Linux系统性能监控与优化指南

作为IT工程师，掌握Linux系统性能监控和优化是必备技能。以下是一套全面的方法：

一、系统性能监控工具

1. 基础监控命令

• top/htop：实时查看系统进程和资源使用情况

  top
  htop  # 更友好的交互式界面
  

• vmstat：监控系统内存、进程、IO等

  vmstat 1  # 每秒刷新一次
  

• iostat：监控磁盘I/O性能

  iostat -x 1
  

• free：查看内存使用情况

  free -m  # 以MB为单位显示
  

• df/du：磁盘空间监控

  df -h  # 查看磁盘使用情况
  du -sh *  # 查看当前目录各文件/文件夹大小
  

2. 高级监控工具

• sar：系统活动报告工具（sysstat包）

  sar -u 1 3  # CPU使用率，每秒1次共3次
  sar -r  # 内存使用情况
  

• dstat：全能系统资源统计工具

  dstat -cdngy 1
  

• nmon：IBM开发的综合监控工具

  nmon
  

• netstat/ss：网络连接监控

  netstat -tulnp
  ss -s  # 更现代的替代品
  

二、性能瓶颈分析

1. CPU瓶颈

• 使用top查看CPU负载
• mpstat -P ALL 1查看各CPU核心使用率
• pidstat 1查看进程CPU使用情况

2. 内存瓶颈

• free -m查看内存使用
• vmstat 1关注si/so（交换分区活动）
• slabtop查看内核slab缓存

3. I/O瓶颈

• iostat -x 1关注%util和await
• iotop查看进程I/O使用情况
• dmesg | grep -i "error"检查磁盘错误

4. 网络瓶颈

• iftop实时网络流量监控
• nethogs按进程查看网络使用
• tcpdump抓包分析

三、系统优化策略

1. 内核参数优化

编辑/etc/sysctl.conf：

# 减少TCP连接TIME_WAIT状态
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

# 增加文件描述符限制
fs.file-max = 65535

# 内存相关优化
vm.swappiness = 10
vm.dirty_ratio = 60
vm.dirty_background_ratio = 10

应用修改：sysctl -p

2. 磁盘I/O优化

• 使用deadline/noop调度器（SSD）

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

• 调整预读值

  blockdev --setra 256 /dev/sda
  

• 文件系统优化（ext4）：

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

3. 网络优化

• 增加TCP缓冲区大小： conf net.core.rmem_max = 16777216 net.core.wmem_max = 16777216 net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216 net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216

4. 服务优化

• 使用systemctl禁用不必要的服务
• 调整服务资源限制（/etc/security/limits.conf）
• 考虑使用cgroups限制资源使用

四、长期监控方案

1. Prometheus + Grafana：搭建可视化监控平台
2. ELK Stack：日志收集与分析
3. Zabbix：企业级监控解决方案
4. Telegraf + InfluxDB：时间序列数据监控

五、性能调优最佳实践

1. 先监控再优化，避免盲目调整
2. 一次只改变一个参数，观察效果
3. 记录所有更改，便于回滚
4. 考虑使用基准测试工具（如sysbench）验证优化效果
5. 定期检查系统日志（/var/log/）

通过以上工具和方法，您可以全面掌握Linux系统的性能状况并进行有效优化。