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一、影響Linux服務器性能的因素
1. 操作系統級
Ø CPU
Ø 內存
Ø 磁盤I/O帶寬
Ø 網絡I/O帶寬
2. 程序應用級
二、系統性能評估標準
影響性能因素
評判標準
好
壞
糟糕
CPU
user% + sys%< 70%
user% + sys%= 85%
user% + sys% >=90%
內存
Swap In（si）＝0
Swap Out（so）＝0
Per CPU with 10 page/s
More Swap In & Swap Out
磁盤
iowait % < 20%
iowait % =35%
iowait % >= 50%
其中：
%user：表示CPU處在用戶模式下的時間百分比。
%sys：表示CPU處在系統模式下的時間百分比。
%iowait：表示CPU等待輸入輸出完成時間的百分比。
swap in：即si，表示虛擬內存的頁導入，即從SWAP DISK交換到RAM
swap out：即so，表示虛擬內存的頁導出，即從RAM交換到SWAP DISK。
三、系統性能分析工具
1.常用系統命令
Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等
2.常用組合方式
• 用vmstat、sar、iostat檢測是否是CPU瓶頸
• 用free、vmstat檢測是否是內存瓶頸
• 用iostat檢測是否是磁盤I/O瓶頸
• 用netstat檢測是否是網絡帶寬瓶頸
四、Linux性能評估與優化
1. 系統整體性能評估（uptime命令）
[root@web1 ~]# uptime
16:38:00 up 118 days, 3:01, 5 users, load average: 1.22, 1.02, 0.91
這裏需要注意的是：load average這個輸出值，這三個值的大小一般不能大於系統CPU的個數，例如，本輸出中系統有8個CPU,如果load average的三個值長期大於8時，說明CPU很繁忙，負載很高，可能會影響系統性能，但是偶爾大於8時，倒不用擔心，一般不會影響系統性能。相反，如果load average的輸出值小於CPU的個數，則表示CPU還有空閒的時間片，比如本例中的輸出，CPU是非常空閒的。
2. CPU性能評估
（1）利用vmstat命令監控系統CPU
該命令可以顯示關於系統各種資源之間相關性能的簡要信息，這裏我們主要用它來看CPU一個負載情況。
下面是vmstat命令在某個系統的輸出結果：
[root@node1 ~]# vmstat 2 3
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
0 0 0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0
0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0
0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0
l Procs
r列表示運行和等待cpu時間片的進程數，這個值如果長期大於系統CPU的個數，說明CPU不足，需要增加CPU。
b列表示在等待資源的進程數，比如正在等待I/O、或者內存交換等。
l Cpu
us列顯示了用戶進程消耗的CPU 時間百分比。us的值比較高時，說明用戶進程消耗的cpu時間多，但是如果長期大於50%，就需要考慮優化程序或算法。
sy列顯示了內核進程消耗的CPU時間百分比。Sy的值較高時，說明內核消耗的CPU資源很多。
根據經驗，us+sy的參考值爲80%，如果us+sy大於 80%說明可能存在CPU資源不足。
（2）利用sar命令監控系統CPU
sar功能很強大，可以對系統的每個方面進行單獨的統計，但是使用sar命令會增加系統開銷，不過這些開銷是可以評估的，對系統的統計結果不會有很大影響。
下面是sar命令對某個系統的CPU統計輸出：
[root@webserver ~]# sar -u 3 5
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/28/2008 _i686_ (8 CPU)
11:41:24 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle
11:41:27 AM all 0.88 0.00 0.29 0.00 0.00 98.83
11:41:30 AM all 0.13 0.00 0.17 0.21 0.00 99.50
11:41:33 AM all 0.04 0.00 0.04 0.00 0.00 99.92
11:41:36 AM all 90.08 0.00 0.13 0.16 0.00 9.63
11:41:39 AM all 0.38 0.00 0.17 0.04 0.00 99.41
Average: all 0.34 0.00 0.16 0.05 0.00 99.45
對上面每項的輸出解釋如下：
l %user列顯示了用戶進程消耗的CPU 時間百分比。
l %nice列顯示了運行正常進程所消耗的CPU 時間百分比。
l %system列顯示了系統進程消耗的CPU時間百分比。
l %iowait列顯示了IO等待所佔用的CPU時間百分比
l %steal列顯示了在內存相對緊張的環境下pagein強制對不同的頁面進行的steal操作 。
l %idle列顯示了CPU處在空閒狀態的時間百分比。
問題
1.你是否遇到過系統CPU整體利用率不高，而應用緩慢的現象？
在一個多CPU的系統中，如果程序使用了單線程，會出現這麼一個現象，CPU的整體使用率不高，但是系統應用卻響應緩慢，這可能是由於程序使用單線程的原因，單線程只使用一個CPU，導致這個CPU佔用率爲100%，無法處理其它請求，而其它的CPU卻閒置，這就導致了整體CPU使用率不高，而應用緩慢現象的發生。
3. 內存性能評估
（1）利用free指令監控內存
free是監控linux內存使用狀況最常用的指令，看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 8111 7185 926 0 243 6299
-/+ buffers/cache: 643 7468
Swap: 8189 0 8189
一般有這樣一個經驗公式：應用程序可用內存/系統物理內存>70%時，表示系統內存資源非常充足，不影響系統性能，應用程序可用內存/系統物理內存<20%時，表示系統內存資源緊缺，需要增加系統內存，20%<應用程序可用內存/系統物理內存<70%時，表示系統內存資源基本能滿足應用需求，暫時不影響系統性能。
3.內存性能評估
（1）利用free指令監控內存
free是監控linux內存使用狀況最常用的指令，看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 8111 7185 926 0 243 6299
-/+ buffers/cache: 643 7468
Swap: 8189 0 8189
一般有這樣一個經驗公式：應用程序可用內存/系統物理內存>70%時，表示系統內存資源非常充足，不影響系統性能，應用程序可用內存/系統物理內存<20%時，表示系統內存資源緊缺，需要增加系統內存，20%<應用程序可用內存/系統物理內存<70%時，表示系統內存資源基本能滿足應用需求，暫時不影響系統性能。
（2）利用vmstat命令監控內存
[root@node1 ~]# vmstat 2 3
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
0 0 0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0
0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0
0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0
l memory
swpd列表示切換到內存交換區的內存數量（以k爲單位）。如果swpd的值不爲0，或者比較大，只要si、so的值長期爲0，這種情況下一般不用擔心，不會影響系統性能。
free列表示當前空閒的物理內存數量（以k爲單位）
buff列表示buffers cache的內存數量，一般對塊設備的讀寫才需要緩衝。
cache列表示page cached的內存數量，一般作爲文件系統cached，頻繁訪問的文件都會被cached，如果cache值較大，說明cached的文件數較多，如果此時IO中bi比較小，說明文件系統效率比較好。
l swap
si列表示由磁盤調入內存，也就是內存進入內存交換區的數量。
so列表示由內存調入磁盤，也就是內存交換區進入內存的數量。
一般情況下，si、so的值都爲0，如果si、so的值長期不爲0，則表示系統內存不足。需要增加系統內存。
4.磁盤I/O性能評估
（1）磁盤存儲基礎
l 熟悉RAID存儲方式，可以根據應用的不同，選擇不同的RAID方式。
l 儘可能用內存的讀寫代替直接磁盤I/O，使頻繁訪問的文件或數據放入內存中進行操作處理，因爲內存讀寫操作比直接磁盤讀寫的效率要高千倍。
l 將經常進行讀寫的文件與長期不變的文件獨立出來，分別放置到不同的磁盤設備上。
l 對於寫操作頻繁的數據，可以考慮使用裸設備代替文件系統。
使用裸設備的優點有：
ü 數據可以直接讀寫，不需要經過操作系統級的緩存，節省了內存資源，避免了內存資源爭用。
ü 避免了文件系統級的維護開銷，比如文件系統需要維護超級塊、I-node等。
ü 避免了操作系統的cache預讀功能，減少了I/O請求。
使用裸設備的缺點是：
ü 數據管理、空間管理不靈活，需要很專業的人來操作。
（2）利用iostat評估磁盤性能
[root@webserver ~]# iostat -d 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 12/01/2008 _i686_ (8 CPU)
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
sda 1.87 2.58 114.12 6479462 286537372
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
sda 0.00 0.00 0.00 0 0
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
sda 1.00 0.00 12.00 0 24
對上面每項的輸出解釋如下：
Blk_read/s表示每秒讀取的數據塊數。
Blk_wrtn/s表示每秒寫入的數據塊數。
Blk_read表示讀取的所有塊數。
Blk_wrtn表示寫入的所有塊數。
Ø 可以通過Blk_read/s和Blk_wrtn/s的值對磁盤的讀寫性能有一個基本的瞭解，如果Blk_wrtn/s值很大，表示磁盤的寫操作很頻繁，可以考慮優化磁盤或者優化程序，如果Blk_read/s值很大，表示磁盤直接讀取操作很多，可以將讀取的數據放入內存中進行操作。
Ø 對於這兩個選項的值沒有一個固定的大小，根據系統應用的不同，會有不同的值，但是有一個規則還是可以遵循的：長期的、超大的數據讀寫，肯定是不正常的，這種情況一定會影響系統性能。
（3）利用sar評估磁盤性能
通過“sar –d”組合，可以對系統的磁盤IO做一個基本的統計，請看下面的一個輸出：
[root@webserver ~]# sar -d 2 3
Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/30/2008 _i686_ (8 CPU)
11:09:33 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
11:09:35 PM dev8-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
11:09:35 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
11:09:37 PM dev8-0 1.00 0.00 12.00 12.00 0.00 0.00 0.00 0.00
11:09:37 PM DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
11:09:39 PM dev8-0 1.99 0.00 47.76 24.00 0.00 0.50 0.25 0.05
Average: DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
Average: dev8-0 1.00 0.00 19.97 20.00 0.00 0.33 0.17 0.02
需要關注的幾個參數含義：
await表示平均每次設備I/O操作的等待時間（以毫秒爲單位）。
svctm表示平均每次設備I/O操作的服務時間（以毫秒爲單位）。
%util表示一秒中有百分之幾的時間用於I/O操作。
對以磁盤IO性能，一般有如下評判標準：
正常情況下svctm應該是小於await值的，而svctm的大小和磁盤性能有關，CPU、內存的負荷也會對svctm值造成影響，過多的請求也會間接的導致svctm值的增加。
await值的大小一般取決與svctm的值和I/O隊列長度以及I/O請求模式，如果svctm的值與await很接近，表示幾乎沒有I/O等待，磁盤性能很好，如果await的值遠高於svctm的值，則表示I/O隊列等待太長，系統上運行的應用程序將變慢，此時可以通過更換更快的硬盤來解決問題。
%util項的值也是衡量磁盤I/O的一個重要指標，如果%util接近100%，表示磁盤產生的I/O請求太多，I/O系統已經滿負荷的在工作，該磁盤可能存在瓶頸。長期下去，勢必影響系統的性能，可以通過優化程序或者通過更換更高、更快的磁盤來解決此問題。
5. 網絡性能評估
（1）通過ping命令檢測網絡的連通性
（2）通過netstat –i組合檢測網絡接口狀況
（3）通過netstat –r組合檢測系統的路由表信息
（4）通過sar –n組合顯示系統的網絡運行狀態
五、Oracle在Linux下的性能優化
Oracle數據庫內存參數的優化
Ø 與oracle相關的系統內核參數
Ø SGA、PGA參數設置
Oracle下磁盤存儲性能優化
Ø 文件系統的選擇（ext2/ext3、xfs、ocfs2）
Ø Oracle ASM存儲
1.優化oracle性能參數之前要了解的情況
1）物理內存有多大
2）操作系統估計要使用多大內存
3）數據庫是使用文件系統還是裸設備
4）有多少併發連接
5）應用是OLTP類型還是OLAP類型
2.oracle數據庫內存參數的優化
（1）系統內核參數
修改 /etc/sysctl.conf 這個文件，加入以下的語句：
kernel.shmmax = 2147483648
kernel.shmmni = 4096
kernel.shmall = 2097152
kernel.sem = 250 32000 100 128
fs.file-max = 65536
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
參數依次爲：
Kernel.shmmax:共享內存段的最大尺寸（以字節爲單位）。
Kernel.shmmni：系統中共享內存段的最大數量。
Kernel.shmall：共享內存總量，以頁爲單位。
fs.file-max：文件句柄數，表示在Linux系統中可以打開的文件數量。
net.ipv4.ip_local_port_range：應用程序可使用的IPv4端口範圍。
需要注意的幾個問題
關於Kernel.shmmax
Oracle SGA 由共享內存組成，如果錯誤設置 SHMMAX可能會限制SGA 的大小，SHMMAX設置不足可能會導致以下問題：ORA-27123:unable to attach to shared memory segment，如果該參數設置小於Oracle SGA設置，那麼SGA就會被分配多個共享內存段。這在繁忙的系統中可能成爲性能負擔，帶來系統問題。
Oracle建議Kernel.shmmax最好大於sga，以讓oracle共享內存區SGA在一個共享內存段中，從而提高性能。
關於Kernel.shmall
表示系統共享內存總大小，以頁爲單位。
一個32位的Linux系統，8G的內存，可以設置kernel.shmall = 2097152，即爲： 2097152*4k/1024/1024 = 8G就是說可用共享內存一共8G，這裏的4K是32位操作系統一頁的大小，即4096字節。
關於Kernel.shmmni
表示系統中共享內存段的最大數量。系統默認是4096，一般無需修改，在SUN OS下還有Kernel.shmmin參數，表示共享內存段最小尺寸，勿要混餚！
（2）SGA、PAG參數的設置
A Oracle在內存管理方面的改進
Oracle 9i通過參數PGA_AGGREGATE_TARGET參數實現PGA自動管理 Oracle 10g通過參數SGA_TARGET參數實現了SGA的自動管理，
Oracle 11g實現了數據庫所有內存塊的全自動化管理，使得動態管理SGA和PGA成爲現實。
自動內存管理的兩個參數：
MEMORY_TARGET：表示整個ORACLE實例所能使用的內存大小，包括PGA和SGA的整體大小，即這個參數是動態的，可以動態控制SGA和PGA的大小。
MEMORY_MAX_TARGET：這個參數定義了MEMORY_TARGET最大可以達到而不用重啓實例的值，如果沒有設置MEMORY_MAX_TARGET值，默認等於MEMORY_TARGET的值。
使用動態內存管理時，SGA_TARGET和PGA_AGGREGATE_TARGET代表它們各自內存區域的最小設置，要讓Oracle完全控制內存管理，這兩個參數應該設置爲0。
B Oracle五種內存管理方式
Ø 自動內存管理,即AMM (Automatic Memory Management）
Ø 自動共享內存管理，即ASMM（Automatic Shared Memory Management）
Ø 手動共享內存管理
Ø 自動PGA管理
Ø 手動PGA管理
自動內存管理（AMM）
默認安裝oracle11g的實例就是AMM方式。通過如下查看：
示例如下：
SQL> show parameters target
NAME TYPE VALUE
------------ --------------------- ------------------ ---------------------- archive_lag_target integer 0
db_flashback_retention_target integer 1860
fast_start_io_target integer 0
fast_start_mttr_target integer 0
memory_max_target big integer 1400M
memory_target big integer 1400M
pga_aggregate_target big integer 0
sga_target big integer 0
注意：如果初始化參數 LOCK_SGA ＝ true ，則 AMM 是不可用的。
自動共享內存管理
自動共享內存管理是oracle10g引進的，如果要使用自動共享內存管理，只需設置MEMORY_TARGET=0，然後顯式指定SGA_TARGET即可。
示例如下：
SQL> alter system set memory_target=0 scope=both;
System altered.
SQL> alter system set sga_target=1024m scope=both;
System altered.
SQL>
手工共享內存管理
Oracle9i以及以前版本，只能手工設置共享內存管理，如果要使用手動共享內存管理，首先需要設置SGA_TARGET 與 MEMORY_TARGET爲0。
SGA包含主要參數有：
share_pool_size：共享池大小，建議300-500M之間。
Log_buffer：日誌緩衝區大小，建議1-3M之間。
Large_pool_size：大緩衝池大小，非MTS系統，建議在20-30M之間。
Java_pool_size：java池大小，沒有java應用時，建議10-20M之間。
db_cache_size：數據緩衝區大小，根據可使用內存大小，儘可能大。
自動PAG管理
Oracle9i版本引入了自動PGA管理，如果使用的是AMM管理方式，則無需擔心PGA的配置，但是如果對對AMM管理不放心的話，可以設置自動PGA管理，設置
WORKAREA_SIZE_POLICY ＝ AUTO
然後指定PGA_AGGREGATE_TARGET大小即可。，
手工PAG管理
如果要做到精確的控制PGA，還可以設置手動管理PGA，設置
WORKAREA_SIZE_POLICY = manual
然後分別指定PGA相關參數即可：
PGA相關參數有：
SORT_AREA_SIZE
SORT_AREA_RETAINED_SIZE，
3.Oracle下磁盤存儲性能優化
① 選擇文件系統存取數據
文件系統的選擇
單一文件系統（ext2、ext3、xfs等）
集羣文件系統（gfs、ocfs2）
文件系統存儲優缺點：
優點：管理維護方便。
缺點：數據讀寫要經過操作系統級的緩存，效率不是很高。
② ASM（Automatic Storage Management）
ASM優點：
數據可直接讀寫，無需經過操作系統存取效率很高，讀寫效率與直接的原始設備基本相同。
Oracle提供了專門的管理和維護工具
關於作者
高俊峯，網名：南非螞蟻
IXPUB “存儲設備與容災技術”及“ Linux與開源世界”版主。
喜歡oracle和 Unix/Linux技術，平時主要活動在ITPUB.net﹑IXPUB.net﹑ChinaUnix.net等大型技術社區，一直致力與oracle數據庫﹑Unix/Linux操作系統管理﹑優化領域，現在主要從事oracle數據庫管理和項目規劃設計工作，擅長oracle數據庫的備份恢復，性能調優，對Unix/Linux集羣應用也有一定的研究。
本文來自CSDN博客，轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/eroswang/archive/2011/04/12/6318777.aspx
