性能調優的第一步是性能分析，下面從性能分析著手進行一些介紹，尤其對Linux性能分析工具vmstat的用法和實踐進行詳細介紹。

1.性能分析的目的

　　1）找出系統性能瓶頸（包括硬件瓶頸和軟件瓶頸）；

　　2）提供性能優化的方案（升級硬件？改進系統系統結構？）；

　　3）達到合理的硬件和軟件配置；

　　4）使系統資源使用達到最大的平衡。（一般情況下系統良好運行的時候恰恰各項資源達到了一個平衡體，任何一項資源的過渡使用都會造成平衡體系破壞，從而造成系統負載極高或者響應遲緩。比如CPU過渡使用會造成大量進程等待CPU資源，系統響應變慢，等待會造成進程數增加，進程增加又會造成內存使用增加，內存耗盡又會造成虛擬內存使用，使用虛擬內存又會造成磁盤IO增加和CPU開銷增加）

2.影響性能的因素

　　1）CPU（cpu的速度與性能很大一部分決定了系統整體的性能，是否使用SMP）

　　2）內存（物理內存不夠時會使用交換內存，使用swap會帶來磁盤I0和cpu的開銷）

　　3）硬盤（存儲系統）

　　a.Raid技術使用（RAID0, RAID1, RAID5, RAID0+1）

　　b.小文件讀寫瓶頸是磁盤的尋址（tps），大文件讀寫的性能瓶頸是帶寬

　　c.Linux可以利用空閑內存作文件系統訪問的cache，因此系統內存越大存儲系統的性能也越好

　　4）網絡帶寬。

　　3.性能分析的步驟

　　1)對資源的使用狀況進行長期的監控和數據采集（nagios、cacti）

　　2）使用常見的性能分析工具（vmstat、top、free、iostat等)

　　3）經驗積累

　　a.應用程序設計的缺陷和數據庫查詢的濫用最有可能導致性能問題

　　b.性能瓶頸可能是因為程序差/內存不足/磁盤瓶頸，但最終表現出的結果就是CPU耗盡，系統負載極高，響應遲緩，甚至暫時失去響應

　　c.物理內存不夠時會使用交換內存，使用swap會帶來磁盤I0和cpu的開銷

　　d.可能造成cpu瓶頸的問題：頻繁執Perl，php，java程序生成動態web；數據庫查詢大量的where子句、order by/group by排序……

　　e.可能造成內存瓶頸問題：高并發用戶訪問、系統進程多，java內存泄露……

　　f.可能造成磁盤IO瓶頸問題：生成cache文件，數據庫頻繁更新，或者查詢大表……

　　4.vmstat詳細介紹

　　vmstat是一個很全面的性能分析工具，可以觀察到系統的進程狀態、內存使用、虛擬內存使用、磁盤的IO、中斷、上下文切換、CPU使用等。對于 Linux 的性能分析，100%理解 vmstat 輸出內容的含義，并能靈活應用，那對系統性能分析的能力就算是基本掌握了。

　　下面是vmstat命令的輸出結果：

　　[root@monitor-www ~]# vmstat 1 5
　　procs         —————memory—————      ——swap—— ——io——  ——system——   ——cpu——
　　r   b    swpd     free       buff      cache   si    so    bi     bo      in    cs    us sy  id wa st
　　1   0    84780    909744   267428    1912076   0     0     20     94       0     0     2  1  95  1  0
　　1   2    84780    894968   267428    1912216   0     0      0   1396    2301 11337     8  3  89  0  0
　　1   0    84780    900680   267428    1912340   0     0     76   1428    1854  8082     7  2  90  0  0
　　1   0    84780    902544   267432    1912548   0     0    116    928    1655  7502     7  2  92  0  0
　　2   0    84780    900076   267432    1912948   0     0    180    904    1963  8703    10  3  87  0  0

　　對輸出解釋如下：

　　1）procs

　　a.r列表示運行和等待CPU時間片的進程數，這個值如果長期大于系統CPU個數，就說明CPU資源不足，可以考慮增加CPU；

　　b.b列表示在等待資源的進程數，比如正在等待I/O或者內存交換等。

　　2）memory

　　a.swpd列表示切換到內存交換區的內存數量（以KB為單位）。如果swpd的值不為0或者比較大，而且si、so的值長期為0，那么這種情況一般不用擔心，不會影響系統性能；

　　b.free列表示當前空閑的物理內存數量（以KB為單位）；

　　c.buff列表示buffers cache的內存數量，一般對塊設備的讀寫才需要緩沖；

　　d.cache列表示page cached的內存數量，一般作文件系統的cached，頻繁訪問的文件都會被cached。如果cached值較大，就說明cached文件數較多。如果此時IO中的bi比較小，就說明文件系統效率比較好。

　　3）swap

　　a.si列表示由磁盤調入內存，也就是內存進入內存交換區的數量；

　　b.so列表示由內存調入磁盤，也就是內存交換區進入內存的數量

　　c.一般情況下，si、so的值都為0，如果si、so的值長期不為0，則表示系統內存不足，需要考慮是否增加系統內存。

　　4）IO

　　a.bi列表示從塊設備讀入的數據總量（即讀磁盤，單位KB/秒）

　　b.bo列表示寫入到塊設備的數據總量（即寫磁盤，單位KB/秒）

　　這里設置的bi+bo參考值為1000，如果超過1000，而且wa值比較大，則表示系統磁盤IO性能瓶頸。

　　5）system

　　a.in列表示在某一時間間隔中觀察到的每秒設備中斷數；

　　b.cs列表示每秒產生的上下文切換次數。

　　上面這兩個值越大，會看到內核消耗的CPU時間就越多。

　　6）CPU

　　a.us列顯示了用戶進程消耗CPU的時間百分比。us的值比較高時，說明用戶進程消耗的CPU時間多，如果長期大于50%，需要考慮優化程序啥的。

　　b.sy列顯示了內核進程消耗CPU的時間百分比。sy的值比較高時，就說明內核消耗的CPU時間多；如果us+sy超過80%，就說明CPU的資源存在不足。

　　c.id列顯示了CPU處在空閑狀態的時間百分比；

　　d.wa列表示IO等待所占的CPU時間百分比。wa值越高，說明IO等待越嚴重。如果wa值超過20%，說明IO等待嚴重。

　　e.st列一般不關注，虛擬機占用的時間百分比。 （Linux 2.6.11）