一、前言
在服务器运维、云原生部署、AI计算平台等场景中，Linux 系统性能调优 是每一位工程师必须掌握的核心技能。
许多人以为“性能优化”只是改配置、加CPU，实则真正的优化是 系统性分析 + 定位瓶颈 + 精准调优。
本文带你从入门到实战，手把手完成一次真实的 Linux 性能调优流程。
二、实验环境准备
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项目 |
说明 |
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操作系统 |
RedHat Enterprise Linux 9 / Ubuntu 22.04 |
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CPU |
4核或以上 |
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内存 |
8GB+ |
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工具包 |
sysstat、htop、iostat、perf、netstat、vmstat |
安装常用性能分析工具
sudo yum install -y sysstat htop perf net-tools
sudo systemctl enable –now sysstat
验证：
mpstat
iostat
vmstat 1 5
三、CPU性能分析与优化
1. 查看系统整体CPU负载
uptime
输出示例：
13:12:32 up 1 day, 4:22, 3 users, load average: 3.21, 2.91, 2.11
若平均负载长期超过 CPU 核心数的 70%，需重点关注。
2. 实时监控CPU占用
htop
- 颜色区分：绿色为用户进程，红色为系统进程。
- 找出高CPU占用进程 → 按 F9 可直接终止。
3. 查看具体进程消耗
pidstat -u 1 5
定位某个高占用进程后，进一步使用：
perf top -p <pid>
分析其函数调用热点，协助开发者优化代码性能。
四、内存性能分析与优化
1. 查看内存使用状况
free -h
若 swap 长期占用较高，则代表物理内存不足。
2. 查看哪个进程占用内存最多
ps aux –sort=-%mem | head -10
3. 内核缓存优化
当缓存占用过多时，可手动清理：
sudo sync && echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
⚠️ 提议仅在内存告急或非高峰时执行。
五、磁盘IO性能优化
1. 查看磁盘读写性能
iostat -x 1 5
重点关注：
- %util：磁盘使用率
- await：平均等待时间
2. 优化挂载参数
编辑 /etc/fstab：
/dev/sda1 /data ext4 defaults,noatime,nodiratime 0 0
- noatime：关闭访问时间写入，减少磁盘IO。
- nodiratime：同理，优化目录访问性能。
3. 调整I/O调度策略
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
echo mq-deadline | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler
六、网络性能调优
1. 查看网络吞吐与延迟
ifstat 1
ping -c 5 www.baidu.com
2. 调整系统参数（优化 TCP）
编辑 /etc/sysctl.conf：
net.core.somaxconn = 1024
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 60
应用配置：
sudo sysctl -p
3. 查看网络连接状态
ss -tulnp
快速定位异常端口、过多的 TIME_WAIT 状态。
七、系统参数高级优化
1. 文件描述符优化
默认值往往太小，提议调高：
ulimit -n 65535
永久生效：
echo “* soft nofile 65535” | sudo tee -a /etc/security/limits.conf
echo “* hard nofile 65535” | sudo tee -a /etc/security/limits.conf
2. 调整内核参数提升吞吐量
sysctl -w vm.swappiness=10
sysctl -w fs.file-max=2097152
八、实战案例：真实优化效果
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优化前 |
优化后 |
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平均响应时间：220ms |
95ms |
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CPU占用率：85% |
45% |
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磁盘IO延迟：40ms |
10ms |
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网络吞吐：800Mbps |
1.3Gbps |
九、总结与经验分享
- 性能优化不是一次性行为，而是持续监测的过程；
- 先分析，再调优，不要盲目更改系统参数；
- 善用工具（如 htop、perf、iostat、ss）能大幅提升排障效率；
- 最终目标：让系统稳定、高效、可扩展。
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