性能优化主要从系统和应用程序两个角度

  • 从系统的角度来说，主要是对 CPU、内存、网络、磁盘 I/O 以及内核软件资源等进行优化。
  • 而从应用程序的角度来说，主要是简化代码、降低 CPU 使用、减少网络请求和磁盘 I/O，并借助缓存、异步处理、多进程和多线程等，提高应用程序的吞吐能力。

工欲善其事，必先利其器。我们知道，在性能分析和优化时，借助合适的性能工具，可以让整个过程事半功倍
当分析性能问题时，大的来说，主要有这么两个步骤：

  • 第一步，从性能瓶颈出发，根据系统和应用程序的运行原理，确认待分析的性能指标。

  • 第二步，根据这些图表，选出最合适的性能工具，然后了解并使用工具，从而更快观测到需要的性能数据。

    性能工具速查

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    为了更好的方法来理解这些工具呢？本文从性能指标出发，根据性能指标的不同，将性能工具划分为不同类型。比如，最常见的就是可以根据 CPU、内存、磁盘 I/O 以及网络的各类性能指标，将这些工具进行分类。

    CPU性能工具

    从 CPU 的角度来说，主要的性能指标就是 CPU 的使用率、上下文切换以及 CPU Cache 的命中率等
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    从这些指标出发，再把 CPU 使用率，划分为系统和进程两个维度，我们就可以得到，下面这个 CPU 性能工具速查表
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    内存性能工具

    从内存的角度来说，主要的性能指标，就是系统内存的分配和使用、进程内存的分配和使用以及 SWAP 的用量
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    从这些指标出发，我们就可以得到如下表所示的内存性能工具速查表
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    磁盘IO性能工具

    从文件系统和磁盘 I/O 的角度来说，主要性能指标，就是文件系统的使用、缓存和缓冲区的使用，以及磁盘 I/O 的使用率、吞吐量和延迟等
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    从这些指标出发，我们就可以得到，下面这个文件系统和磁盘 I/O 性能工具速查表
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    网络性能工具

    从网络的角度来说，主要性能指标就是吞吐量、响应时间、连接数、丢包数等。根据 TCP/IP 网络协议栈的原理，我们可以把这些性能指标，进一步细化为每层协议的具体指标
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    从这些指标出发，我们就可以得到下面的网络性能工具速查表
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    基准测试工具

    除了性能分析外，很多时候，我们还需要对系统性能进行基准测试。比如，

  • 在文件系统和磁盘 I/O 模块中，我们使用 fio 工具，测试了磁盘 I/O 的性能。

  • 在网络模块中，我们使用 iperf、pktgen 等，测试了网络的性能。
  • 而在很多基于 Nginx 的案例中，我们则使用 ab、wrk 等，测试 Nginx 应用的性能

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