Linux性能優化大師 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙永剛 著

圖書標籤:

• Linux
• 性能優化
• 係統調優
• 內核
• CPU
• 內存
• IO
• 網絡
• 故障排除
• 性能分析

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121264726

版次：1

商品編碼：11734651

品牌：Broadview

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：輕型紙

頁數：296

正文語種：中文

內容簡介

性能調優有時被稱為“黑色藝術”，因為有時有效地調整一個係統，要求具有更深層次的知識，且需要瞭解一個係統的硬件和軟件組成以及係統之間的相互作用。性能優化是針對特定環境來定製係統的配置過程，或者是讓某個特定的應用程序得到更好的響應時間或吞吐量的過程。
本書首先對 Linux 操作係統進行瞭深入剖析，並對最常用的企業監控工具Benchmark 及其他監控工具進行瞭詳細的介紹，此外分析瞭係統中識彆和分析瓶頸的過程，最後闡述如何使用性能衡量工具，以及如何對係統4 大子係統進行調整，使係統以好的狀態應對不同的工作環境。
本書適閤廣大 Linux 用戶深入學習，並適閤計算機專業本科、碩士等專業的學生學習參考。

作者簡介

趙永剛，2006-2008年期間主要從事思科網絡研究，並在2008年獲得思科CCNA 與CCNP國際認證。2009至今一直在從事Linux係統的研究，並在2009年和2010年分彆獲得紅帽RHCE和RHCA國際認證。

目錄

第1章 深入理解Linux操作係統 1
1．1　Linux進程管理 1
1．1．1　什麼是進程 2
1．1．2　進程的生命周期 2
1．1．3　綫程 3
1．1．4　進程優先級和nice等級 4
1．1．5　上下文切換 4
1．1．6　中斷處理 5
1．1．7　進程狀態 5
1．1．8　進程的內存段 6
1．1．9　Linux CPU調度程序 7
1．2　Linux內存體係結構 8
1．2．1　物理內存和虛擬內存 8
1．2．2　虛擬內存管理 10
1．3　Linux文件係統 12
1．3．1　虛擬文件係統 12
1．3．2　文件係統日誌 13
1．3．3　Ext2 13
1．3．4　Ext3 15
1．3．5　Ext4 15
1．3．6　XFS 18
1．3．7　Btrfs 19
1．3．8　JFS 20
1．3．9　ReiserFS 20
1．4　Linux 磁盤 I/O 子係統 20
1．4．1　I/O子係統的體係結構 20
1．4．2　Cache 20
1．4．3　塊層 23
1．4．4　I/O 設備驅動程序 25
1．4．5　RAID與文件係統 26
1．5　Linux 網絡子係統 26
1．5．1　網絡化的實現 26
1．5．2　TCP/IP 30
1．5．3　Offload 32
1．5．4　Bonding模塊 32
1．6　瞭解Linux性能度量標準 32
1．6．1　處理器度量標準 32
1．6．2　內存度量標準 33
1．6．3　塊設備度量標準 34
1．6．4　網絡接口度量標準 34
第2章　監控工具 35
2．1　介紹 35
2．2　工具功能概述 35
2．3　監控工具 36
2．3．1　top 36
2．3．2　uptime 38
2．3．3　ps、pstree 38
2．3．4　free 43
2．3．5　mpstat 44
2．3．6　vmstat 46
2．3．7　iostat 50
2．3．8　netstat、ss 53
2．3．9　sar 58
2．3．10　numastat 70
2．3．11　pmap 72
2．3．12　iptraf 73
2．3．13　tcpdump和wireshark 76
2．3．14　strace和ltrace 92
2．3．15　gnuplot 97
2．3．16　Gnome System Monitor 106
2．3．17　KDE System Guard 114
第3章　Benchmark工具 123
3．1　CPU2006 124
3．1．1　安裝與運行 126
3．1．2 runspec命令 130
3．1．3 配置文件 139
3．2 STREAM 167
3．2．1 什麼是STREAM 167
3．3 Bonnie++ 172
3．4 Netperf 177
3．4．1 Netperf介紹 177
3．4．2 Netperf設計 178
3．4．3 CPU使用率 179
3．4．4 全局命令行選項 181
3．4．5 使用Netperf測量“批量數據”傳輸 186
3．4．6 使用Netperf測量“請求/響應” 192
3．4．7 使用netperf來測試總體性能 196
3．4．8 使用netperf測量雙嚮傳輸 201
3．4．9 omni測試 203
3．4．10 其他的nerperf測試 206
第4章 分析性能瓶頸 208
4．1 識彆係統瓶頸 208
4．1．1 收集信息 208
4．1．2 分析服務器性能 210
4．2 CPU瓶頸 210
4．2．1 查找CPU瓶頸 211
4．2．2 SMP 211
4．2．3 性能調整選項 211
4．3 內存瓶頸 212
4．3．1 查找內存瓶頸 212
4．3．2 性能調整選項 213
4．4 磁盤瓶頸 214
4．4．1 查找磁盤瓶頸 214
4．4．2 性能調整選項 216
4．5 網絡瓶頸 216
4．5．1 查找網絡瓶頸 216
4．5．2 性能調整選項 217
第5章 調整操作係統 218
5．1 調整原則 218
5．1．1 變更管理 219
5．2 安裝注意事項 219
5．2．1 安裝 219
5．2．2 檢查當前的配置 220
5．2．3 最小化資源使用 227
5．2．4 SELinux 231
5．2．5 編譯內核 232
5．3 更改內核參數 233
5．3．1 proc文件係統 233
5．3．2 存儲參數的位置 235
5．3．3 使用sysctl命令 235
5．4 調整處理器子係統 235
5．4．1 調整進程優先級 236
5．4．2 CPU親和力 237
5．4．3　平衡中斷 240
5．4．4 NUMA係統 240
5．5 調整內存子係統 243
5．5．1 內存迴收（設置內核交換和刷新髒數據行為） 243
5．5．2 調整swap 245
5．5．3 HugeTLBfs 247
5．5．4 內存同頁閤並 250
5．6 調整磁盤子係統 252
5．6．1 安裝Linux前的硬件注意事項 252
5．6．2 I/O調度的調整和選擇 254
5．6．3 文件係統的選擇和調整 258
5．6．4 虛擬化存儲 261
5．7 調整網絡子係統 263
5．7．1 網卡綁定 263
5．7．2 巨幀 265
5．7．3 速度與雙工模式 266
5．7．4 增加網絡緩衝區 268
5．7．5 增加數據包隊列 270
5．7．6 增加傳輸隊列長度 270
5．7．7 配置offload 271
5．7．8 Netfilter 對性能的影響 272
5．7．9 流量特性的注意事項 275
5．7．10 額外的TCP/IP調整 276
5．8 限製資源使用 278

精彩書摘

　　這可能是最直接的指標。它描述瞭每個處理器的整體使用率。如果在一段持續時間內CPU的使用率超過80％，則處理器可能有瓶頸。用戶進程消耗CPU的時間。描述瞭CPU花費在用戶進程的百分比，包括nice time。較高值的user time通常是有利的，因為，在這種情況下，係統在執行實際的工作。內核操作消耗CPU的時間。其描述瞭CPU花費在內核操作的百分比，包括IRQ和softirq時間。較高和持續的systemtime值可以指齣在網絡和驅動程序堆棧中你的瓶頸。一個係統通常應保持花在內核操作上的時間盡可能的少。等待。CPU花費在等待（由於一個I／O操作發生等待）上的時間總量，像是阻塞值。一個係統不應該花費太多時間等待（因為I／O操作）；否則應該檢查各自的I／O子係統性能。 　　CPU空閑時間。其描述瞭係統空閑等待任務的CPU百分比。 　　Nice消耗CPU時間。描述瞭CPU花費在re.nicing進程（更改進程的執行順序和優先級）上的時間百分比。 　　平均負載。load average不是一個百分比，而是以下總和的滾動平均值：隊列中等待處理的進程數。 　　等待不可中斷任務被完成的進程數。 　　可運行的進程。這個值描述瞭已經準備好執行的進程數。在一段持續的時間內，這個值不應該超過物理處理器數量的10倍。否則處理器可能是瓶頸。 　　阻塞的進程。不被執行的進程數，因為它們要等待I／O操作結束。阻塞的進程數能反映齣是否有I／O瓶頸。 　　上下文切換。在係統上發生綫程之間切換的數量。大量上下文切換如果與大量中斷相關，則可能是驅動程序或應用程序齣現問題的信號。上下文切換通常是不利的，因為每一次上下文切換都會導緻CPU緩存被刷新，但是有些上下文切換是必要的。參考1.1.5節的內容。 　　中斷。中斷包含硬中斷與軟中斷。硬中斷對係統性能有更加不利的影響。較高的中斷值錶明可能有軟件瓶頸，可能是在內核中，也可能是一個驅動程序齣現瓶頸。記住，中斷還包括CPU時鍾引起的中斷。參考1.1.6節的內容。　　……

前言/序言

釋放係統潛能：深度剖析Linux性能調優的藝術與實踐 在當今數字化浪潮席捲一切的時代，計算機係統的性能已成為衡量其價值和效率的關鍵指標。無論是支撐海量用戶訪問的互聯網服務，還是處理復雜科學計算的科研平颱，亦或是保障企業穩定運營的生産環境，對高性能的需求都從未如此迫切。而Linux，作為開源操作係統的中流砥柱，以其強大的靈活性、穩定性和可控性，成為瞭構建高性能係統的首選平颱。然而，要真正榨取齣Linux係統的極緻性能，絕非僅僅依賴硬件的堆砌，更需要對係統底層機製的深刻理解和精湛的調優技藝。 本書並非一本簡單的“上手指南”或“工具手冊”，它更像是一場深入Linux內核的探險，一次對性能瓶頸的狩獵，一次對係統潛能的深度挖掘。我們旨在帶領讀者穿越紛繁復雜的係統調用、中斷處理、內存管理、I/O調度等底層機製的迷宮，揭示那些影響係統性能的關鍵環節，並提供一套係統、科學、可行的性能調優方法論。 內容概述： 第一部分：構建堅實的理論基石 在正式踏上性能調優的徵程之前，建立清晰的理論框架至關重要。本部分將從宏觀到微觀，層層遞進地剖析Linux係統的核心組件及其工作原理，為後續的性能分析和調優打下堅實的理論基礎。 Linux係統架構概覽： 從硬件抽象層到用戶空間，深入理解Linux係統的整體架構，包括內核空間與用戶空間的劃分、進程與綫程的模型、係統調用接口的本質，以及模塊化設計帶來的優勢。我們將重點關注那些與性能密切相關的子係統，例如調度器、內存管理器、文件係統以及網絡協議棧。 進程與綫程的生命周期與調度： 深入理解Linux進程與綫程的狀態轉換、創建與銷毀過程。重點剖析Linux調度器（如CFS）的演進曆程、工作機製、調度策略，以及如何通過調整調度器參數來優化CPU資源的分配。我們將探討進程間通信（IPC）對性能的影響，並分析不同IPC機製的性能特點。 內存管理的奧秘： 內存是係統性能的命脈。本部分將深入解析Linux內存管理的核心概念，包括虛擬內存、物理內存、頁錶、TLB（Translation Lookaside Buffer）、缺頁中斷、頁麵置換算法（如LRU）、內存分配器（如Buddy System、Slab Allocator）等。我們將重點關注內存泄漏的檢測與診斷，以及如何通過優化內存分配策略和配置來減少內存開銷，提升內存訪問效率。 I/O子係統詳解： 磁盤I/O是常見的性能瓶頸。我們將全麵解析Linux的I/O子係統，包括塊設備驅動模型、I/O調度器（如CFQ、Deadline、noop）的工作原理及其選擇策略，以及文件係統（如ext4、XFS、Btrfs）的內部結構和緩存機製（如Page Cache、Buffer Cache）。讀者將學會如何識彆I/O瓶頸，並針對性地選擇和配置I/O調度器、優化文件係統參數，以及采用異步I/O等技術來提升I/O吞吐量和響應速度。 網絡協議棧的性能考量： 在分布式和網絡化環境中，網絡性能至關重要。本部分將深入剖析TCP/IP協議棧的Linux實現，包括Socket的生命周期、TCP連接的建立與關閉、擁塞控製算法、滑動窗口機製，以及各種網絡參數（如buffer大小、重傳超時）的含義和調優方法。我們將探討網絡硬件（如網卡、交換機）對性能的影響，以及如何通過ethtool、sysctl等工具進行網絡性能優化。 第二部分：實戰為王：性能分析與診斷的利器 理論的根基必須通過實踐來檢驗和鞏固。本部分將聚焦於一套強大的性能分析與診斷工具集，教會讀者如何運用這些工具來定位係統瓶頸，理解性能問題産生的根源。 係統性能監控概覽： 介紹Linux下常用的係統性能監控工具，如`top`、`htop`、`vmstat`、`iostat`、`mpstat`、`sar`等，並深入解析其輸齣數據的含義，幫助讀者建立起對係統整體性能狀況的直觀感知。 CPU性能分析： 掌握使用`perf`、`oprofile`等工具進行CPU性能剖析的方法，包括函數調用圖的生成、熱點函數的定位、CPU緩存命中率的分析，以及中斷和軟中斷對CPU利用率的影響。 內存性能診斷： 學習使用`free`、`vmstat`、`/proc/meminfo`等工具來分析內存使用情況，識彆內存壓力和緩存效率。介紹`valgrind`等內存調試工具，用於檢測內存泄漏和內存訪問錯誤。 I/O性能故障排除： 深入研究`iotop`、`iostat`、`blktrace`等工具，用於實時監控和分析磁盤I/O活動，識彆慢速I/O設備、高I/O等待的進程。探討`strace`和`ltrace`在I/O相關的係統調用分析中的應用。 網絡性能評估： 學習使用`netstat`、`ss`、`tcpdump`、`wireshark`等工具來分析網絡連接狀態、流量負載、丟包率，以及診斷網絡延遲和吞吐量問題。介紹`ping`、`traceroute`等基礎網絡診斷工具。 係統瓶頸的識彆與定位： 結閤前麵介紹的理論知識和工具，本部分將引導讀者學習如何係統性地分析係統性能問題。通過實際案例，演示如何從CPU、內存、I/O、網絡等多個維度入手，逐步縮小問題範圍，最終定位到導緻性能下降的根本原因。 第三部分：精益求精：係統性的性能調優策略 掌握瞭理論基礎和分析工具，本書的重點將轉嚮如何通過一係列係統化的調優策略來顯著提升Linux係統的性能。這些策略將涵蓋從內核參數配置到應用程序優化的各個層麵。 內核參數優化（sysctl）： 詳細解讀`sysctl`命令及其配置文件（`/etc/sysctl.conf`），針對CPU調度、內存管理、文件係統緩存、網絡棧等關鍵子係統，提供具體的參數調優建議。例如，如何調整`vm.swappiness`、`kernel.sched_migration_cost_ns`、`net.core.somaxconn`等參數以適應不同的工作負載。 I/O調度器與文件係統調優： 根據不同的存儲介質（HDD、SSD）和應用場景，推薦閤適的I/O調度器。深入探討文件係統掛載選項（如`noatime`、`nodiratime`、`commit`）對性能的影響，並介紹文件係統特定工具（如`tune2fs`、`xfs_admin`）的應用。 網絡棧性能優化： 聚焦於TCP/IP棧的深入調優，包括調整TCP發送/接收緩衝區大小、擁塞控製算法的選擇（如BBR）、最大文件描述符限製（ulimit）、SYN Flood防護等。 應用程序性能調優： 性能調優並非僅僅是係統層麵。本書還將探討如何從應用程序層麵入手，例如，如何優化數據庫查詢、提升Web服務器吞吐量、改進緩存策略、減少不必要的係統調用。 容器與虛擬化環境下的性能調優： 隨著容器化和虛擬化技術的普及，如何在這些環境中實現高效的性能調優也變得尤為重要。我們將介紹Docker、Kubernetes、KVM等技術在資源隔離、資源限製、性能監控方麵的特性，並提供相應的調優建議。 自動化與持續優化： 性能優化並非一勞永逸。本書將引導讀者思考如何建立持續的性能監控和告警機製，以及如何通過腳本自動化部分調優任務，從而確保係統在整個生命周期內都能保持最佳性能狀態。 本書特色： 理論與實踐並重： 既有對Linux底層機製的深入講解，也有豐富的實戰案例和工具使用指導，力求讓讀者既知其然，也知其所以然。 係統性與全麵性： 覆蓋Linux性能調優的各個關鍵方麵，提供一套完整的理論框架和方法論。 麵嚮實際場景： 緊密結閤生産環境中的常見性能問題，提供切實可行的解決方案。 循序漸進的學習路徑： 從基礎概念到高級技巧，由淺入深，幫助不同經驗水平的讀者都能有所收獲。 深入剖析原理： 不止於“怎麼做”，更深入講解“為什麼”，幫助讀者建立對係統性能更深層次的理解。 無論您是係統管理員、開發工程師、DevOps工程師，還是對Linux係統性能優化充滿好奇的學習者，本書都將成為您探索Linux係統潛能、解決性能瓶頸、邁嚮“性能大師”之路的得力助手。讓我們一起揭開Linux性能優化的神秘麵紗，釋放係統中蘊藏的無限能量。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚喜的是它對“細節”的把控。很多關於 Linux 性能的書籍，往往會避開一些晦澀難懂的技術細節，但《Linux性能優化大師》卻迎難而上，並且將這些細節講解得清晰易懂。比如，在討論文件係統性能時，作者花瞭相當大的篇幅去解析不同文件係統（ext4, XFS 等）的內部結構、日誌機製、緩存策略，甚至連 inode 的工作方式都做瞭詳細的闡述。我以前對這些知識隻是略知一二，但讀完書後，我纔真正明白為什麼在某些場景下，使用 XFS 會比 ext4 錶現更好，或者在特定負載下，調整 `noatime` 選項的重要性。作者還特彆強調瞭硬件對性能的影響，從 CPU 緩存、內存帶寬到存儲介質（SSD vs HDD）的特性，都進行瞭深入的分析，並給齣瞭相應的調優策略。他鼓勵讀者去瞭解自己服務器的硬件架構，並結閤軟件層的調優，纔能達到最佳的整體性能。這種軟硬件結閤的視角，在同類書籍中是比較少見的，也讓我意識到，一個真正的性能優化大師，絕不能隻盯著軟件看。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得自己對 Linux 的理解停留在“會用”的層麵，對於“為什麼這麼用”以及“如何做得更好”一直缺乏深入的認識。直到我接觸到《Linux性能優化大師》，纔感覺自己打開瞭新世界的大門。這本書不僅僅是告訴我們怎麼做，更重要的是教我們“怎麼想”。作者在書中反復強調，性能優化是一個持續迭代的過程，需要不斷地觀察、分析、調整和驗證。他提齣的“性能分析模型”，讓我能夠更有條理地去麵對復雜的性能問題，而不是像無頭蒼suggestions一樣亂試一通。比如，當遇到一個應用響應緩慢的問題時，我不再是憑感覺去猜測是 CPU、內存還是 I/O 的問題，而是可以按照書中提供的流程，先進行初步的係統負載觀察，然後有針對性地使用工具進行深入分析。我特彆欣賞作者在書中分享的那些“踩坑”經驗，他會直接點齣一些常見的誤區，以及為什麼那些“優化”反而會導緻性能下降。這些寶貴的經驗，是單純的理論書籍無法給予的。讀這本書，感覺就像是在與一位經驗豐富的老兵交流，他不僅告訴你怎麼打仗，還告訴你戰場上的各種險阻和竅門。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是我近期讀過的最令人振奮的技術讀物之一！作為一個長期在 Linux 環境下工作的工程師，我一直深知性能調優的重要性，但總覺得摸不到門道，像是隔著一層紗。市麵上相關的書籍和文章也很多，但要麼過於理論化，要麼零散碎片，很難形成係統性的認知。直到我翻開瞭《Linux性能優化大師》，那種豁然開朗的感覺簡直難以言錶。作者在開篇就點齣瞭性能問題的根源往往不是單一的，而是多方麵因素交織作用的結果，這讓我一下子就有瞭更宏觀的視角。他沒有急於拋齣各種命令和參數，而是先花瞭大篇幅去講解 Linux 的核心運行機製，比如進程調度、內存管理、I/O 子係統等等。這些基礎知識對於理解後續的調優技巧至關重要，作者用非常生動形象的比喻，將那些抽象的概念具象化，比如把 CPU 調度比作餐廳的服務員如何高效地為顧客點餐，把內存管理比作倉庫管理員如何閤理地存放和取用貨物。我印象特彆深刻的是關於係統調用的部分，我以前總以為它是很底層的細節，但書中解釋瞭係統調用如何連接用戶空間和內核空間，以及其潛在的性能瓶頸，讓我對應用程序與操作係統交互有瞭全新的認識。讀完這部分，我感覺自己看待 Linux 係統不再是黑盒子，而是有血有肉、有邏輯的有機體，為後麵的深入探討打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直以為性能調優就是不斷調整各種配置文件，或者死記硬背一堆命令。但《Linux性能優化大師》徹底顛覆瞭我的認知。它教給我的，是一種思維方式，一種解決問題的哲學。書中並沒有直接給齣“萬能藥”，而是引導讀者去理解“為什麼”和“怎麼樣”。舉個例子，當談到網絡性能時，作者不會直接告訴你調整 `net.core.somaxconn` 參數，而是先深入剖析 TCP/IP 協議棧的工作流程，解釋連接建立、數據傳輸、擁塞控製等各個環節可能齣現的瓶頸，然後再根據這些理論，講解如何通過分析工具（比如 `tcpdump`）來定位問題，最終給齣針對性的調優建議。我特彆欣賞作者處理問題的方式，他總是強調“測量先行”，即在進行任何調優操作之前，一定要先有準確的數據作為依據，避免盲目修改。書中列舉瞭大量的性能分析工具，從 `top`、`htop` 到 `perf`、`strace`，並且詳細講解瞭它們的使用方法和輸齣解讀。我曾一度對 `perf` 望而卻步，覺得太復雜，但讀完書中的章節後，我竟然能夠大膽地嘗試使用它來 profiling 我的應用程序，發現瞭一些我之前從未注意到的 CPU 熱點。這種從原理到實踐的嚴謹邏輯，讓我覺得學到的東西是真正有用的，而不是死記硬背的技巧。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的價值在於它提供瞭一個完整的性能優化框架和體係。在閱讀過程中，我發現作者並沒有刻意去區分“初級”、“中級”還是“高級”的內容，而是將整個性能優化的知識體係流暢地貫穿在一起。從最基礎的係統資源監控，到復雜的內核參數調整，再到應用程序級彆的性能瓶頸分析，每一個環節都銜接得非常自然。我曾嘗試過其他一些性能優化的書籍，但往往會感覺內容跳躍，或者某個點講得很深入，但前後聯係不夠。而《Linux性能優化大師》在這方麵做得非常齣色，它就像一本百科全書，但又不像百科全書那樣枯燥，而是通過大量的案例和翔實的解釋，將知識點串聯起來。我印象最深刻的是，在講解係統調用時，作者還順帶提到瞭 Cgroup 和 namespaces 的一些概念，並解釋瞭它們如何與資源限製和性能隔離相關聯。這讓我感到非常驚喜，因為這些是與容器化技術緊密相關的知識點，而作者卻能巧妙地將它們融入到係統性能優化的討論中。讀完這本書，我感覺自己對 Linux 係統的理解上升到瞭一個全新的維度，不僅能夠解決眼前的問題，更能預見潛在的風險，並采取主動的優化措施。

評分☆☆☆☆☆

書不錯

評分☆☆☆☆☆

好！感謝！

評分☆☆☆☆☆

多讀書，讀好書，推薦這傢店。

評分☆☆☆☆☆

到啦到啦，不過這本書寄過來的時候沒有包裝封麵瞭

評分☆☆☆☆☆

還可以開可以還可以吧還可以

評分☆☆☆☆☆

這本書沒有什麼編程方麵的內容，感覺主要是給運維看的

評分☆☆☆☆☆

書不錯。

評分☆☆☆☆☆

送貨快，當天就收到瞭，書本質量不錯

評分☆☆☆☆☆

不說瞭。。