性能调优攻略｜系统调优

1/ I/O 模型

我们都知道，Unix/Linux 下把所有的设备都当成文件来进行 I/O，所以大部分操作都是 I/O 相关的系统调用。主要的 I/O 方式如下：

1. 同步阻塞式 I/O;

2. 同步无阻塞式；

3. I/O 异步；

4. AIO 方式。这种 I/O 模型是一种处理与I/O 并行的模型。I/O 请求会立即返回，说明请求已经成功发起。

AIO 方式因为没有任务的阻塞，无论是 I/O，还是事件通知上，都可以充分利用 CPU，比起同步无阻塞好处就是不需要轮询。

Nignx 的高效，就是通过使用 epoll 的 AIO 方式来进行 I/O 的。

2/ 多核CPU 调优

关于 CPU 的多核技术，我们知道，CPU0是很关键，如果0号 CPU 利用率比较高，则性能下降比较利害，因为 CPU0具有调整功能，所以，不能任由操作系统负载均衡。通过手动分配 CPU 核，让其不过多占用 CPU0，或者通过分离关键进程和非关键进程各占其核。

多核CPU 还有一个技术叫 NUMA 技术（Non-Uniform Memory Access）。传统的多核运算是使用 SMP（Symmetric Multi-Processor）模型，多个处理器共享一个集中的存储器和I/O 总线。因此才会有一致存储器访问的问题，一致性意味着性能问题。

在 Linux 下，对 NUMA 调优的命令是：numactl。如下面的命令：（指定命令“program arg1 arg2”运行在node 0 上，其内存分配在node 0 和 1上）

numactl --cpubind=0 --membind=0,1 program arg1 arg2

上面这个命令并不好，因为内存跨越了两个node，这非常不好。最好的方式是只让程序访问和自己运行一样的node，如：

numactl --membind 1 --cpunodebind 1 --localalloc application

3/ 文件系统调优

关于文件系统，因为文件系统也是有 cache 的，所以，为了文件系统有最大的性能。首要的事情就是分配足够大的内存，这个非常关键，在 Linux 下可以使用 free 命令来查看 free/used/buffers/cached，总的来说，buffers 和 cached 应该有40%左右。目前速度比较快还 Intel SSD 固态硬盘，但是写次数有限。

对于文件系统调优，是通过修改配置，对于 Linux 的 Ext3/4来说，几乎在所有情况下都有所帮助的一个参数是关闭文件系统访问时间，在/etc/fstab 下可以看文件系统有没有 noatime 参数，还有一个是 dealloc，它可以让系统在最后时刻决定写入文件发生时使用哪个块，可优化这个写入程序。

对于日志模式：joumal、ordered、writeback。默认设置 data=ordered 提供性能和防护之间的最佳平衡。对于 Ext4默认设置基本上是最佳优化了。

在 Linux 下查看 I/O 的使用——iotop，可以帮助你查看各个进程的磁盘读写负载情况。

4/ 总结

真正提高 I/O 性能方式是把和外设 I/O 的次数降到最低，最好没有。通常对于读来说，内存 cache 可以从质上提升性能，因为内存比外设快太多。对于写来说，cache 主要写的数据，少写几次，但是 cache 带来的问题就是实时性的问题，也就是 Latency 会变大。我们就需要在写的次数上做相应平衡。

谢谢！大家读完此文，欢迎大家留言讨论系统调优过程中还有哪些解决方案。