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咱们研发的软件服务需要在服务器上运行，因此服务器性能表率了软件的性能上限，因此呢服务器性能调优是个非常重要的环节，然而大部分朋友对服务器性能调优关注的较少，今天从3个部分对服务器性能调优进行介绍，分别是：服务器配置选取，服务器负载分析，服务器内核参数调优。
服务器配置选取
服务器通常是由于CPU、内存、磁盘和网卡构成，因此呢选取服务器配置便是选取CPU核数、内存体积、磁盘体积及类型、网络带宽。然则，服务器配置的选取是很难标准化的，亦便是说很难推断出“一台需要达到1000TPS的后端服务器”的配置应该是什么样的。由于软件的最后运行性能与软件的实现方式是紧密关联的，即使是同一个后端应用程序中的两个接口，因为详细功能的差别，性能亦会有所差别。
因此呢，服务器配置的选取应该基于详细的测试结果。一起始能够选择配置较低的服务器做调优和测试，并以该服务器的测试结果做为选取服务器的依据。
以一个订单业务为例，经过测试后，一台配置为4核 CPU 、16GB内存、10Mbps带宽、50GB机械磁盘的服务器的测试结果为：支持50并发量和300TPS吞吐量（增大并发量后会显现超时报错）。而在压力测试过程中， CPU 的运用率接近75%，内存运用率在 50％以下，带宽运用率在50％以下，除去日志以外无磁盘操作。
因此呢能够认为，一台配置为4核 CPU ( CPU 运用率需要在75％以下）、8GB内存（内存运用率能够接近100%)、 5Mbps 带宽（带宽运用率能够接近100%）的服务器，能够满足订单接口支持50并发量、300TPS吞吐量的压力。
倘若需要达到200并发数、2400TPS吞吐量的目的的话，则需要8台配置为4核 CPU 、8GB内存、5Mbps带宽的服务器，或1台配置为32核 CPU 、64GB内存、40Mbps带宽的服务器。当然，最后的服务器配置还是需要经过测试来验证。
重视：在以上订单接口的例子中，后端服务器和数据库等服务器需要一块调试，避免后端服务器性能过剩，而数据库等服务器性能不足的状况出现。另一，以上选取服务器配置的办法不必定适用于所有场景，请斟酌参考。
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，一般而言，咱们重点分析CPU运用率、内存运用率、磁盘I/O，服务器负载和带宽运用状况。
CPU运用率
CPU运用率反应的是CPU的忙碌状况。当CPU达到100%时，部分进程会进入等待状态，CPU暂时不会对其进行处理。在实质状况下，为了应对一下突发性的请求压力，服务器CPU运用率通常需要在75%以下。倘若一台服务器的CPU运用率多次高于75%，此时候就思虑增多新的服务器。
监控CPU运用率我举荐大众运用htop工具，能够非常直观看到CPU运用率、内存运用率、及负载等信息。
运用htop查看CPU负载
首要咱们需要安装htop，以centos为例，安装命令如下： yuminstall htop -y安装完成后咱们就能够经过htop命令观察CPU负载了 htop输入htop命令后咱们能够很直观的看到CPU负载状况，该命令的CPU运用率会以多个核做为单位进行表示。操作系统机会自动分配多个核的负载，当所有核的CPU运用率都超过75%时才可认为服务器的CPU运用率已然超过75%。
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运用率都超过了75%，再观察一会发掘所有CPU的运用率都在85%上下徘徊，说明CPU负载很高了，需要思虑增多新的服务器。
内存运用率
内存运用率反应的是内存的运用状况。内存用于存放程序的代码及数据，通常分为理学内存和虚拟内存，其中理学内存指的是服务器的内存，而虚拟内存指的是硬盘的一起空间。当理学内存运用率达到100%时将会运用虚拟内存。需要重视的是，虚拟内存的读写速度远远小于理学内存，倘若程序被放在了虚拟内存执行，那样程序的执行效率会变得很低。
通常而言，服务器的理学内存应该保持在80%以下，虚拟内存运用率保持在0%。
服务器内存运用状况还是能够经过hop工具进行查看
上面表示了服务器的内存运用状况：总内存16G，运用了10G上下，内存运用率62%，能够继续运用，同期关闭了Swap虚拟内存。
在下MEM%栏中表示了单个进程的内存运用率。
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、数据库操作都会导致磁盘读写压力，其中又以数据库操做为甚，在高并发状况下常常数据库会首要作为系统的瓶颈。
磁盘监控我举荐大众运用iostat工具，能够很方便查看磁盘的运用状况。
运用iostat查看磁盘I/O
首要咱们需要安装iostat，以centos为例，安装命令如下： yum install sysstat -y安装完成后咱们就能够经过iostat命令磁盘使用状况了。 # 查看磁盘总体读写状况， 1表率每1秒读取一次数据
iostat -x 1
输入iostat命令后，磁盘总体读写状况如上所示。磁盘负载重点关注2个指标：%idle，%util %idle:暗示CPU除去等待磁盘I/O以外的空闲时间百分比，这个指标应该要保准在70%以上%util:该设备用于I/O操作的时间百分比，这个指标需要保准在70%以下，当到达100%时暗示已然满负载。为了降低磁盘负载，能够采用性能更高的磁盘（OSD，PCIE）或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，是一个暗示服务器负载的指标。通常状况下需要保准平均负载的值少于当前服务器的CPU核数。
一样的，查看服务器平均负载咱们亦能够运用htop命令
在这儿咱们重点关注Load average指标，上图有3个数字，分别表率1分钟，5分钟，15分钟的平均负载。
通常状况下服务器的平均负载需要少于当前服务器的CPU核数，为了应对突发情况，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%，需要思虑提高性能了。
网络运用状况
网络运用状况亦是监控的重要指标。当带宽不足时会大大增多请求的响应时间。为了防止突发性并发压力，应该保准服务器的带宽运用率在80%以上。这儿需要重视的是，理学网卡限制了服务器所能运用的最大宽带。
查看网络运用状况我举荐运用nload工具。
运用nload查看网络
首要需要安装nload，以centos为例 yum install nload -y安装完成后咱们直接运行nload nload
输入nload命令后，网络运用状况如上图所示。其中，网络运用状况分为流入网卡的数据与流出网卡的数据。流入网卡的对应下行带宽的网速，流出网卡的数据对应上行带宽的网速。 倘若 “当前网速” 连续接近 “最大网速” 时，表率带宽运用率已然接近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
光有强大的理学性能是不足的，还需要对内核参数进行调优，这般才可在高并发压力下充分表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，通常来讲，只需要对要处理高并发请求的服务器进行内核参数调优就可，平常的包含：前端服务器，后端服务器，数据库服务器。
服务器平常的调优参数重点有两个：单个进程最大打开文件数 和 TCP关联设置。
单个进程最大打开文件数
修改单个文件最大打开文件数，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* 表率所有用户，65536表率修改的值，重启后生效。
TCP关联设置
修改TCP相关参数，能够优化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，准许处理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连接中处在TIME-WAIT状态的连接
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
＃修改超时时间（ s )，该值暗示倘若连接由本端关闭，则连接处在 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 信息（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，能够容纳更加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，倘若超过此值，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
＃每一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，准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
＃避免时间戳反常
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
＃系统中最多有多少个 TCP 套接字不被相关到任何一个用户文件句柄上，倘若超过这个数字，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
原文链接： https://juejin.cn/post/7106103652435263496
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发表于 2024-9-1 00:15:21
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