性能优化

test638
385 阅读6分钟

本文正在参与 “性能优化实战记录”话题征文活动

性能问题理论概述

系统的性能是指操作系统完成任务的有效性，稳定性和响应速度，例如在linux上面搭建一个web服务，可能会出现网页无法打开，打开速度慢等现象，遇到这些问题，有人说linux系统不好，但实际上并不是这样。操作系统完成一个任务，与系统自身的设置，网络拓扑结构，网络连接，接入策略等等多个环节有关，任何一个环节出现问题，都会影响整个系统的性能。当出现问题后，应从应用程序，操作系统，网络环境等方面综合排查，找出问题，然后解决。

在应用程序，操作系统，网络环境等方面，影响最大的是应用程序和操作系统两个方面，因为这两个方面出现问题不易察觉，隐蔽性很强。

系统硬件资源

cpu

cpu是操作系统运行的根本，cpu的速度与性能很大程度决定了系统的性能，因此cpu数量越多，主频越高，服务器性能就更好，但并非这样。

目前大部分cpu在大部分时间内只能运行一个线程，超线程处理器可以处理可以在同一时间可以执行多个线程，可以利用超线程处理特征提高性能。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，超线程获得的性能的提高就越少。

可能出现cpu瓶颈的有db服务器，动态web服务器，对于这类应用，要把cpu的性能和配置放在主要位置

内存

内存的大小也是影响linux性能的一个重要因素，内存太小，系统进程会被阻塞，内存太大，资源浪费。

数据服务器，缓存服务器等，对于这类应用，要把内存大小放在首位。

磁盘I/O

磁盘I/O的性能直接影响应用程序的性能。如今通过磁盘RAID技术来提高I/O的性能。

内核参数的优化

centos7内核优化

在默认参数下。linux对高并发支持并不好，主要受制于单线程最大打开文件的限制，内核tcp参数方面和i/o事件分配机制等

iptables参数

如非必须，关闭或者卸载iptables防火墙，并阻止kernel加载iptables模块，这些模块影响高并发性能

单线程最大打开文件

一般的发行版最大打开文件的限制是1024，但是实际是不够的

# ulimit -n 65535
将root启动的单一进程的最大的打开文件数设置为65535，如果系统回显类似于"Operationnotpermitted"之类的话说明上述修改失败。实际上是因为在中指定的数值超过了linux系统对该用户打开文件的软限制或者硬限制，因此需要修改linux系统对于用户打开文件的软限制或者硬限制
  • 第一步，修改limits.conf文件,并添加
#vim /etc/security/limits.conf
​
*softnofile 65535
*hard nofile65535

其中‘*’是表示修改所用用户的限制，soft 和hard指定要修改的事软限制和硬限制，65535表示想要修改的新的限制值，即最大打开文件限制数，（注意软限制要求小于或者等于硬限制）修改完后保存文件

  • 第二步，修改/etc/pam.d/login文件，在文件中添加如下行(如果没有这个文件直接ulimit -n查看，就可以看到修改的，不用执行这一步)
vim /etc/pan.d/login
​
sessionrequired/lib/security/pam_limits.so

这是告诉linux在用户完成系统登录后，应该调用pam_limits.so模块来设置系统对该用户可使用的各种资源数量的最大限制，而pam_limits.so模块就会从/etc/security/limits.conf文件中读取配置来设置这些限制值，修改完后，保存文件。

  • 第三步，查看linux最大打开文件数限制
cat /proc/sys/fs/file-max
32568
​

这表明linux最大打开文件32568个文件，是linux系统硬限制，通常是linux启动时根据系统硬件资源计算出来的最大限制，没有特殊需求，不建议修改。修改此硬限制的方法是修改/etc/sysctl.conf文件内file-max=131072修改完后保存文件

完成上述步骤后，重启系统，ulimit -n查看修改的打开文件数

通过上述步骤就，就为支持高并发tcp连接处理的通讯处理程序解除关于打开文件数量方面的系统限制。

内核tcp参数方面

linux下，tcp连接断开后，会以TIME_WAIT状态保存一段时间，然后才会释放端口，当请求过多时，会产生大量的TIME_WAIT状态的连接，不及时断开的话，会占用大量的资源，我们可以优化tcp内核参数，来即使将TIME_WAIT状态的端口清理掉

本方法只对大量拥有TIME_WAIT状态的系统有效，如果不是效果不太明显，可使用netstat命令查看

编辑配置文件/etc/systcl.conf,加入如下内容

vim /etc/systcl.conf
​
net/ipv4/tcp_syncookies=1  #表示开启SYNcookies，当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量的SYN攻击，默认为0，表示关闭
net/ipv4/tcp_tw_reuse=1  #表示开启重用,允许将处于TIME-WAIT状态的socket（TIME-WAIT的端口）用于新的TCP连接 默认为0表示关闭。
net/ipv4/tcp_fin_timeout=30  #修改默认TIME OUT时间为30秒
​

输入下面的参数让内核参数生效

sysctl-p

经过修改，会进一步提升服务器的负载能力，还能防御少量的syn攻击，和dos攻击

如果本身连接很多，可以优化一下tcp的使用端口范围

I/O事件分配

在linux启用高并发tcp连接，必须确认应用程序是否使用了合适的网络I/O技术和I/O事件分配机制，可用的I/O机制有：同步I/O，异步I/O非阻塞同步I/O。在高tcp并发下，如果使用同步I/0，会严重阻塞程序的运行，除非为每个tcp连接的I/O创建一个线程，过多的线程对线程的调度造成巨大的开支。因此不使用同步I/O。

异步I/O技术AIO

非阻塞同步I/O技术包括：select();poll();epoll等机制，select()支持的并发连接数量有限(1024以内)，poll()采取轮训机制，效率相当低，可能存在分配不均，

而如果使用epoll()或AIO没有上述问题

综上所述，尽量使用epoll()或AIO技术来实现高并发tcp连接上的I/O控制。

以上配置仅供参考，实际情况根据工作进行调整观察。

avatar
文章
阅读
粉丝