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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49 | 案例篇:内核线程 CPU 利用率太高,我该怎么办?

倪朋飞 2019-03-18
你好,我是倪朋飞。
上一期,我们一起梳理了,网络时不时丢包的分析定位和优化方法。先简单回顾一下。
网络丢包,通常会带来严重的性能下降,特别是对 TCP 来说,丢包通常意味着网络拥塞和重传,进而会导致网络延迟增大以及吞吐量降低。
而分析丢包问题,还是用我们的老套路,从 Linux 网络收发的流程入手,结合 TCP/IP 协议栈的原理来逐层分析。
其实,在排查网络问题时,我们还经常碰到的一个问题,就是内核线程的 CPU 使用率很高。比如,在高并发的场景中,内核线程 ksoftirqd 的 CPU 使用率通常就会比较高。回顾一下前面学过的 CPU 和网络模块,你应该知道,这是网络收发的软中断导致的。
而要分析 ksoftirqd 这类 CPU 使用率比较高的内核线程,如果用我前面介绍过的那些分析方法,你一般需要借助于其他性能工具,进行辅助分析。
比如,还是以 ksoftirqd 为例,如果你怀疑是网络问题,就可以用 sar、tcpdump 等分析网络流量,进一步确认网络问题的根源。
不过,显然,这种方法在实际操作中需要步骤比较多,可能并不算快捷。你肯定也很想知道,有没有其他更简单的方法,可以直接观察内核线程的行为,更快定位瓶颈呢?
今天,我就继续以 ksoftirqd 为例,带你一起看看,如何分析内核线程的性能问题。
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精选留言(10)

  • 李逍遥
    cpu火焰图和内存火焰图,在生成数据时有什么不同?

    作者回复: 火焰图的结构是一样的,只是函数堆栈不一样,内存火焰图侧重于内存管理函数的调用栈

    2019-04-01
    1
  • Littlesoup
    "一个函数占用的横轴越宽,就代表它的执行时间越长。"
    "另外,整个火焰图不包含任何时间的因素,所以并不能看出横向各个函数的执行次序。"
    原文这两句话读起来有点困惑,第二句的意思是不是不包含任何时序的因素?
    2019-11-26
  • 乖,摸摸头
    为啥我的一值都是显示的16进制而不是函数名
    2019-10-15
  • 如果
    DAY49,打卡
    2019-04-17
  • 李逍遥
    老师,能讲讲内存火焰图生成perf.data数据时,perf record加哪些选项吗?

    作者回复: 要加上内存管理相关的事件(函数),比如perf record -e syscalls:sys_enter_mmap -a -g -- sleep 60

    2019-04-03
  • 青石
    两周时间,终于追上来了。

    请问老师,有哪些书有助于通过内核函数来定位故障,Linux用了9年,看到这还是感觉有些吃力。

    内核线程问题,我的环境和老师的有些区别,没有br_nf_pre_routing函数调用,但是从ip_forward推测与消息转发有关,sar发现有大量小包接收,conntrack -L看到大量本机到docker地址的SYN_SENT状态的连接、hping3服务器到测试服务器的SYN_RECV状态连接。初步定位到具体的docker。

    上面思考的过程,有点因为知道问题点,所以朝这个方向走的感觉。

    作者回复: 内核里面其实就提供了很多工具,可以参考下50和51篇中的动态追踪方法

    2019-03-22
  • 行者
    很赞,准备回去用火焰图分析下我们后端服务。^ _ ^
    2019-03-19
  • 2xshu
    老师,这是最后一节课程吗?

    作者回复: 不是,看原来的目录,还有好些篇

    2019-03-18
  • 我来也
    [D49打卡]
    之前用火焰图分析过golang程序的内存分配及cpu使用率情况.感觉非常直观.能快速找到瓶颈.

    作者回复: 嗯嗯 Go内置了pprof 工具,用起来更简单

    2019-03-18
  • ninuxer
    打卡day52
    有碰到一个内核问题,docker宿主机上kworker/u80进程的cpu占用率一直100%,其他的kworker进程都正常,每隔几个月就会碰到一次,为了快速恢复业务,就直接重启了,主要是没办法在线下实验的时候复现问题,所以就没有深入的分析,后面碰到后,可以用老师的方法,把perf record采集一段时间的调用信息,然后拿出去分析下👍

    作者回复: 嗯嗯

    2019-03-18
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