Mem:表示服务器的总内存大小以及使用情况。 KiB Swap:表示当前所使用的Swap空间的大小。Swap空间即当内存不足的时候,把一部分硬盘空间虚拟成内存使用。如果当前所使用的Swap空间大于0,可以考虑优化应用的内存占用或增加物理内存。 在top命令执行后按1,查看每个CPU core的使用情况。 通过该命令可以查看单个CPU core的使用情况,如果CPU占用集中在某几个CPU core上,可以结合业务分析触发原因,从而找到优化思路。 选中top命令的P选项,查看线程运行在哪些CPU core上。 在top命令执行后按F,可以进入top命令管理界面。在该界面通过上下键移动光标到P选项,通过空格键选中后按Esc退出,即可显示出线程运行的CPU核。观察一段时间,若业务线程在不同NUMA节点内的CPU core上运行,则说明存在较多的跨NUMA访问,可通过NUMA绑核进行优化。 使用top -p $PID -H命令观察进程中每个线程的CPU资源使用。 “-p”后接的参数为待观察的进程ID。通过该命令可以找出消耗资源多的线程,随后可根据线程号分析线程中的热点函数、调用过程等情况。 三、介绍 Perf工具是非常强大的Linux性能分析工具,可以通过该工具获得进程内的调用情况、资源消耗情况并查找分析热点函数。 命令参考举例: 命令 说明 perf top 查看当前系统中的热点函数。 perf sched record – sleep 1 -p $PID 记录进程在1s内的系统调用。 perf sched latency --sort max 查看上一步记录的结果,以调度延迟排序。 安装方式 以CentOS为例,使用如下命令安装: yum -y install perf 使用方法 通过perf top命令查找热点函数。 该命令统计各个函数在某个性能事件上的热度,默认显示CPU占用率,可以通过“-e”监控其它事件。 Overhead表示当前事件在全部事件中占的比例。 Shared Object表示当前事件生产者,如kernel、perf命令、C语言库函数等。 Symbol则表示热点事件对应的函数名称。 通过热点函数,我们可以找到消耗资源较多的行为,从而有针对性的进行优化。 收集一段时间内的线程调用。 perf sched record命令用于记录一段时间内,进程的调用情况。“-p”后接进程号,“sleep”后接统计时长,单位为秒。收集到的信息自动存放在当前目录下,文件名为perf.data。 解析收集到的线程调度信息。 perf sched latency命令可以解析当前目录下的perf.data文件。“-s”表示进行排序,后接参数“max”表示按照最大延迟时间大小排序。 四、优化方法: 原理 局部性原理分为时间局部性原理和空间局部性原理: 时间局部性原理(temporal locality):如果某个数据项被访问,那么在不久的将来它可能再次被访问。 空间局部性原理(spatial locality):如果某个数据项被访问,那么与其地址相邻的数据项可能很快也会被访问。 CPU将内存中的数据读到CPU的高速缓冲Cache时,会根据局部性原理,除了读取本次要访问的数据,还会预取本次数据的周边数据到Cache里面,如果预取的数据是下次要访问的数据,那么性能会提升,如果预取的数据不是下次要取的数据,那么会浪费内存带宽。 对于数据比较集中的场景,预取的命中率高,适合打开CPU预取,反之需要关闭CPU预取。目前发现speccpu和X265软件场景适合打开CPU预取,STREAM测试工具、Nginx和数据库场景需要关闭CPU预取。 修改方式 按照进入BIOS界面的步骤进入 BIOS ,然后在BIOS的如下位置设置CPU的预取开关。
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