Category: System Performance (系统性能)

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[内容] Linux 硬盘性能调优的思路

内容一：提高硬盘吞吐量

1.1 显示硬盘现在设置的吞吐量

# cat /sys/block/<partition name>/queue/nr_requests
128

1.2 提高硬盘的吞吐量

# echo 512 > /sys/block/<partition name>/queue/nr_requests

（补充：这里以降硬盘的吞吐量提高到 512 为例）

内容二：修改硬盘的 I/O 调度算法

2.1 硬盘调度算法种类

1) CFQ：完全公平排队 I/O 调度程序，是通用型服务器、多媒体应用和桌面系统的最佳选择
2) NOOP：电梯式调度程序，倾向于牺牲读操作而提高写操作
3) Deadline：截至时间调度程序，防止写操作因为不能进行读操作而被牺牲的情况
4) AS：预料 I/O 调度程序，适用于写操作量需求较大的服务器，不适用于数据库服务器

2.2 显示当前硬盘被设置的 I/O 调度算法

2.2.1 显示系统当前所有硬盘默认的 I/O 调度算法
# dmesg | grep -i scheduler
2.2.2 显示某一个分区当前的 I/O 调度算法
# cat /sys/block/sda/queue/scheduler
noop anticipatory deadline [cfq]

（补充：这里中括号 “[]” 以内的调度算法名就是当前使用的调度算法）

2.3 临时修改某一个分区的 I/O 调度算法

# echo noop > /sys/block/<partition name>/queue/scheduler

（注意：此种修改方式会在重启后失效）

2.4 永久修改系统默认的 I/O 调度算法

# grubby --update-kernel=ALL --args="elevator=<scheduling algorithm name>"

（注意：此种修改方式需要重启才会生效）

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[命令] Linux 命令 iotop （显示某一个进程占用 IO 的情况） （转载）

记一次iotop分析磁盘占用io问题

问题描述    

                 某一台服务器上面 程序在每小时内偶尔丢包 排查服务器所有性能瓶颈之后发现一个奇怪的问题 程序丢包前后 会有IO过高的情况 于是使用iotop命令排查是哪个程序偶尔占用过高的磁盘IO

所用命令  

                 iotop

相关参数 

    -o：只显示有io操作的进程

    -b：批量显示，无交互，主要用作记录到文件

    -n NUM：显示NUM次，主要用于非交互式模式

    -d SEC：间隔SEC秒显示一次

    -p PID：监控的进程pid

    -u USER：监控的进程用户

排查方法

        iostat命令 只能看出每个盘符的IO情况 不能看到是具体哪个进程使用的IO 所以 我们需要使用iotop命令 但是这次的IO情况并不是一直出现 而是偶尔不规律出现 如果用肉眼去一直盯着终端看 显然不可行 于是我们可以用iotop的-b参数 让结果以非交互的方式输出 这样我们便可以用awk去处理 打印出我们需要的IO列以及相应的进程

命令

iotop -b | awk -F'%' '{if($(NF-1) > 0.2 && $(NF-1) ~ /[0-9]/ && $0 !~ /DISK/)printf "TIME: %s,IO:%s%,COMMAND:%s\n",strftime("%F %T"),$(NF-1),$NF}'

输出结果

[root@localhost ~]# iotop -b | awk -F'%' '{if($(NF-1) > 0.2 && $(NF-1) ~ /[0-9]/ && $0 !~ /DISK/)printf "TIME: %s,IO:%s%,COMMAND:%s\n",strftime("%F %T"),$(NF-1),$NF}'
TIME: 2018-03-21 18:04:23,IO:  0.23 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:04:35,IO:  0.44 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:04:47,IO:  0.22 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:04:58,IO:  0.39 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:05:08,IO:  0.68 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:05:22,IO:  0.52 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:05:34,IO:  0.24 %,COMMAND: [kworker/0:2]
TIME: 2018-03-21 18:05:45,IO:  0.26 %,COMMAND: [kworker/0:2]

        输出结果类似上面 这里只是简单举个例子 打印出IO大于0.2%的进程 并根据客户需求打印除相应的时间 这里的时间打印 利用awk自己的函数 strftime()
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站主补充：
 iotop 还有以下参数
-k, --kilobytes 在非交互的模式下，以 kb 为单位显示
-t, --time 在非交互的模式下，加上时间戳
-q, --quiet 在交互的模式下，禁止头几行，它有三种指定方式
    -q 只有在第一次显示时显示列名
    -qq 永远不显示列名
    -qqq 永远不显示 I/O 汇总的总量
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[命令] Linux 命令 sar （报告系统活动情况） （转载）

sar

sar（SYstem ActivityReporter系统活动情况报告）是目前Linux上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告，包括：文件的读写情况，系统调用的使用情况，磁盘I/O，CPU效率，内存使用状况，进程活动及IPC有关的活动；
sar命令有sysstat安装包安装
1.安装：[root@admin ~]# yum -y install sysstat
2.参数：
-u :输出CPU使用情况和统计信息
-p:报告每个CPU的状态
-q:查看平均负载
-r:查看内存使用情况
-W :查看系统swap分区的统计信息
-x:显示给定进程的统计信息
-b:查看I/O和传递速率的统计信息
 -d:磁盘使用详细统计
 -v:进程，inode，文件和锁表状态
 -n:统计网络信息
-u :输出CPU使用情况和统计信息
-A：所有报告总和
-i:设置状态信息刷新的间隔时间
    [root@admin ~]# sar -u 1 3  （每隔一秒总共统计三次；统计CPU的使用情况）
在以上的显示中，主要看%iowait和%idle，%iowait过高表示存在I/O瓶颈，即磁盘I/O无法满足业务需求，如果%idle过低表示CPU使用率比较严重，需要结合内存使用等情况半段CPU是否瓶颈。
2.2 -p:报告每个CPU的状态
    [root@admin ~]# sar -p 1 3 （报告每个CPU的使用状态）
2.3 将统计结果保存在文件中，并从文件读取内容
        [root@admin ~]# sar -u -o /servers/script/sar.txt 2 3 （保存之文件，保存后的文件是二进制的，无法使用vim和cat查看）
        [root@admin ~]# sar -u -f /servers/script/sar.txt （从二进制文件读取）
注：将输出到文件(-o)和读取记录信息(-f)
2.4 -q:查看平均负载
        [root@admin ~]# sar -q 1 3
2.5-r:查看内存使用情况
        [root@admin ~]# sar -r
2.6 -W :查看系统swap分区的统计信息
2.7 -b:查看I/O和传递速率的统计信息
2.8 -d:磁盘使用详细统计
2.9 -v:进程，inode，文件和锁表状态
2.10 -n:统计网络信息
        1） DEV：网络接口统计信息
        2） EDEV：网络接口错误
        3）IP：IP数据报统计信息
        4)：EIP：IP错误统计信息
         5）TCP：TCP统计信息
          6）ETCP：TCP错误统计信息
         7）SOCK：套接字使用
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[命令] Linux 命令 iostat （显示硬盘读写和处理器占用状况） （转载）

iostat 介绍

iostat用于查看存储设备的IO负载情况，输出信息是指定间隔时间内的平均数据，可以持续输出观察。
通过iostat --help通常看不到直观的信息

[root@master ~]# iostat --help
Usage: iostat [ options ] [ <interval> [ <count> ] ]
Options are:
[ -c ] [ -d ] [ -N ] [ -n ] [ -h ] [ -k | -m ] [ -t ] [ -V ] [ -x ] [ -y ] [ -z ]
[ -j { ID | LABEL | PATH | UUID | ... } [ <device> [...] | ALL ] ]
[ <device> [...] | ALL ] [ -p [ <device> [,...] | ALL ] ]

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可以通过man iostat来查看该命令的具体解释
man iostat|cat > iostat_help.txt

1.常用的选项

OPTIONS
       -c     展示CPU使用情况
       -d     展示存储设备使用情况
       -h     使输出信息更易看。
       -k     使某些使用block为单位的列强制使用k为单位显示统计信息
       -m     使某些使用block为单位的列强制使用m为单位显示统计信息
       -N     显示任何已注册设备映射器名称, 用于查看LVM2统计
       -n     展示NFS使用情况
       -p [ { device [,...] | ALL } ]
              显示设备块及其分区统计信息，可以单独指定特定的设备
       -t     打印显示的每个报表的时间, 时间戳格式可能取决于S_TIME_FORMAT环境变量
       -V     显示iostat版本
       -x     显示扩展统计信息
       -y     如果指定了持续输出，那么忽略默认显示的第一次统计信息，即从系统启动直到执行命令的平均信息。
       -z     省略在采样期间没有活动的任何设备的输出.

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2.执行样例

       iostat
              展示从系统启动到执行命令期间的CPU和存储设备平均统计信息
       iostat -d 2
              以2秒间隔展示存储设备统计信息
       iostat -d 2 6
              以2秒间隔展示存储设备统计信息，共展示6次
       iostat -x hda hdb 2 6
              以2秒间隔展示存储设备hda和hdb的拓展统计信息，共展示6次
       iostat -p sda 2 6
              以2秒间隔展示存储设备sda及其分区的统计信息，共展示6次

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3.输出信息解析

# iostat -x -d -m -y -c 2 10
Linux 3.10.0-229.el7.x86_64 (KYL-DB-MYSQL-SLAVE01)      05/09/2019      _x86_64_        (24 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.40    0.00    0.38    4.13    0.00   95.10

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00   0.00
sdb               0.00     0.00   14.00  563.00     0.07    19.51    69.49     1.40    2.46    9.89    2.28   0.88  50.90
dm-0              0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00   0.00
dm-1              0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00   0.00
dm-2              0.00     0.00   13.50  562.50     0.07    19.50    69.58     1.41    2.47   10.26    2.28   0.88  50.95

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1.CPU信息
%user:用户态CPU使用率
%nice:优先级变化占用CPU的使用率
%system:内核态CPU使用率
%iowait:CPU等待IO的占比
%steal:虚拟CPU等待实际CPU的时间的百分比
%idle:CPU空闲率

2.存储设备信息
rrqm/s:每秒对该设备的读请求的合并次数
wrqm/s:每秒对该设备的写请求的合并次数
r/s:每秒读取的次数
w/s:每秒写入的次数
rMB/s:以m为单位计算每秒读取量
wMB/s:以m为单位计算每秒写入量
avgrq-sz:平均每次IO操作的数据量（扇区数为单位），包括读和写
avgqu-sz:平均等待处理的IO请求队列长度
await:平均IO等待时间（milliseconds），包括排队时间和IO执行时间
r_await:平均读取等待时间（milliseconds），包括排队时间和IO执行时间
w_await:平均写入等待时间（milliseconds），包括排队时间和IO执行时间
svctm:平均IO服务时间（milliseconds），不准确
%util:统计时间内，CPU处理IO的时间对于间隔时间的占比，例如间隔2秒，CPU处理IO占了1秒，那么就是50%，可以体现存储设备的繁忙程度
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[内容] Linux 硬件信息的显示 （处理器、内存、硬盘和其他硬件信息）

内容一：显示处理器信息

1.1 显示处理器进程 （虚拟核心） 数

# cat /proc/cpuinfo | egrep "core id|physical id|processor" | tr -d "\n" | sed s/processor/\\nprocessor/g | sed 's/physical/     physical/' | sed 's/core/     core/' | grep -v ^$ | wc -l

1.2 显示处理器物理核心数

# cat /proc/cpuinfo | egrep "core id|physical id" | tr -d "\n" | sed s/physical/\\nphysical/g | grep -v ^$ | sort | uniq | wc -l

1.3 显示物理封装处理器 （处理器 socket） 数

# cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort | uniq | wc -l

1.4 显示处理器的详细信息

# lscpu

或者：

# cat /proc/cpuinfo
Linux 处理器详细信息的显示 （显示 /proc/cpuinfo 文件里的信息）

内容二：显示内存信息

2.1 显示内存使用情况

# free -m

（注意：这里显示的内存会比真实的硬件内存大小小一点）

2.2 显示内存详细信息

# cat /proc/meminfo

2.3 显示内存的总大小

# memunit=`dmidecode -t memory | egrep -i 'Size:' | egrep -i 'kb|mb|gb' | egrep -v -i 'Volatile|Maximum|Memory|Installed|Enabled' | awk '{print $NF}' | head -1`;memsize=`dmidecode -t memory | egrep -i 'Size:' | egrep -i 'kb|mb|gb' | egrep -v -i 'Volatile|Maximum|Memory|Installed|Enabled' | awk 'BEGIN{memtotal=0}{memtotal+=$2}END{print memtotal}'`; echo "$memsize $memunit"

内容三：显示硬盘信息

3.1 显示硬盘使用情况

# df -h

3.2 显示硬盘信息

# lsblk

3.3 显示硬盘总大小

# disksizeb=`lsblk -b | egrep -iv '\/|SWAP|NAME' | awk '$1!~/[0-9]/' | egrep 'disk' | awk 'BEGIN{disktotal=0}{disktotal=disktotal+$4}END{print disktotal}'`;let disksizek=$disksizeb/1024;let disksizem=$disksizek/1024;let disksizeg=$disksizem/1024;echo "$disksizeg GB"

内容四：显示其他硬件的信息

4.1 显示其他所有硬件的信息

# dmesg

4.2 显示某 1 个硬件的信息

# dmesg | grep -i mouse

（补充：这里以显示鼠标信息的方法为例）