性能测试与分析

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1、Linux性能测试与分析(1)1性能测试简介•性能测试的过程就是找到系统瓶颈的过程。•性能测试(包括分析和调优)的过程就是在操作系统的各个子系统z间取得平衡的过程。•操作系统的各个子系统包括：CPUMemory10Network他们之间高度依赖，互相影响。比如：1.频繁的磁盘读写会增加对内存的使用2.大量的网络呑叶，一定意味着非常可观的CPU利用率可用内存的减少可能增加大量的swapping,从而使系统负载上升甚至崩溃2应用程序类型性能测试之前，你首先需要判断你的应用程序是属于那种类型的，这可以帮助你判断哪个了系统可能会成为瓶颈。通常可分为如下两种：CPUbound-这类程序

2、，epu往往会处于很高的负载，当系统压力上升时，相对于磁盘和内存,彳主往CPU会首先到达瓶颈oWebserver,mailserver以及大部分服务类程序都属于这一类。I/Obound-这类程序，往往会频繁的访问磁盘，从而发送大量的10请求。10类应用程序往往利用epu发送10请求Z后，便进入sleep状态，从而造成很高的IOWAITo数据库类程序，cache服务器往往属于这种类型。CPU3.1性能瓶颈3.1.1运算性能瓶颈作为计算机的计算单元，其运算能力方面，可能出现如下瓶颈：1.用户态进程CPU占用率很高2.系统态(内核态)CPU占用率很高测试CPU的运算性能，通常是通过

3、计算I员I周率來测试CPU的浮点运算能力和稳定性。据说PentiumCPU的一个运算bug就是通过计算圆周率来发现的。圆周率的计算方法，通常是计算小数点后104万位，通过比较运算时间来评测CPU的运算能力。常用工具：1.SUPERPIO)2.Wprime与SuperPl不同的是，可以支持多核CPU的运算速度测试3.FritzChess一款国际象棋测试软件，测试每秒钟可运算的步数突破CPU的运算瓶颈，一般只能靠花钱。比如提高时钟频率，提高L1,L2cache容量或不断追求新一代的CPU架构：Core->Nehalem(E55x,如r710,dscllOO)->Westmere-

4、>Sandy-Bridge3.1.2调度性能瓶颈CPU除了负责计算之外，另一个非常重要的功能就是调度。在调度方面，CPU可能会出现如卜•性能瓶颈：1.Load平均值超过了系统可承受的程度2.IOWait占比过咼，导致Load上升或是引入新的磁盘瓶颈3.ContextSwitch高，导致CPU就像个搬运工一样，频繁在寄存器(CPURegister)和运行队列(runqueue)之间奔波4.硬中断CPU占比接近于100%5.软中断CPU占比接近于100%超线程超线程芯片可以使得当前线程在访问内存的间隙，处理器可以使用它的机器周期去执行另外一个线程。一个超线程的物理CPU可以被ke

5、rnel看做是两个独立的CPUo1.2典型监控参数3.2.1参数含义•LoadLoad是指CPU所有内核止在处理的任务加上处于等待队列中的进程数Z和。处于等待队列(runqueue)中的进程包括TASK_RUNNING和TASK_UNINTERRUPTIBLE两种状态的任务：>•班于可运行状态的进程>•等待不可中断任务的进程在一个双核的系统中，如果两个进程止在执行，有四个进程处于nmququc当中，那么load就是6•Nice%用户进程空间内，通过调用nice或setpriority系统调用改变过优先级的进程的CPU占用率•Iowait%CPU等待10操作的时间•Idle%C

6、PU空闲时间•Intr/s每秒钟处理的中断数•Hi%服务于IRQs的时间占比•Si%服务于SoftIRQs的时间占比•st%关于st的解释，在IBM的一份文档里，有一段描述：IBM"sdefinitionofstealtimeisactuallyprettygood:StealtimeisthepercentageoftimeavirtualCPUwaitsforarealCPUwhi1ethehypervisorisservicin£anothervirtualprocessor.1.3工作原理为了更好地理解CPU的性能参数，需要了解如下一些概念3.3.1进程及进程调度算法

7、1.什么是线程图3：进程和线程的数据结构taskstructstructurestateythread」nfo/■*runlistfarray■■mm■■pid■■groupinfo■■user•■fsflies■■signalsighand•■ProcessstateProcessinformationandkernelstackForprocessschedulingProcessaddressspaceProcessIDGroupmanagementUsermanagementFiledescri