一、内核参数优化：突破系统瓶颈

1.1 进程调度参数调优

进程调度直接影响多任务处理效率，关键参数包括：

• sched_migration_cost：控制进程迁移成本阈值（默认500000ns），高并发场景建议调低至200000ns以减少不必要的迁移开销
• sched_min_granularity_ns：最小调度粒度（默认2250000ns），I/O密集型应用可降低至1000000ns提升响应速度
• sched_wakeup_granularity_ns：唤醒粒度（默认1500000ns），调整需配合/proc/sys/kernel/sched_feat中的WAKEUP_PREEMPT特性

示例配置（/etc/sysctl.conf）：

kernel.sched_migration_cost=200000
kernel.sched_min_granularity_ns=1000000
kernel.sched_wakeup_granularity_ns=800000

1.2 虚拟内存管理优化

内存子系统调优需平衡性能与稳定性：

• vm.swappiness：控制swap使用倾向（0-100），数据库服务器建议设为10，Web服务器可设为30
• vm.dirty_ratio：脏页比例阈值（默认20%），文件服务器建议提升至40%减少频繁写盘
• vm.vfs_cache_pressure：目录缓存回收压力（默认100），调低至50可提升文件操作性能

内存碎片整理优化：

echo 1 > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo always > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag

二、I/O子系统深度调优

2.1 存储设备调度策略

不同调度器适用场景：

• CFQ（完全公平队列）：默认调度器，适合桌面环境
• Deadline：保证I/O请求时延，数据库场景首选
• NOOP：适用于SSD/NVMe设备，消除不必要的队列操作

修改调度器示例：

echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler
# 验证当前调度器
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

2.2 文件系统参数优化

Ext4文件系统关键参数：

• data=writeback：关闭日志提高写入性能（数据安全要求低时使用）
• commit=60：延长元数据提交间隔（默认5秒），减少日志写入频率
• noatime：禁用访问时间记录，降低元数据操作开销

挂载选项示例（/etc/fstab）：

/dev/sda1 /data ext4 defaults,noatime,nodiratime,commit=60 0 2

三、网络性能关键调优

3.1 TCP协议栈优化

高并发网络优化参数：

• net.core.somaxconn：连接队列最大值（默认128），Web服务器建议提升至4096
• net.ipv4.tcp_max_syn_backlog：SYN队列长度（默认1024），可增至8192
• net.ipv4.tcp_tw_reuse：启用TIME_WAIT套接字重用，解决高并发连接耗尽问题

TCP快速回收配置：

net.ipv4.tcp_fin_timeout=15
net.ipv4.tcp_keepalive_time=300
net.ipv4.tcp_retries2=5

3.2 网卡中断绑定优化

多核系统推荐使用RSS（Receive Side Scaling）：

# 查看网卡中断
cat /proc/interrupts | grep eth0
# 绑定中断到不同CPU核心
echo 1 > /proc/irq/中断号/smp_affinity

四、性能监控与验证

4.1 动态监控工具

• vmstat 1：实时监控系统交换、I/O、CPU状态
• iostat -x 1：分析设备I/O延迟及吞吐量
• pidstat -t 1：跟踪线程级资源占用

4.2 压力测试方法

使用sysbench进行综合测试：

# CPU性能测试
sysbench cpu --threads=8 run
# 内存带宽测试
sysbench memory --memory-block-size=1M --memory-total-size=10G run
# 文件I/O测试
sysbench fileio --file-total-size=10G --file-test-mode=rndrw prepare

五、生产环境调优实践

5.1 数据库服务器优化案例

MySQL服务器典型配置：

# 内核参数
vm.dirty_background_ratio=5
vm.dirty_ratio=15
vm.swappiness=1
# 网络参数
net.core.netdev_max_backlog=30000
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=16384

5.2 虚拟化环境优化要点

KVM主机特殊配置：

• 禁用透明大页（THP）避免内存碎片
• 调整KVM时钟源为kvm-clock
• 启用virtio-net多队列支持

六、调优注意事项

1. 渐进式调整：每次修改1-2个参数，通过基准测试验证效果
2. 备份配置：修改前备份/etc/sysctl.conf和/etc/fstab
3. 硬件适配：SSD设备必须禁用barrier=1选项
4. 安全边界：内存参数调整不得超过物理内存的80%

通过系统性地优化内核调度、I/O路径、内存管理和网络配置，可使Linux系统在典型工作负载下实现20%-40%的性能提升。建议每季度进行性能审计，根据业务变化动态调整参数配置。