一个简单的Linux 服务器性能优化案例

下面是一个简单的 Linux 服务器性能优化案例：优化一个 Web 应用服务器，提升其内存使用效率和磁盘 I/O 性能。

场景描述

一台运行着 Nginx 和 MySQL 的 Web 应用服务器，用户反馈服务器在高并发时响应速度变慢，CPU 和内存利用率升高，磁盘 I/O 延迟显著。目标是通过内存管理和磁盘 I/O 调优提升服务器性能。

优化步骤

1. 问题诊断

1. 检查内存使用情况 使用 free -m 和 vmstat 命令查看内存使用情况。

   free -m
   vmstat 1 5

   
   

2. 分析磁盘 I/O 使用 iostat 或 iotop 检查磁盘 I/O 活跃度。

   iostat -x 1 5

   
   

3. 查看系统负载 使用 top 和 htop 找出消耗内存和 I/O 的进程。

   top

   
   

4. 分析文件系统缓存与交换区

   cat /proc/meminfo | grep -E "Buffers|Cached|Swap"

   
   

5. MySQL 慢查询日志 查看慢查询是否增加了磁盘压力。

2. 优化策略

2.1 优化内存管理

1. 调整 Swappiness 减少交换分区的使用，避免频繁的 I/O 操作。

   echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness
   echo "vm.swappiness=10" >> /etc/sysctl.conf

   
   

2. 调整缓存清理策略 优化缓存清理以避免过多的缓存耗尽内存。

   echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
   echo "vm.dirty_ratio=15" >> /etc/sysctl.conf
   echo "vm.dirty_background_ratio=5" >> /etc/sysctl.conf
   sysctl -p

   
   

3. 调整 MySQL 缓存 增加 MySQL 的缓存分配，减少磁盘读写。 在 MySQL 配置文件 /etc/mysql/my.cnf 中：

   [mysqld]
   query_cache_size = 128M
   query_cache_type = 1
   innodb_buffer_pool_size = 1G
   innodb_log_file_size = 256M

   
   

   重启 MySQL：

   [mysqld]
   query_cache_size = 128M
   query_cache_type = 1
   innodb_buffer_pool_size = 1G
   innodb_log_file_size = 256M

   
   

2.2 优化磁盘 I/O

1. 使用 SSD 将关键数据库文件迁移到 SSD。

2. 调整文件系统挂载参数 对于常用的 ext4 文件系统，添加优化参数： 修改 /etc/fstab：

   /dev/sda1 / ext4 defaults,noatime,nodiratime,barrier=0,data=writeback 0 1

   
   

   重新挂载：

   mount -o remount /

   
   

3. 使用 I/O 调度器 切换为性能更优的调度器（如 deadline 或 noop）。

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

   
   

   永久生效： 修改 /etc/default/grub：

   GRUB_CMDLINE_LINUX="elevator=deadline"

   
   

   更新 GRUB 配置并重启：

   update-grub 
   reboot

4. 启用 RAID 或 LVM 使用 RAID 提升磁盘并发性能，或 LVM 执行快照备份。

5. 使用异步 I/O 在应用代码中使用异步 I/O 减轻 I/O 阻塞。

2.3 网络优化（补充）

调整 Nginx 配置以支持高并发：

worker_processes auto;
worker_connections 1024;
keepalive_timeout 15;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;

重启 Nginx：

systemctl restart nginx

3. 结果验证

1. 压力测试 使用工具（如 ab 或 wrk）对服务器进行压力测试。

   ab -n 10000 -c 100 http://yourserver.com/

   
   

2. 监控系统负载 观察负载、内存和 I/O 使用情况，确保优化有效。

最终代码脚本

以下脚本自动执行上述步骤：

#!/bin/bash

# 调整 Swappiness
echo "Setting swappiness to 10"
echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness
echo "vm.swappiness=10" >> /etc/sysctl.conf

# 调整缓存清理策略
echo "Optimizing cache settings"
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
echo "vm.dirty_ratio=15" >> /etc/sysctl.conf
echo "vm.dirty_background_ratio=5" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

# 优化 I/O 调度器
echo "Setting I/O scheduler to deadline"
echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler
sed -i 's/GRUB_CMDLINE_LINUX=""/GRUB_CMDLINE_LINUX="elevator=deadline"/' /etc/default/grub
update-grub

# 优化文件系统挂载参数
echo "Optimizing file system mount options"
sed -i 's/defaults/defaults,noatime,nodiratime,barrier=0,data=writeback/' /etc/fstab
mount -o remount /

# 重启服务
echo "Restarting services"
systemctl restart mysql
systemctl restart nginx

echo "Optimization complete. Please monitor the system performance."

通过上述优化，可以有效提升服务器的内存管理效率和磁盘 I/O 性能。