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红帽企业 Linux 系统性能调优指南

ops 2025/9/2 6:01:35

系统性能调优旨在帮助管理员通过合理配置参数与调整进程优先级，提升系统运行效率。本章核心围绕tuned 调优配置文件设置与进程调度优化两大方向展开，为不同场景下的系统性能优化提供了可落地的解决方案。

一、tuned 调优：基于配置文件的系统优化

tuned 是 RHEL 9.0 中用于系统性能调优的核心工具，通过预定义的调优配置文件，以静态和动态两种方式适配不同工作负载。静态调优在服务启动或切换配置文件时生效，主要用于设置内核参数；动态调优则实时监控系统活动，根据运行行为调整设置，确保资源分配始终匹配需求。

1. tuned 的安装与启用

默认情况下，RHEL 9.0 的最小安装已包含并启用 tuned 软件包。若需手动操作，可通过以下命令完成安装与启用，确保服务开机自启并立即运行：

[root@host ~]# dnf install tuned
[root@host ~]# systemctl enable --now tuned

执行后会创建服务软链接，确认 tuned 服务纳入多用户目标的启动依赖中。

2. 调优配置文件：适配不同场景需求

tuned 的配置文件存储于两个目录，/usr/lib/tuned（默认系统配置，禁止直接修改）和 /etc/tuned（自定义或当前生效配置），每个配置文件对应独立目录，包含tuned.conf及可选辅助文件。不同配置文件针对特定场景优化，核心用途如下表所示：

调优配置文件	核心用途
balanced	平衡节能与性能，适用于大多数通用场景
powersave	最大化节能，适合笔记本等移动设备或低负载待机系统
throughput-performance	追求最大系统吞吐量，优先保障数据处理效率
accelerator-performance	基于 throughput-performance，额外将延迟缩短至 100 微秒以下
latency-performance	牺牲能耗换取低延迟，适用于对响应速度敏感的服务器（如数据库）
network-latency	衍生自 latency-performance，增加网络调优参数，降低网络延迟
network-throughput	衍生自 throughput-performance，强化网络参数，提升网络吞吐量
desktop	基于 balanced，加快交互式应用（如办公软件）的响应速度
hpc-compute	衍生自 latency-performance，适配高性能计算（HPC）场景
virtual-guest	针对虚拟机内运行的系统，优化虚拟机性能
virtual-host	针对作为虚拟机主机的系统，提升多虚拟机并发运行效率
intel-sst	适配 Intel Speed Select Technology，作为其他配置的覆盖层
optimize-serial-console	提高串行控制台响应能力，作为其他配置的覆盖层

以virtual-guest配置为例，其tuned.conf包含对内存与交换分区的优化，如将vm.dirty_ratio设为 30%（触发写回的脏数据比例）、vm.swappiness设为 36（降低交换分区使用频率，优先使用文件系统 I/O），确保虚拟机内系统资源利用更高效。

3. 配置文件的管理方式

（1）命令行管理：灵活切换与查看

通过tuned-adm命令可完成配置文件的查看、切换、推荐及停用，核心操作如下：

查看当前活跃配置：[root@host ~]# tuned-adm active
列出所有可用配置：[root@host ~]# tuned-adm list
切换配置文件（如切换至 throughput-performance）：[root@host ~]# tuned-adm profile throughput-performance
推荐适配当前系统的配置：[root@host ~]# tuned-adm recommend（如虚拟机系统会推荐 virtual-guest）
停用 tuned 调优：[root@host ~]# tuned-adm off（停用后无活跃配置，系统恢复默认设置）

（2）Web Console 管理：可视化操作

通过 Web Console（需管理员权限）可直观管理调优配置。登录后进入 “System information” 或 “Configuration” 模块，在 “Performance profile” 选项中查看当前配置，点击切换即可选择目标配置文件，无需记忆命令，适合图形化操作偏好的管理员。

二、进程调度优化：通过 nice/renice 调整优先级

Linux 采用 “时间分片（time-slicing）” 技术实现多任务，进程调度程序在 CPU 核心间快速切换进程，营造 “并行运行” 的效果。而进程优先级（nice 值）决定了 CPU 资源的分配权重，是优化进程响应速度的关键。

1. 进程优先级的核心规则

Linux 中进程优先级通过nice 值定义，核心特性如下：

取值范围：-20（最高优先级）~19（最低优先级），共 40 个级别；
默认值：进程继承父进程的 nice 值，通常为 0（如 shell 启动的进程默认 nice 值为 0）；
优先级逻辑：nice 值越低，进程越 “不倾向于让出 CPU”，优先获得资源；nice 值越高，进程越 “容易让出 CPU”，资源分配优先级低；
资源争用影响：若 CPU 核心数多于活跃进程数（无资源争用），即使高 nice 值进程也会占用全部可用 CPU。

此外，大多数进程采用SCHED_NORMAL（也称SCHED_OTHER）调度策略，nice 值仅对该策略生效；其他调度策略（如实时调度）的进程优先级更高，nice 值显示为 “-”。

2. 权限控制：确保优先级调整安全

root 用户：拥有完整权限，可降低或提高任意进程的 nice 值（如将 nice 值从 10 调整为 - 5，或从 0 调整为 15）；
普通用户：仅能提高自身进程的 nice 值（如从 0 调整为 10），无法降低优先级，避免普通用户抢占系统核心资源。

3. nice 值的查看与调整

（1）查看 nice 值：多工具支持

top 命令：交互式查看进程信息，“NI” 列显示 nice 值，“PR” 列显示映射后的优先级（nice 值 - 20 对应 PR 值 0，nice 值 19 对应 PR 值 39），同时可实时监控 CPU、内存占用；
ps 命令：列出进程详情并按 nice 值排序，例如以下命令显示所有进程的 PID、名称、nice 值及调度类型（“CLS” 列中 “TS” 表示SCHED_NORMAL策略）：
```
[user@host ~]$ ps axo pid,comm,nice,cls --sort=-nice
```

（2）调整 nice 值：启动时与运行中

启动时设置（nice 命令）：通过nice命令在进程启动时指定 nice 值，默认增加 10（即 nice 值为 10），-n选项可自定义数值。例如：
```
# 默认nice值10启动sleep进程
[user@host ~]$ nice sleep 60 &
# 自定义nice值15启动sleep进程
[user@host ~]$ nice -n 15 sleep 60 &
```
运行中调整（renice 命令 /top 交互）：对已启动的进程，可通过renice命令修改 nice 值，或在 top 界面按 “r” 键进入交互模式，输入 PID 和新 nice 值。例如：
```
# 将PID为2740的进程nice值从15调整为19
[user@host ~]$ renice -n 19 2740
```

三、性能调优总结

RHEL 9.0 的系统性能调优围绕 “资源匹配需求” 核心目标，通过 tuned 与进程优先级调整形成互补：

tuned 调优：基于预定义配置文件，实现系统级资源（CPU、内存、网络）的批量优化，适配通用或特定场景（如虚拟机、高性能计算），无需逐一调整参数；
进程优先级调整：针对单个关键进程（如核心业务程序），通过 nice/renice 精细控制 CPU 资源分配，确保高优先级进程优先获得响应，提升业务体验；
恢复与切换：若需撤销调优效果，可切换 tuned 配置文件或停用 tuned 服务；进程优先级调整后，仅需重新设置 nice 值即可恢复默认状态。