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例如,在 Linux 系統(tǒng)搭建了一個 Web 服務,就可能出現(xiàn)網(wǎng)頁無法打開、打開速度慢等現(xiàn)象,而遇到這些問題時,有人可能會抱怨 Linux 系統(tǒng)不好,其實這些不過是表面現(xiàn)象。
要知道,操作系統(tǒng)在完成某個任務時,與系統(tǒng)自身設置、網(wǎng)絡拓撲結構、路由設備、接入設備、物理線路等多個方面都密切相關,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會影響整個系統(tǒng)的性能。
對于 Linux 系統(tǒng)來說,當運行應用程序出現(xiàn)問題時,要從應用程序本身、操作系統(tǒng)、服務器硬件和網(wǎng)絡環(huán)境等方面綜合排查,深度剖析問題出現(xiàn)在哪個部分,才能有針對性地解決。
那么,影響 Linux 系統(tǒng)性能的因素主要有哪些呢?
CPU
CPU 是操作系統(tǒng)穩(wěn)定運行的根本,CPU 的速度與性能很大一部分決定了系統(tǒng)整體的性能,因此 CPU 數(shù)量越多、主頻越高,服務器性能也就相對越好。
但亊實也并非完全如此,目前大部分 CPU 在同一時間內只能運行一個線程,超線程的處理器可以在同一時間運行多個線程,因而可以利用處理器的超線程特性提髙系統(tǒng)性能。
而在 Linux 系統(tǒng)下,只有運行 SMP 內核才能支持超線程,但是安裝的 CPU 數(shù)量越多,從超線程獲得的性能上的提高就越少。另外,Linux 內核會把多核的處理器當作多個單獨的 CPU 來識別,例如兩顆 4 核的 CPU 在 Linux 系統(tǒng)下會認為是 8 顆 CPU。
在 Linux 系統(tǒng)中,郵件服務器、動態(tài) Web 服務器等應用對 CPU 性能的要求相對較高,因此對于這類應用,要把 CPU 的配置和性能放在主要位置。
內存
內存的大小也是影響 Linux 性能的一個重要的因素。內存太小,系統(tǒng)進程將被阻塞,應用也將變得緩慢,甚至失去響應;內存太大,會導致資源浪費。
Linux 系統(tǒng)采用了物理內存和虛擬內存的概念,虛擬內存雖然可以緩解物理內存的不足,但是占用過多的虛擬內存,應用程序的性能將明顯下降。要保證應用程序的高性能運行,物理內存一定要足夠大,但不應過大,否則會造成內存資源的浪費。
例如,在一個 32 位處理器的 Linux 操作系統(tǒng)上,超過 8GB 的物理內存都將被浪費。因此,要使用更大的內存,建議安裝 64 位的操作系統(tǒng),同時開啟 Linux 的大內存內核支持。
不僅如此,由于處理器尋址范圍的限制,在 32 位 Linux 操作系統(tǒng)上,應用程序單個進程最大只能使用 2GB 的內存。這樣即使系統(tǒng)有更大的內存,應用程序也無法“享”用,解決的辦法就是使用 64 位處理器,安裝 64 位操作系統(tǒng),在 64 位操作系統(tǒng)下,可以滿足所有應用程序對內存的使用需求,幾乎沒有限制。
對內存性能要求比較的應用有打印服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和靜態(tài) Web 服務器等,因此對于這類應用,要把內存大小放在主要位置。
磁盤讀寫(I/O)能力
磁盤的 I/O 能力會直接影響應用程序的性能。比如說,在一個需要頻繁讀寫的應用中,如果磁盤 I/O 性能得不到滿足,就會導致應用的停滯。
不過,好在現(xiàn)今的磁盤都采用了很多方法來提高 I/O 性能,比如常見的磁盤 RAID 技術。
RAID 的英文全稱為 Redundant Array of Independent Disks,翻譯成中文為獨立磁盤冗余陣列,簡稱磁盤陣列。RAID 通過把多塊獨立的磁盤(物理硬盤)按不同方式組合起來,形成一個磁盤組(邏輯硬盤),從而提供比單個硬盤更高的 I/O 性能和數(shù)據(jù)冗余。
通過 RAID 技術組成的磁盤組,就相當于一個大硬盤,用戶可以對它進行分區(qū)格式化、建立文件系統(tǒng)等操作,跟單個物理硬盤一模一樣,惟一不同的是 RAID 磁盤組的 I/O 性能比單個硬盤要高很多,同時對數(shù)據(jù)的安全性也有很大提升。
網(wǎng)絡帶寬
Linux 下的各種應用,一般都是基于網(wǎng)絡的,因此網(wǎng)絡帶寬也是影響性能的一個重要因素,低速的、不穩(wěn)定的網(wǎng)絡將導致網(wǎng)絡應用程序的訪問阻塞;而穩(wěn)定、高速的帶寬,可以保證應用程序在網(wǎng)絡上暢通無阻地運行。
幸運的是,現(xiàn)在的網(wǎng)絡一般都是千兆帶寬,或者光纖網(wǎng)絡,帶寬問題對應用程序性能造成的影響也在逐步降低。
通過對以上 4 個方面的講述,不難看出,各個方面之間都是相互依賴的,不能孤立地從某個方面來排查問題。換句話說,當一個方面出現(xiàn)性能問題時,往往會引發(fā)其他方面出現(xiàn)問題。
例如,大量的磁盤讀寫勢必消耗 CPU 和 I/O 資源,而內存的不足會導致頻繁地進行內存頁寫入磁盤、磁盤寫到內存的操作,造成磁盤 I/O 瓶頸,同時大量的網(wǎng)絡流量也會造成 CPU 過載。總之,在處理性能問題時,應縱觀全局,從各個方面進行綜合考慮。
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