【性能优化】（1）概述

时间 2019-11-26

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性能优化概述

2019-07-21 09:49:25 by冲冲php

1. 理解性能优化

计算机的体系结构主要包括三部分：硬件、操做系统、应用程序。其中，硬件有CPU、内存、硬盘等；操做系统有进程、虚拟内存、文件系统、内核等；应用程序有Apache、MySQL、Nginx、Memcahed等。前端

性能调优就是对计算机硬件、操做系统和应用程序有至关深刻的了解，调节三者之间的关系，实现整个系统(包括硬件、操做系统、应用程序)的性能最大化，并能不断的知足现有的业务需求。mysql

性能优化一般着重考虑对操做系统和应用程序的调优。ios

2. 硬件调优

（1）不管是租用服务器仍是够买服务器，都须要选择服务器的硬件配置。选择依据主要是服务器的应用类型，也就是服务器的业务需求。算法

负载均衡：性能要求相对较低，由于只负责转发数据。注意配置一性能突出的网卡。(推荐配置：CPU E5620 x 一、内存 8G、硬盘 500G(RAID5))
Web 服务器：只处理一些静态页面或者图片等，要求不是很高，主流的服务器均可以。(推荐配置：CPU E5620 x 一、内存 16G、硬盘 500G(RAID5))
应用服务器：承担网站功能的实现，在架构中占较重的位置，特别是网站架构中只有一台应用服务器，对CPU、内存、磁盘要求都比较高。(推荐配置：CPU E5620 x 2 内存 32G 硬盘 500G(RAID10))
缓存服务器：分为前端页面缓存与后面数据缓存，典型应用分别是Varnish与Memcached，对内存的要求比较大，注意配置较大的内存。(推荐配置：CPU E5620 x 1 内存 32G 硬盘 500G(RAID10))
数据库服务器：对CPU、内存、磁盘的要求都很高，某部分的短板都会带来性能问题。(推荐配置：CPU E5620 x 2 内存 64G 固态硬盘 500G(RAID10))
备份服务器：要求不高，注意配置足够大的硬盘空间。(推荐配置：CPU E5620 x 1 内存 4G 硬盘 2TB(RAID5))
监控服务器：要求不高，普通的PC服务器就能够。(推荐配置：CPU E5620 x 1 内存 4G 硬盘 500(RAID5))
其它服务器：具体须要，具体分析。

（2）硬件的性能调优主要包括两方面：sql

上线前(硬件选型)：节约成本的前提下把钱花在刀刃上。要求选择合适的硬件配置，这是网站开始构建架构或者项目实施首先要解决的问题。
上线后(硬件扩展)

3. 操做系统调优

① 参数调优：《Linux Performance Tuning》（Linux 性能调优）指出，厂商发布的OS，经过保守的默认配置，可以兼容市场绝大部分计算机。可是你能够调节OS的配置参数来得到更高的性能，好比你有个高性能的磁盘，可是若是你的操做系统中一些选项参数默认没有启动的话，就不能实现这些高级功能来提升硬盘性能。数据库

操做系统安装优化
系统初始化
进程调优
内存调优
IO 调优
文件系统调优
网络调化

② 版本选择：RedHat、CentOS等操做系统在项目实施或网站架构中较多使用，它们是针对企业级应用而开发的操做系统。而Ubuntu之类的操做系统对桌面支持得比较好，因此选择发行版本时得注意（通常企业中用的比较多的是CentOS）。再有就是咱们通常不要选择最新的发行版，由于刚出来的发行版相对来讲bug还比较多，不要先当“小白鼠”了。好比：刚刚出来CentOS 7 等过一段时间稳定了再使用，目前咱们能够选择 CentOS 6.4 或 6.5便可。可是新版本也有不少好处，新版本中加入了不少新功能，去掉许多已知bug，对于一些不重要的应用，可尝试使用新的操做系统。缓存

4. 应用程序调优

应用程序的调优对象一般是Apache、Nginx、MySQL。性能优化

（1）MySQL的调优服务器

MySQL 编译安装优化
MySQL 配置文件优化
索引优化
MySQL 引擎优化
查询缓存优化
SQL 语句优化
优化表类型(MyISAM或InnoDB)
锁机制优化
MySQL 服务器优化(换SSD)

5. 程序代码调优

① Buffer：缓解应用系统上下层组件之间的性能差别，好比一般的 IO Buffer。
② Cache：一般用于读多写少的状况，也是用来缓解应用系统上下层组件之间的性能差别。好比，应用 local cache，Memcached／Redis。
③ Batch：网络或磁盘里的批量操做，经过合并小任务或小请求为大任务大请求，来提高数据传输效率低。好比 TCP 中的 nagle 算法，就是经过合并多个小分组来提高网络传输效率的。
④ Pool：经过减小对象建立，链接创建的开销来提高性能。好比线程池，链接池，对象池。
⑤ Concurrency：经过将串行改成并行，能过有效的下降系统延时。在多核系统中，并行处理才能提高 CPU 使用率。
⑥ Lock Less：多线程访问共享资源时，一般须要加锁。重量级的锁每每引发线程切换，而线程切换很是耗时。那么能够经过优化锁的使用来提高性能，优化锁有两种方法：
A. 经过减少锁的粒度，分离竞争点来减小竞争。好比 Java 里 HashTable 中锁的粒度是整个对象，ConcurrentHashMap 中锁的粒度只是一个 Segment。
B. 在竞争较少的状况下，使用轻量级锁来代替重量级锁，减小线程切换带来的性能消耗，好比自旋锁代替互斥锁。

6. 流程调优

性能优化是一个团队的事情。项目的开发流程主要是：

运营部门提出需求
产品部门整理需求
开发部门开发具体的业务应用
运维部门搭建开发环境
测试(QA)部门进行项目测试
运维部门进行项目上线
监控部门进行项目监控

一个项目(业务)存在性能问题，不会只是运维部门须要性能调优而是全部部门一块儿解决该性能问题。由于须要调优的地方可能出如今产品，也可能出如今程序上(*.php)，也多是业务须要自己就有问题，也多是运维的环境搭建有问题。但参加性能调优的更多的是开发、运维、测试和监控。

7. 怎样进行性能调优？

（1）性能调优的时期

上线前(基本优化)：①准备硬件服务器、安装操做系统、搭建开发环境。②开发出项目。③性能调优。
上线后(持续优化)：对上线后的项目进行性能监控（包括服务器性能监控和服务性能监控）。

（2）性能调优的具体步骤

性能指标 –> 确认衡量标准
性能测试 –> 验证性能指标
性能分析 –> 找出性能瓶颈
性能调优 –> 解决性能问题
性能监控 –> 检验调优效果

① 性能指标

吞吐量 –> 是单位时间内完成的用户或系统的请求数量。
并发数 –> 同时能接受多少用户的访问请求。
响应时间 –> 用户发出请求到收到响应的时间间隔。

② 性能测试

③ 性能分析

使用监控工具为性能调优提供数据，找出瓶颈。

硬件：

用vmstat、sar、iostat检测是不是CPU瓶颈
用free、vmstat检测是不是内存瓶颈
用iostat检测是不是磁盘I/O瓶颈
用netstat检测是不是网络带宽瓶

操做系统：

进程
文件系统
SWAP 分区
内核参数调整

应用程序（MySQL）：

mysqlreport 性能分析报告
mysqlsla 慢查询日志分析

④ 性能调优

肯定调优目标
具体调优步骤
检测调优结果

A, 肯定调优目标。首先，跟上司明确性能提高的数值（10%、20%、或者更大）。而后，各部门各司其职。一般填补开发部门的代码坑（例如优化SQL查询），性能的提高效率远高于优化OS。

B. 具体调优步骤：

若是你不懂系统的参数，你千万不要对系统的参数进行随意的改动，否则你会后悔。
每次只对一种系统资源进行系统调试，如CPU、或内存、磁盘。
每次改动尽可能少的参数设置，推荐每次修改一个设置。
分析一项系统资源时，使用多种工具，每每有意想不到的结果。
不及胜于过之(宁愿少作一点，不要作过头了，性能已达到要求就不要随意乱动，作好你的监控)。

C. 检测调优结果。每次性能调优后必须对性能进程检测，如Web服务器的ab工具，就是一个很好的检测工具，每次调优后都能看到具体的变化。

⑤ 性能监控

A. 服务器性能监控

CPU 使用率
CPU 负载
内存使用率
磁盘I/O
网络流量
磁盘空间
系统进程

B. 服务性能监控（MySQL）

MySQL查询吞吐率，包括Change DB、Select、Insert、Update、Delete
MySQL持久链接利用率
MySQL查询缓存空间使用率
MySQL查询缓存命中率
MySQL缓存查询数
MySQL索引缓存命中率
MySQL索引读取统计
MySQL链接吞吐率
MySQL链接缓存命中率
MySQL并发链接数，包括最大容许链接数、实际最大链接数、当前链接数、活跃链接数、缓存链接数
MySQL流量统计
MySQL表统计锁定

参考：

https://blog.csdn.net/zenglinhua1/article/details/79047514

https://blog.csdn.net/hustspy1990/article/details/77834550