服务器负载分析

在性能调优时，需要先对服务器负载进行分析，通常而言，我们主要分析
CPU 使用率、内存使用率、磁盘 I/O，服务器负载和带宽使用情况

CPU 使用率

在实际情况下，为了应对一下突发性的请求压力，服务器 CPU 使用率一般需要在 75%以下。如果一
台服务器的 CPU 使用率多次高于 75%`，这时候就考虑增加新的服务器。

sudo yum install epel-release -y 
sudo yum install htop -y

监控 CPU 使用率我推荐大家使用htop工具，可以非常直观看到 CPU 使用率、内存使用率、及负载等信息

cpu 负载
如上图所示，这是一个 4 核 CPU 服务器，在截图的时候其中 3 核 CPU 使用率都超过了 75%

再观察一会发现所有 CPU 的使用率都在 85%左右徘徊，说明 CPU 负载很高了，需要考虑增加新的服务器

内存使用率

内存使用率反应的是内存的使用情况。

内存用于存放程序的代码及数据，一般分为物理内存和虚拟内存，其中物理内存指的是服务器的内存，而虚拟内存指的是硬盘的一块空间。

当物理内存使用率达到 100%时将会使用虚拟内存。
需要注意的是，虚拟内存的读写速度远远低于物理内存，如果程序被放在了虚拟内存执行，那么程序的执行效率会变得很低

一般而言，服务器的物理内存应该保持在 80%以下，虚拟内存使用率 保持在 0%。

内存使用率
上面显示了服务器的内存使用情况：总内存 16G，使用了10G左右，内存使用率 62%，可以继续使用，同时关闭了 Swap 虚拟内存。

在下 MEM%栏中显示了单个进程的内存使用率

磁盘 I/O

磁盘 I/O 指的是磁盘的读写，在软件系统中，日志、文件操作、数据库操作都会造成磁盘读写压力

其中又以数据库操作为甚，在高并发情况下往往数据库会首先成为系统的瓶颈

# 查看磁盘总体读写情况， 1 代表每 1 秒读取一次数据
iostat -x 1

磁盘 IO
输入 iostat 命令后，磁盘总体读写情况如上所示。磁盘负载主要关注 2 个
指标：%idle，%util

• %idle:表示 CPU 除去等待磁盘 I/O 以外的空闲时间百分比，这个指标应该要保证在70%以上
• %util:该设备用于 I/O 操作的时间百分比，这个指标需要保证在 70%以下
  当到达100%时表示已经满负载。为了降低磁盘负载，可以采用性能更高的磁盘（OSD，PCIE）或者降低磁盘的操作频率（异步写、合并写）

平均负载

平均负载指的是单位时间内平均的活跃进程数，是一个表示服务器负载的指标。

一般情况下需要保证平均负载的值小于当前服务器的 CPU 核数。

在这里我们主要关注 Load average 指标，上图有 3 个数字，分别代表 1 分钟， 5 分钟，15 分钟的平均负载

一般情况下服务器的平均负载需要小于当前服务器的 CPU 核数

为了应对突发状况，服务器的平均负载应该在 75%即 3 以下，很显然，上图这台服务器平均负载超过了 75%，需要考虑提升性能了

网络使用情况

当带宽不足时会 大大增加请求的响应时间

为了防止突发性并发压力，应该保证服务器的带宽使用率在 80%以上。这里需要注意的是，物理网卡限制了服务器所能使用的最大宽带

yum install nload -y

nload

如果 “当前网速” 持续接近 “最大网速” 时，代表 带宽使用率已经接近 100%

指标说明：

• Curr：当前网速
• Avg：平均网速
• Min：最小网速
• Max：最大网速
• Ttl：总流量

服务器内核参数调优

光有强大的物理性能是不够的，还需要对内核参数进行调优，这样才能在高并发压力下充分体现服务器应有的性能。

当然，并不是所有的服务器都需要做高并发性能调优

一般来说，只需要对要处理高并发请求的服务器进行内核参数调优即可，常见的包括：前端服务器，后端服务器，数据库服务器。服务器常见的调优参数主要有两个：单个进程最大打开文件数 和 TCP 相关设置

单个进程最大打开文件数

修改单个 进程 最大打开文件数
只需要编辑/etc/security/limits.conf 文件，在文件末尾加上以下四句

* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
* soft nproc 65535
* hard nproc 65535

其中* 代表所有用户，65536 代表修改的值，重启后生效。

TCP 相关设置

修改 TCP 相关参数，可以优化 TCP 高并发通信，编辑 /etc/sysctl.conf 文件，添加以下内容

# 为防止洪水攻击，高并发系统需要将此项  关闭!!!
net.ipv4.tcp_syncookies = 0
# 开启 TCP 连接重用，允许处理 TIME-WAIT 状态的连接重新用于新的 TCP 连接
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# 开启快速回收 TCP 连接中处于 TIME-WAIT 状态的连接
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
# 修改超时时间（ s )，该值表示如果连接由本端关闭，则连接处于 FIN-WAIT-2 状态的时间为
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# 当 keepalive（长连接）启用的时候，TCP 发送 keepalive 消息（探测包）的时间间隔（ s ),默认为 2 个小时
net.ipv4.tcp_keepalive_time =1200
# 服务器对外连接的端口范围，影响该服务器与其他服务器的连接数
net.ipv4.ip_local_port_range =102465535
# SYN 队列的长度，可以容纳更多等待连接的网络连接数，默认为 1024
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
# 保持 TIME_WAIT 状态连接的最大数量，如果超过此值，TIME_WAIT 将立刻被清除并打印警告信息，默认为 180000
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets =5000
# 每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目
net.core.netdev_max_backlog =65535
# TCP 最大连接数
net.core.somaxconn = 65535
# 预留用于接收缓冲的内存默认值（字节）
net.core.rmem_default = 8388608
# 预留用于接收缓冲的内存最大值（字节）
net.core.rmem_max = 16777216
# 预留用于发送缓冲的内存默认值（字节）
net.core.wmem_default = 8388608
# 预留用于发送缓冲的内存最大值（字节）
net.core.wmem_maX = 16777216
# 避免时间戳异常
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
# 系统中最多有多少个 TCP 套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上，如果超过这个数字，连接将即刻被复位并打印警告信息
# 这个限制仅仅是为了防止简单的 DoS 攻击
net.ipv4.tcp_max_orphans =3276800