Linux性能优化实战
倪朋飞
微软资深工程师，Kubernetes项目维护者
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开篇词 (2讲)
开篇词 | 别再让Linux性能问题成为你的绊脚石
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01 | 如何学习Linux性能优化？
CPU 性能篇 (13讲)
02 | 基础篇：到底应该怎么理解“平均负载”？
03 | 基础篇：经常说的 CPU 上下文切换是什么意思？（上）
04 | 基础篇：经常说的 CPU 上下文切换是什么意思？（下）
05 | 基础篇：某个应用的CPU使用率居然达到100%，我该怎么办？
06 | 案例篇：系统的 CPU 使用率很高，但为啥却找不到高 CPU 的应用？
07 | 案例篇：系统中出现大量不可中断进程和僵尸进程怎么办？（上）
08 | 案例篇：系统中出现大量不可中断进程和僵尸进程怎么办？（下）
09 | 基础篇：怎么理解Linux软中断？
10 | 案例篇：系统的软中断CPU使用率升高，我该怎么办？
11 | 套路篇：如何迅速分析出系统CPU的瓶颈在哪里？
12 | 套路篇：CPU 性能优化的几个思路
13 | 答疑（一）：无法模拟出 RES 中断的问题，怎么办？
14 | 答疑（二）：如何用perf工具分析Java程序？
内存性能篇 (8讲)
15 | 基础篇：Linux内存是怎么工作的？
16 | 基础篇：怎么理解内存中的Buffer和Cache？
17 | 案例篇：如何利用系统缓存优化程序的运行效率？
18 | 案例篇：内存泄漏了，我该如何定位和处理？
19 | 案例篇：为什么系统的Swap变高了（上）
20 | 案例篇：为什么系统的Swap变高了？（下）
21 | 套路篇：如何“快准狠”找到系统内存的问题？
22 | 答疑（三）：文件系统与磁盘的区别是什么？
I/O 性能篇 (10讲)
23 | 基础篇：Linux 文件系统是怎么工作的？
24 | 基础篇：Linux 磁盘I/O是怎么工作的（上）
25 | 基础篇：Linux 磁盘I/O是怎么工作的（下）
26 | 案例篇：如何找出狂打日志的“内鬼”？
27 | 案例篇：为什么我的磁盘I/O延迟很高？
28 | 案例篇：一个SQL查询要15秒，这是怎么回事？
29 | 案例篇：Redis响应严重延迟，如何解决？
30 | 套路篇：如何迅速分析出系统I/O的瓶颈在哪里？
31 | 套路篇：磁盘 I/O 性能优化的几个思路
32 | 答疑（四）：阻塞、非阻塞 I/O 与同步、异步 I/O 的区别和联系
网络性能篇 (13讲)
33 | 关于 Linux 网络，你必须知道这些（上）
34 | 关于 Linux 网络，你必须知道这些（下）
35 | 基础篇：C10K 和 C1000K 回顾
36 | 套路篇：怎么评估系统的网络性能？
37 | 案例篇：DNS 解析时快时慢，我该怎么办？
38 | 案例篇：怎么使用 tcpdump 和 Wireshark 分析网络流量？
39 | 案例篇：怎么缓解 DDoS 攻击带来的性能下降问题？
40 | 案例篇：网络请求延迟变大了，我该怎么办？
41 | 案例篇：如何优化 NAT 性能？（上）
42 | 案例篇：如何优化 NAT 性能？（下）
43 | 套路篇：网络性能优化的几个思路（上）
44 | 套路篇：网络性能优化的几个思路（下）
45 | 答疑（五）：网络收发过程中，缓冲区位置在哪里？
综合实战篇 (13讲)
46 | 案例篇：为什么应用容器化后，启动慢了很多？
47 | 案例篇：服务器总是时不时丢包，我该怎么办？（上）
48 | 案例篇：服务器总是时不时丢包，我该怎么办？（下）
49 | 案例篇：内核线程 CPU 利用率太高，我该怎么办？
50 | 案例篇：动态追踪怎么用？（上）
51 | 案例篇：动态追踪怎么用？（下）
52 | 案例篇：服务吞吐量下降很厉害，怎么分析？
53 | 套路篇：系统监控的综合思路
54 | 套路篇：应用监控的一般思路
55 | 套路篇：分析性能问题的一般步骤
56 | 套路篇：优化性能问题的一般方法
57 | 套路篇：Linux 性能工具速查
58 | 答疑（六）：容器冷启动如何性能分析？
加餐篇 (4讲)
加餐（一） | 书单推荐：性能优化和Linux 系统原理
加餐（二） | 书单推荐：网络原理和 Linux 内核实现
用户故事 | “半路出家 ”，也要顺利拿下性能优化！
用户故事 | 运维和开发工程师们怎么说？
结束语 (1讲)
结束语 | 愿你攻克性能难关
Linux性能优化实战
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11 | 套路篇：如何迅速分析出系统CPU的瓶颈在哪里？
倪朋飞 2018-12-14
你好，我是倪朋飞。
前几节里，我通过几个案例，带你分析了各种常见的 CPU 性能问题。通过这些，我相信你对 CPU 的性能分析已经不再陌生和恐惧，起码有了基本的思路，也了解了不少 CPU 性能的分析工具。
不过，我猜你可能也碰到了一个我曾有过的困惑： CPU 的性能指标那么多，CPU 性能分析工具也是一抓一大把，如果离开专栏，换成实际的工作场景，我又该观察什么指标、选择哪个性能工具呢？
不要担心，今天我就以多年的性能优化经验，给你总结出一个“又快又准”的瓶颈定位套路，告诉你在不同场景下，指标工具怎么选，性能瓶颈怎么找。
CPU 性能指标
我们先来回顾下，描述 CPU 的性能指标都有哪些。你可以自己先找张纸，凭着记忆写一写；或者打开前面的文章，自己总结一下。
首先，最容易想到的应该是 CPU 使用率，这也是实际环境中最常见的一个性能指标。
CPU 使用率描述了非空闲时间占总 CPU 时间的百分比，根据 CPU 上运行任务的不同，又被分为用户 CPU、系统 CPU、等待 I/O CPU、软中断和硬中断等。
用户 CPU 使用率，包括用户态 CPU 使用率（user）和低优先级用户态 CPU 使用率（nice），表示 CPU 在用户态运行的时间百分比。用户 CPU 使用率高，通常说明有应用程序比较繁忙。
系统 CPU 使用率，表示 CPU 在内核态运行的时间百分比（不包括中断）。系统 CPU 使用率高，说明内核比较繁忙。
等待 I/O 的 CPU 使用率，通常也称为 iowait，表示等待 I/O 的时间百分比。iowait 高，通常说明系统与硬件设备的 I/O 交互时间比较长。
软中断和硬中断的 CPU 使用率，分别表示内核调用软中断处理程序、硬中断处理程序的时间百分比。它们的使用率高，通常说明系统发生了大量的中断。
除了上面这些，还有在虚拟化环境中会用到的窃取 CPU 使用率（steal）和客户 CPU 使用率（guest），分别表示被其他虚拟机占用的 CPU 时间百分比，和运行客户虚拟机的 CPU 时间百分比。
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精选留言(77)
我来也[D11打卡]
这简直就是小抄😁
好像在我的场景中,使用老师提到的这些工具就够用了.
先把这些性价比高的工具琢磨好了,以后有精力了再去学些小众的.
感谢老师帮我们挑出了重点,哈哈!
时间就是金钱啊,感谢老师帮我们节约时间,更高效的学习.👍作者回复: 😊
2018-12-14 21
唯美老师，环境上有个tomcat ，用户cpu 一直是100%， 我用strace -c -p pid 命令，查到是 futex(0x402f4900, FUTEX_WAIT, 2, NULL，看到是futex 是linux 的用户空间 和系统空间的一种同步机制，这对于java 编写的tomcat ，怎么会造成这种问题，怎么理解呢？ ，2018-12-15 15
dongge这个专栏的这篇文章值一个亿作者回复: 谢谢😊
2018-12-18 10
Griffin哈哈哈，只有从一年级开始就当课代表才能总结的这么好。作者回复: 终于圆了当课代表的梦😂
2018-12-23 8
Kino这图可以抵掉无数加班夜。极客时间最贴心讲师！鉴定完毕。作者回复: 😊
2019-05-16 6
每天晒白牙【D11打卡】
总结篇文章，可以多看，多操作，遇到问题可以按照思路分析，慢慢内化成自己的思路作者回复: 👍
2018-12-14 4
耿长学查看，分析，找到进程，找到函数2018-12-14 3
LA老师，看了您的文章，有个问题一直在困扰这我。文章所说进程不可中断状态有可能是因为等待io响应，那这里的等待io响应包括等待从套接字读取数据么？如果是包括的话对于阻塞io来讲岂不是只要有阻塞进程就一直处在不可中断状态，从而无法被kill信号杀掉？作者回复: 不包括套接字
2019-06-01 2- 划时代整体回顾复习了实践案例，实践练习消化，CPU性能指标关系详解图很赞。
作者回复: 😊
2018-12-14 2 
乖，摸摸头我一个开发人员，居然也买了作者回复: 👍咱们专栏开发人员很多的
2019-07-28 1- 学而不思则罔老师好，
没太理解strace和perf的使用场景，文中说使用strace 分析系统调用情况，以及使用 perf 分析调用链中各级函数的执行情况。
是否可以理解为当用户态cpu使用率高时，使用perf进行分析，而当内核态cpu使用率高时，使用strace分析系统调用呢？
谢谢。作者回复: 可以，内核态CPU使用率高的时候也可以使用perf
2019-05-23 1 
童年的记忆🌾哎妈呀，本科4年，研究生2年，工作3年，这是我遇到的最优秀的老师了，没有之一。作者回复: 😊谢谢鼓励
2019-05-19 1
MaxwellCPU缓存命中率如何查看呢？作者回复: 内存模块有讲到
2019-02-27 1
李丹鑫execsnoop这个怎么用呢。指教一下2018-12-31 1
风飘，吾独思打卡，总结的太好了2018-12-19 1
柏森森遇到一个问题：在做性能测试，相同配置，相同参数的2台机器，M1的CPU使用率比M2的高10%，后来用vmstat来查看发现，是用户态高了10%，这个有什么更好的办法来查吗2019-11-11- 李明华这些性能指标 如果做监控的话 监控指标 感觉获取不容易呀
比如zabbix 比如promethes+grafana，
这些指标好像很多需要手动写脚本获取才行吧？？？2019-10-12 
阿喀买个几次不同的课程， 这个真赞2019-09-30
AB老师，如果发现CPU等待IO时间非常久，buffer占用的空间由小，提高内存会不会缓解磁盘压力2019-09-24
Tao这篇文章老师很用心，辛苦啦2019-09-12
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