服务器性能优化之网络性能优化

曾几何时，一切都是那么简单。网卡很慢，只有一个队列。当数据包到达时，网卡通过DMA复制数据包并发送中断，Linux内核收集这些数据包并完成中断处理。随着网卡越来越快，基于中断的模型可能会因大量传入数据包而导致 IRQ 风暴。这将消耗大部分 CPU 功率并冻结系统。

为了解决这个问题，NAPI(中断+轮询)被提议。当内核收到来自网卡的中断时，它开始查询设备并尽快收集队列中的数据包。NAPI 可以很好地与现在常见的 1 Gbps 网卡配合使用。但是，对于10Gbps、20Gbps甚至40Gbps的网卡，NAPI可能还不够。如果我们仍然使用一个 CPU 和一个队列来接收数据包，这些卡将需要更快的 CPU。幸运的是，现在多核 CPU 很流行，那么为什么不并行处理数据包呢？

一、在优化性能的时候，首先要判断性能的瓶颈在上述的哪个地方。然后对症下药，按照下面的方法来优化

1、提高CPU性能的方法

并发。利用多线程、进程。老的线程库效率太低，需要升级用nptl 。进（线）程数不要大于cpu个数 谨慎用锁。改善架构，尽量不用锁。

慎用字符串操作，比如sprintf,snprintf，因为%d %s等等都需要CPU资源去做词法分析，数量多的话，也是不菲的开销，减少系统调用，例如time，主要消耗在用户态和内核态之间的切换。减少遍历操作。把握真实需求，简化实现方案优化架构，字符串协议解包很耗cpu，考虑单独一个线程,一个好的架构，服务器的CPU总消耗总是平均的分布在各个cpu上，CPU的消耗在70%左右

2、提高网络IO的方法：使用epoll代替select，使用非阻塞的模式来开发

3、提高磁盘IO的方法

Linux可以利用空闲内存作文件系统访问的cache，因此系统内存越大存储系统的性能也越好，利用顺序写，减少寻道次数Cache策略，充分利用cpu和内存的资源来缓解磁盘读写压力

二、如何来寻找系统的瓶颈呢？可以利用下面的工具：

1、top

可以查看系统中运行的进程的状况，CPU使用状况，系统负载，内存使用等。它是检查系统进程运行状况最方便的工具了，它默认显示部分活动的进程，并且按照进程使用CPU的多少排序。它可以显示全部CPU的使用状况，也可以显示每个进程都运行在那个CPU上面。

主要可以用top来看哪些进程或者那类进程占用CPU和内存资源最多，以此迅速定位存在性能问题的进程，以及运行异常的进程

2、free

free命令显示系统内存的使用状况（物理内存和交换内存）通过这个命令我们可以看到系统进程实际使用的物理内存，buffer和cache使用的物理内存

3、vmstat

vmstat是一个很全面的性能分析工具，可以观察到系统的进程状态、内存使用、虚拟内存使用、磁盘的IO、中断、上下问切换、CPU使用等。

4、Strace

可以用来查看一个进程在执行过程中的系统调用和所接收的信号。

5、tcpdump

linux下的抓包工具。可以把抓下来的信息重定向到文件里。然后在windows下用ethereal来分析。很强大

6、gprof

程序中每个函数的CPU使用时间。每个函数的调用次数。并提供简单调用关系图。

使用步骤：用gcc或g++编译程序时，使用-pg参数→执行编译得到的运行程序，会产生一个gmon.out文件→使用gprof命令。查看结果信息。（gprof -b proc_name gmon.out | less）TG：li9047