服务器性能指标

负载(load)是linux机器的一个重要指标，直观了反应了机器当前的状态。
来看下负载的定义是怎样的：
In UNIX computing, the system load is a measure of the amount of computational work that a computer system performs The load average represents the average system load over a period of time It conventionally appears in the form of three numbers which represent the system load during the last one-, five-, and fifteen-minute periods（wikipedia）
Unix refers to this as the run-queue length: the sum of the number of processes that are currently running plus the number that are waiting (queued) to run

Free memory is the amount of memory which is currently not used for anything This number should be small, because memory which is not used is simply wasted
Available memory is the amount of memory which is available for allocation to a new process or to existing processes。

df
查看磁盘使用情况，通常看磁盘大小和inode使用率：
磁盘性能分析
r/s 和 w/s：每秒磁盘读写的次数。这两个值相加就是 tps。
rkB/s 和 wkB/s：每秒磁盘读写的数据量。
avgrq-sz：平均每次读写磁盘扇区的大小。
avgqu-sze：平均 IO 队列长度。队列长度越短越好。
await：平均每次磁盘读写的等待时间（ms）。
svctm：平均每次磁盘读写的服务时间（ms）。
%util：一秒钟有百分之多少的时间用于磁盘读写 *** 作。

1）%util：衡量 IO 的繁忙程度
这个值越大，说明产生的 IO 请求较多，IO 压力较大，
我们可以结合 %idle 参数来看，如果 %idle < 70% 就说明 IO 比较繁忙了。
2）await：衡量 IO 的响应速度
通俗理解，await 就像我们去医院看病排队等待的时间，
这个值和医生的服务速度（svctm）和你前面排队的人数（avgqu-size）有关。
如果 svctm 和 await 接近，说明磁盘 IO 响应时间较快，排队较少，
如果 await 远大于 svctm，说明此时队列太长，响应较慢，
这时可以考虑换性能更好的磁盘。

带宽：表示链路的最大传输速率，单位通常为 b/s （比特 / 秒）
延时：表示从网络请求发出后，一直到收到远端响应，所需要的时间延迟
在不同场景中，这一指标可能会有不同含义
比如，它可以表示，建立连接需要的时间（比如 TCP握手延时）
或一个数据包往返所需的时间（比如 RTT）
PPS：是 Packet Per Second（包 / 秒）的缩写，表示以网络包为单位的传输速率�丢包率：丢包百分比
重传率：重新传输的网络包比例
连接数状态：TCP 各状态连接数量
TIME_WAIT状态存在有两个原因。
第一个是防止来自一个连接的延迟段被误解为后续连接的一部分。
连接处于2MSL等待状态时到达的所有流量都将被丢弃。
该TIME_WAIT状态的第二个原因是
可靠地实现TCP的全双工连接终止。
如果最后的ACK被丢弃，那么端点2将重新发送最后的FIN

单机最大连接数理论限制

系统用一个4四元组来唯一标识一个TCP连接： �{local ip, local port, remote ip, remote port}。 �
因此本地端口个数最大只有65536，端口0有特殊含义，不能使用，
这样可用端口最多只有65535，

所以在全部作为client端的情况下，
最大tcp连接数为65535，这些连接可以连到不同的server ip

1、系统最大打开文件数
sysfsfilesmax //系统最大文件句柄数
/proc/sys/fs/file-max

2、单进程最大文件描述符
echo 2000000 > /proc/sys/fs/nr_open
sysctl -w fsnr_open=100000000

3、某个用户下的某个进程的文件打开数
ulimit –n [num]
ulimit -n unlimited

/etc/security/limitsconf
worker soft nofile 102400
worker hard nofile 409600

linux内核通过进程标识值(process identification value)-PID来标示进程，
PID是一个数，类型位pid_t, 实际上就是int类型

查看
可以使用cat /proc/sys/kernel/pid_max来查看系统中可创建的进程数实际值
修改
1、ulimit -u 65535
2、我们在Linux还需要设置内核参数kernelpid_maxsysctl -w kernelpid_max=65535

1查看系统负载
（1）uptime
这个命令可以快速查看机器的负载情况。
在Linux系统中，这些数据表示等待CPU资源的进程和阻塞在不可中断IO进程（进程状态为D）的数量。
命令的输出，load average表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况。
通过这三个数据，可以了解服务器负载是在趋于紧张还是趋于缓解。
如果1分钟平均负载很高，而15分钟平均负载很低，说明服务器正在命令高负载情况，需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。
反之，如果15分钟平均负载很高，1分钟平均负载较低，则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。
(2)W
Show who is logged on and what they are doing
可查询登录当前系统的用户信息，以及这些用户目前正在做什么 *** 作
其中的load average后面的三个数字则显示了系统最近1分钟、5分钟、15分钟的系统平均负载情况
注意：
load average这个输出值，这三个值的大小一般不能大于系统逻辑CPU的个数。
如果输出中系统有4个逻辑CPU，如果load average的三个值长期大于4时，说明CPU很繁忙，负载很高，可能会影响系统性能，
但是偶尔大于4时，倒不用担心，一般不会影响系统性能。相反，如果load average的输出值小于CPU的个数，则表示CPU还有空闲
2dmesg | tail
该命令会输出系统日志的最后10行。
这些日志可以帮助排查性能问题
3vmstat
vmstat Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计），用来获得有关进程、虚存、页面交换空间及 CPU活动的信息。这些信息反映了系统的负载情况。
后面跟的参数1，表示每秒输出一次统计信息，表头提示了每一列的含义
（1）监控进程procs：
r：等待在CPU资源的进程数。
这个数据比平均负载更加能够体现CPU负载情况，数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器CPU核数，那么机器的CPU资源已经饱和（出现了CPU瓶颈）。
b：在等待io的进程数 。
（2）监控内存memoy：
swpd：现时可用的交换内存（单位KB）
free：系统可用内存数（以千字节为单位）
buff: 缓冲去中的内存数（单位：KB）。
cache：被用来做为高速缓存的内存数（单位：KB）。
（3）监控swap交换页面
si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。
so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。
如果这个数据不为0，说明系统已经在使用交换区（swap），机器物理内存已经不足。
（4）监控 io块设备
bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。
bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。
（5）监控system系统
in: 每秒的中断数，包括时钟中断。
cs: 每秒的环境（上下文）转换次数。
（6）监控cpu中央处理器：
us：用户进程使用的时间 。以百分比表示。
sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。
id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。
us, sy, id, wa, st：这些都代表了CPU时间的消耗，它们分别表示用户时间（user）、系统（内核）时间（sys）、空闲时间（idle）、IO等待时间（wait）和被偷走的时间（stolen，一般被其他虚拟机消耗）。
这些CPU时间，可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。
注：
如果IO等待时间很长，那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。
如果用户时间和系统时间相加非常大，CPU出于忙于执行指令。
如果有大量CPU时间消耗在用户态，也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不一定是性能问题，需要结合r队列，一起分析。
4mpstat -P ALL 1
该命令可以显示每个CPU的占用情况，如果有一个CPU占用率特别高，那么有可能是一个单线程应用程序引起的。
MultiProcessor Statistics的缩写，是实时系统监控工具
其报告与CPU的一些统计信息，这些信息存放在/proc/stat文件中。在多CPUs系统里，其不但能查看所有CPU的平均状况信息，而且能够查看特定CPU的信息。
格式：mpstat [-P {|ALL}] [internal [count]]
-P {|ALL} 表示监控哪个CPU， cpu在[0,cpu个数-1]中取值
internal 相邻的两次采样的间隔时间
count 采样的次数，count只能和delay一起使用
all ： 指所有CPU
%usr ： 显示在用户级别（例如应用程序）执行时CPU利用率的百分比
%nice ：显示在拥有nice优先级的用户级别执行时CPU利用率的百分比
%sys ： 现实在系统级别（例如内核）执行时CPU利用率的百分比
%iowait ： 显示在系统有未完成的磁盘I/O请求期间CPU空闲时间的百分比
%irq ： 显示CPU服务硬件中断所花费时间的百分比
%soft ： 显示CPU服务软件中断所花费时间的百分比
%steal ： 显示虚拟机管理器在服务另一个虚拟处理器时虚拟CPU处在非自愿等待下花费时间的百分比
%guest ： 显示运行虚拟处理器时CPU花费时间的百分比
%idle ： 显示CPU空闲和系统没有未完成的磁盘I/O请求情况下的时间百分比
系统有两个CPU。如果使用参数 -P 然后紧跟CPU编号得到指定CPU的利用率。
（ Ubuntu安装： apt-get install sysstat）
5pidstat 1
pidstat命令输出进程的CPU占用率，该命令会持续输出，并且不会覆盖之前的数据，可以方便观察系统动态
6iostat -xz 1
iostat命令主要用于查看机器磁盘IO情况
r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：分别表示每秒读写次数和每秒读写数据量（千字节）。读写量过大，可能会引起性能问题。
await：IO *** 作的平均等待时间，单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时，需要消耗的时间，包括IO等待和实际 *** 作的耗时。如果这个数值过大，可能是硬件设备遇到了瓶颈或者出现故障。
avgqu-sz：向设备发出的请求平均数量。如果这个数值大于1，可能是硬件设备已经饱和（部分前端硬件设备支持并行写入）。
%util：设备利用率。这个数值表示设备的繁忙程度，经验值是如果超过60，可能会影响IO性能（可以参照IO *** 作平均等待时间）。如果到达100%，说明硬件设备已经饱和。
注：如果显示的是逻辑设备的数据，那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是，即使IO性能不理想，也不一定意味这应用程序性能会不好，可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能
7free -m
free命令可以查看系统内存的使用情况，-m参数表示按照兆字节展示。
最后两列分别表示用于IO缓存的内存数，和用于文件系统页缓存的内存数。
注：
第二行-/+ buffers/cache，看上去缓存占用了大量内存空间。这是Linux系统的内存使用策略，尽可能的利用内存，如果应用程序需要内存，这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。
如果可用内存非常少，系统可能会动用交换区（如果配置了的话），这样会增加IO开销（可以在iostat命令中提现），降低系统性能。
8sar -n DEV 1
sar命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。
在排查性能问题时，可以通过网络设备的吞吐量，判断网络设备是否已经饱和。
9sar -n TCP,ETCP 1
sar命令在这里用于查看TCP连接状态，其中包括：
active/s：每秒本地发起的TCP连接数，既通过connect调用创建的TCP连接；
passive/s：每秒远程发起的TCP连接数，即通过accept调用创建的TCP连接；
retrans/s：每秒TCP重传数量；
TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接，进一步可以判断是主动发起的连接，还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣，或者服务器压力过大导致丢包。
10top
top命令包含了前面好几个命令的检查的内容。比如系统负载情况（uptime）、系统内存使用情况（free）、系统CPU使用情况（vmstat）等。
因此通过这个命令，可以相对全面的查看系统负载的来源。同时，top命令支持排序，可以按照不同的列排序，方便查找出诸如内存占用最多的进程、CPU占用率最高的进程等。
但是，top命令相对于前面一些命令，输出是一个瞬间值，如果不持续盯着，可能会错过一些线索。这时可能需要暂停top命令刷新，来记录和比对数据。

redis作为NoSQL数据库的一种应用，响应速度和命中率上还是比较高效的。项目中需要用集中式可横向扩展的缓存框架，做了一点调研，即便redis、memcached存在效率上的差异（具体比较参考>1、计算机的简介

计算机的中央处理器包含：运算器和控制器，统称为“中央处理器”，即为CP

存储器又分为：内存和外存；

cpu、存储器、输入设备、输出设备等接口均通过 "系统总线"连接在一起；总线粗略理解为“主板”；

2、cpu、io密集型介绍

I/O(读写密集型) ：指的是系统的cpu效能 比磁盘读写效能要高很多，这时是cpu在等io（磁盘到内存）的读写，此时cpu使用率不高； 在服务器上进行网络通讯、网络传输、磁盘读写等均为IO *** 作，多为网络请求压力大、磁盘读写频繁的 *** 作；io密集型的可能需要对磁盘进行升级、提高磁盘的相应速度和传输效率或通过负载技术将文件读写分散到多台服务器中；如果网络请求负载较高，可通过负载均衡技术、水平扩展提高负载。

CPU（计算密集型）指的是系统的磁盘读写效率高于cpu效率，此时cpu效率可能达到100%，但是磁盘读写速度很快； 多用来做计算、逻辑判断等cpu *** 作。可考虑通过消息队列或其他降维算法，将计算分散到不同的计算节点

参考：>