服务器性能调优
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了服务器性能调优相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
好记忆不如烂笔头，能记下点东西，就记下点，有时间拿出来看看，也会发觉不一样的感受。
目录
一、概述
一般来说，考量一个系统的性能主要看这两个指标。而这两个指标之间又存在着一些联系：对于指定的系统来说，系统的吞吐量越大，处理的请求越多，服务器就越繁忙，响应速度就会慢下来；而延迟越低的系统，能够承载的吞吐量也相应的更高一些。一方面，我们需要提高系统的吞吐量，以便服务更多的用户，另一方面我们需要将延迟控制在合理的范围内，以保证服务质量。
衡量指标
-
吞吐量（Throughput） 系统单位时间内处理任务的数量
-
延迟（Latency） 系统对单个任务的平均响应时间
入正题，那么如何通过调试服务器的参数，来实现系统高吞吐，低延迟呐 ？
二、服务器参数调优
1.修改文件进程数
编辑文件/etc/sysctl.conf，系统进程所能打开的文件个数和单个进程所能打开的文件个数设置
#它是系统单个进程一共可以打开的文件数量，具体数值可以根据情况设置，默认值是：1024*1024 = 1048576
fs.nr_open = 1048576
#它是系统所有进程一共可以打开的文件数量，它是系统级别的，因此应该尽量将它调的大一些，这里将它修改为单个进程的100倍，这个已经非常大了
fs.file-max = 104857600
重点：file-max是对所有进程（all processes）的限制，而nr_open是对单个进程（a process）的限制2.系统对该用户访问资源限制
修改 /etc/pam.d/login 文件，在文件中添加如下信息：
session required /lib/security/pam_limits.so
描述：这是告诉Linux在用户完成系统登录后，应该调用pam_limits.so模块来设置系统对该用户可使用的各种资源数量的最大限制(包括用户可打开的最大文件数限制)，而pam_limits.so模块就会从/etc/security/limits.conf文件中读取配置来设置这些限制值。修改完后保存此文件3.用户打开文件数的软限制和硬限制
辑文件/etc/security/limits.conf，/etc/sysctl.conf，添加用户打开文件个数：
* hard nofile 65535
* soft nofile 65535
讲解：'*'号表示修改所有用户的限制；hard意为硬资源限制：一旦被superuser设置后不能增加；soft为软资源设置：设置后在程序运行期间可以增加，但不能超过hard的限制。程序读取的是soft，它是一个告警值。 nofile意为用户打开最大文件描述符数量，在Linux下运行的网络服务器程序，每个tcp连接都要占用一个文件描述符，一旦文件描述符耗尽，新的连接到来就会返回"Too many open files"这样的错误，为了提高并发数，需要提高这项配置的数值。
注意：nofile 的值一定不能高于 nr_open ，否则用户ssh登录不了系统，所以操作时务必小心4.内核TCP参数方面
Linux系统下，TCP连接断开后，会以TIME_WAIT状态保留一定的时间，然后才会释放端口。当并发请求过多的时候，就会产生大量的TIME_WAIT状态的连接，无法及时断开的话，会占用大量的端口资源和服务器资源。这个时候我们可以优化TCP的内核参数，来及时将TIME_WAIT状态的端口清理掉。
当前TCP连接的状态和对应的连接数量，参考使用命令查看：
netstat -n | awk '/^tcp/ ++S[$NF] END for(a in S) print a, S[a]'
只用关心TIME_WAIT的个数，在这里可以看到，有80多个TIME_WAIT，这样就占用了80多个端口。要知道端口的数量只有65535个，占用一个少一个，会严重的影响到后继的新连接。这种情况下，我们就有必要调整下Linux的TCP内核参数，让系统更快的释放TIME_WAIT连接。
编辑配置文件:/etc/sysctl.conf，在这个文件中，加入下面的几行内容：
net.ipv4.tcp_syncookies= 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse= 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle= 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout= 30
参数描述：
net.ipv4.tcp_syncookies= 1
#表示开启SYNCookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse= 1
#表示开启重用。允许将TIME-WAITsockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_recycle= 1
#表示开启TCP连接中TIME-WAITsockets的快速回收，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_fin_timeout
#修改系統默认的TIMEOUT 时间。
在经过这样的调整之后，除了会进一步提升服务器的负载能力之外，还能够防御小流量程度的DoS、CC和SYN攻击。
此外，如果你的连接数本身就很多，我们可以再优化一下TCP的可使用端口范围，进一步提升服务器的并发能力。依然是往上面的参数文件中，加入下面这些配置：
net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1200
net.ipv4.ip_local_port_range= 1024 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets= 5000
描述：这几个参数，建议只在流量非常大的服务器上开启，会有显著的效果。一般的流量小的服务器上，没有必要去设置这几个参数。
net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1200
表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
ip_local_port_range= 1024 65535
表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小，改为1024到65535。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192
表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets= 5000
表示系统同时保持TIME_WAIT的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000，改为5000。此项参数可以控制TIME_WAIT的最大数量，只要超出了。
内核其他TCP参数说明
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 65535
#记录的那些尚未收到客户端确认信息的连接请求的最大值。对于有128M内存的系统而言，缺省值是1024，小内存的系统则是128。
net.core.netdev_max_backlog= 32768
#每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。
net.core.somaxconn= 32768
在经过这样的调整之后，除了会进一步提升服务器的负载能力之外，还能够防御小流量程度的DoS、CC和SYN攻击。此外，如果你的连接数本身就很多，我们可以再优化一下TCP的可使用端口范围，进一步提升服务器的并发能力。依然是往上面的参数文件中，加入下面这些配置：
net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1200
net.ipv4.ip_local_port_range= 1024 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets= 5000
这几个参数，建议只在流量非常大的服务器上开启，会有显著的效果。一般的流量小的服务器上，没有必要去设置这几个参数。
net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1200
表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
ip_local_port_range= 1024 65535
表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小，改为1024到65535。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192
表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets= 5000
表示系统同时保持TIME_WAIT的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000，改为5000。此项参数可以控制TIME_WAIT的最大数量，只要超出了。
内核其他TCP参数说明
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 65535
#记录的那些尚未收到客户端确认信息的连接请求的最大值。对于有128M内存的系统而言，缺省值是1024，小内存的系统则是128。
net.core.netdev_max_backlog= 32768
#每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。
net.core.somaxconn= 32768
例如web应用中listen函数的backlog默认会给我们内核参数的net.core.somaxconn限制到128，而nginx定义的NGX_LISTEN_BACKLOG默认为511，所以有必要调整这个值。
net.core.wmem_default= 8388608
net.core.rmem_default= 8388608
net.core.rmem_max= 16777216 #最大socket读buffer,可参考的优化值:873200
net.core.wmem_max= 16777216 #最大socket写buffer,可参考的优化值:873200
net.ipv4.tcp_timestsmps= 0
时间戳可以避免序列号的卷绕。一个1Gbps的链路肯定会遇到以前用过的序列号。时间戳能够让内核接受这种“异常”的数据包。这里需要将其关掉。
net.ipv4.tcp_synack_retries= 2
为了打开对端的连接，内核需要发送一个SYN并附带一个回应前面一个SYN的ACK。也就是所谓三次握手中的第二次握手。这个设置决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK包的数量。
net.ipv4.tcp_syn_retries= 2
在内核放弃建立连接之前发送SYN包的数量。
#net.ipv4.tcp_tw_len= 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse= 1
开启重用。允许将TIME-WAITsockets重新用于新的TCP连接。
net.ipv4.tcp_wmem= 8192 436600 873200
TCP写buffer,可参考的优化值:8192 436600 873200
net.ipv4.tcp_rmem = 32768 436600 873200
CP读buffer,可参考的优化值:32768 436600 873200
net.ipv4.tcp_mem= 94500000 91500000 92700000
同样有3个值,意思是:
net.ipv4.tcp_mem[0]:低于此值，TCP没有内存压力。
net.ipv4.tcp_mem[1]:在此值下，进入内存压力阶段。
net.ipv4.tcp_mem[2]:高于此值，TCP拒绝分配socket。上述内存单位是页，而不是字节。可参考的优化值是:7864321048576 1572864
net.ipv4.tcp_max_orphans= 3276800
系统中最多有多少个TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。
如果超过这个数字，连接将即刻被复位并打印出警告信息。
这个限制仅仅是为了防止简单的DoS攻击，不能过分依靠它或者人为地减小这个值，
更应该增加这个值(如果增加了内存之后)。
net.ipv4.tcp_fin_timeout= 30
如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对端可以出错并永远不关闭连接，甚至意外当机。缺省值是60秒。2.2 内核的通常值是180秒，你可以按这个设置，但要记住的是，即使你的机器是一个轻载的WEB服务器，也有因为大量的死套接字而内存溢出的风险，FIN-WAIT-2的危险性比FIN-WAIT-1要小，因为它最多只能吃掉1.5K内存，但是它们的生存期长些。同时还涉及到一个TCP 拥塞算法的问题，你可以用下面的命令查看本机提供的拥塞算法控制模块：
sysctlnet.ipv4.tcp_available_congestion_control
对于几种算法的分析，详情可以参考下：TCP拥塞控制算法的优缺点、适用环境、性能分析，比如高延时可以试用hybla，中等延时可以试用htcp算法等。如果想设置TCP 拥塞算法为hybla
net.ipv4.tcp_congestion_control=hybla
额外的，对于内核版高于于3.7.1的，我们可以开启tcp_fastopen：
net.ipv4.tcp_fastopen= 3
IO事件分配机制
在Linux启用高并发TCP连接，必须确认应用程序是否使用了合适的网络I/O技术和I/O事件分派机制。可用的I/O技术有同步I/O，非阻塞式同步I/O，以及异步I/O。在高TCP并发的情形下，如果使用同步I/O，这会严重阻塞程序的运转，除非为每个TCP连接的I/O创建一个线程。但是，过多的线程又会因系统对线程的调度造成巨大开销。因此，在高TCP并发的情形下使用同步I/O是不可取的，这时可以考虑使用非阻塞式同步I/O或异步I/O。非阻塞式同步I/O的技术包括使用select()，poll()，epoll等机制。异步I/O的技术就是使用AIO。
从I/O事件分派机制来看，使用select()是不合适的，因为它所支持的并发连接数有限(通常在1024个以内)。如果考虑性能，poll()也是不合适的，尽管它可以支持的较高的TCP并发数，但是由于其采用“轮询”机制，当并发数较高时，其运行效率相当低，并可能存在I/O事件分派不均，导致部分TCP连接上的I/O出现“饥饿”现象。而如果使用epoll或AIO，则没有上述问题(早期Linux内核的AIO技术实现是通过在内核中为每个I/O请求创建一个线程来实现的，这种实现机制在高并发TCP连接的情形下使用其实也有严重的性能问题。但在最新的Linux内核中，AIO的实现已经得到改进)。
综上所述，在开发支持高并发TCP连接的Linux应用程序时，应尽量使用epoll或AIO技术来实现并发的TCP连接上的I/O控制，这将为提升程序对高并发TCP连接的支持提供有效的I/O保证。
经过这样的优化配置之后，服务器的TCP并发处理能力会显著提高。以上配置仅供参考，用于生产环境请根据自己的实际情况调整观察再调整。以上参数，都需要根据实际情况进行调整
5.用户打开文件数的软限制和硬限制
辑文件/etc/security/limits.conf，/etc/sysctl.conf，添加用户打开文件个数：
* hard nofile 65535
* soft nofile 65535
讲解：'*'号表示修改所有用户的限制；hard意为硬资源限制：一旦被superuser设置后不能增加；soft为软资源设置：设置后在程序运行期间可以增加，但不能超过hard的限制。程序读取的是soft，它是一个告警值。 nofile意为用户打开最大文件描述符数量，在Linux下运行的网络服务器程序，每个tcp连接都要占用一个文件描述符，一旦文件描述符耗尽，新的连接到来就会返回"Too many open files"这样的错误，为了提高并发数，需要提高这项配置的数值。
注意：nofile 的值一定不能高于 nr_open ，否则用户ssh登录不了系统，所以操作时务必小心6. 让配置生效
修改完上述设置之后，可以执行脚本，让配置都生效
# sysctl -p
7.最终参数
/etc/sysctl.conf 的设置
fs.nr_open = 1048576
fs.file-max = 104857600
#打开文件设置
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
#网络tcp设置
net.ipv4.tcp_syncookies= 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse= 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle= 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout= 30
#tcp和ip设置
net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1800
net.ipv4.ip_local_port_range= 1024 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets= 5000
#参数调试
net.core.rmem_default = 2097152
net.core.rmem_max = 5242880
net.core.wmem_default = 2097152
net.core.wmem_max = 5242880
net.ipv4.tcp_mem = 65536 393216 524288
net.ipv4.tcp_rmem = 1048576 2097152 5242880
net.ipv4.tcp_wmem = 1048576 2097152 5242880/etc/pam.d/login 的设置
session required /lib/security/pam_limits.so/etc/security/limits.conf 的设置
#打开文件设置
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535以上是关于服务器性能调优的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章