Linux 性能測試與分析

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1、Linux?性能測試與分析Linux性能測試與分析RevisionHistoryVersionDateAuthorDescription1.02011/5/26dengwu@taobao.com初稿1.12011/6/23dengwu@taobao.com添加CPU分析1.22012/2/20dengwu@taobao.com添加MEM,IO分析1.32012/2/23dengwu@taobao.com更新工作原理1.42012/2/25dengwu@taobao.com添加中斷分析1.52012/2/28dengwu@taobao.com添加網(wǎng)絡

2、分析1?????????性能測試簡介l??性能測試的過程就是找到系統(tǒng)瓶頸的過程。???l??性能測試(包括分析和調(diào)優(yōu))的過程就是在操作系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間取得平衡的過程。l??操作系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)包括：???CPU???Memory???IO???Network?他們之間高度依賴，互相影響。比如：1.??????頻繁的磁盤讀寫會增加對內(nèi)存的使用2.??????大量的網(wǎng)絡吞吐，一定意味著非?？捎^的CPU利用率3.??????可用內(nèi)存的減少可能增加大量的swapping，從而使系統(tǒng)負載上升甚至崩潰2?????????應用程序類型性能測試之前，你首先需要

3、判斷你的應用程序是屬于那種類型的，這可以幫助你判斷哪個子系統(tǒng)可能會成為瓶頸。?通?？煞譃槿缦聝煞N：?CPUbound–?這類程序，cpu往往會處于很高的負載，當系統(tǒng)壓力上升時，相對于磁盤和內(nèi)存，往往CPU首先到達瓶頸。Webserver，mailserver以及大部分服務類程序都屬于這一類。?I/Obound–?這類程序，往往會頻繁的訪問磁盤，從而發(fā)送大量的IO請求。IO類應用程序往往利用cpu發(fā)送IO請求之后，便進入sleep狀態(tài)，從而造成很高的IOWAIT。數(shù)據(jù)庫類程序，cache服務器往往屬于這種類型。3?????????CPU?3.1???

4、???性能瓶頸3.1.1????????運算性能瓶頸作為計算機的計算單元，其運算能力方面，可能出現(xiàn)如下瓶頸：?1.??用戶態(tài)進程CPU占用率很高2.??系統(tǒng)態(tài)(內(nèi)核態(tài))CPU占用率很高?測試CPU的運算性能，通常是通過計算圓周率來測試CPU的浮點運算能力和穩(wěn)定性。據(jù)說PentiumCPU的一個運算bug就是通過計算圓周率來發(fā)現(xiàn)的。圓周率的計算方法，通常是計算小數(shù)點后104萬位，通過比較運算時間來評測CPU的運算能力。?常用工具：1.????????SUPERPI(π)2.????????Wprime??與SuperPI不同的是，可以支持多核CPU的

5、運算速度測試3.????????FritzChess??一款國際象棋測試軟件，測試每秒鐘可運算的步數(shù)?突破CPU的運算瓶頸，一般只能靠花錢。比如提高時鐘頻率，提高L1,L2cache容量或不斷追求新一代的CPU架構(gòu)：?Core?->??Nehalem(E55x，如r710，dsc1100)?->?Westmere?–>??SandyBridge3.1.2????????調(diào)度性能瓶頸CPU除了負責計算之外，另一個非常重要的功能就是調(diào)度。在調(diào)度方面，CPU可能會出現(xiàn)如下性能瓶頸：?1.??????Load平均值超過了系統(tǒng)可承受的程度2.??????IO

6、Wait占比過高，導致Load上升或是引入新的磁盤瓶頸3.??????ContextSwitch過高，導致CPU就像個搬運工一樣，頻繁在寄存器(CPURegister)和運行隊列(runqueue)之間奔波4.??????硬中斷CPU占比接近于100%5.??????軟中斷CPU占比接近于100%?超線程超線程芯片可以使得當前線程在訪問內(nèi)存的間隙，處理器可以使用它的機器周期去執(zhí)行另外一個線程。一個超線程的物理CPU可以被kernel看作是兩個獨立的CPU。?3.2??????典型監(jiān)控參數(shù)圖1：top圖2：mpstat?3.2.1????????參數(shù)

7、含義???LoadLoad是指CPU所有內(nèi)核正在處理的任務加上處于運行隊列中的進程數(shù)之和。?處于運行隊列(runqueue)中的進程包括TASK_RUNNING和TASK_UNINTERRUPTIBLE兩種狀態(tài)的任務：???處于可運行狀態(tài)的進程???等待不可中斷任務的進程?在一個雙核的系統(tǒng)中，如果兩個進程正在執(zhí)行，有四個進程處于runquque當中，那么load就是6?Vmstat中r指的就是runqueue中的進程數(shù)目?對比一下同一時刻top統(tǒng)計出來的load????Nice%用戶進程空間內(nèi)，通過調(diào)用nice或setpriority系統(tǒng)調(diào)用改變過

8、優(yōu)先級的進程的CPU占用率???Iowait%CPU等待IO操作的時間???Idle%CPU空閑時間???Intr/s每秒