基于 cpuinfo 的 CentOS CPU 性能优化方法
一、基线采集与特征识别
- 采集硬件与拓扑信息：使用命令查看处理器型号、架构、频率、缓存、是否支持超线程与 NUMA 拓扑，为后续策略提供依据。
- 命令示例：
- cat /proc/cpuinfo（型号、频率、flags 等）
- lscpu（结构化 CPU 拓扑）
- grep ‘physical id’ /proc/cpuinfo | sort | uniq | wc -l（物理 CPU 数）
- grep ‘cpu cores’ /proc/cpuinfo | uniq（每物理 CPU 核心数）
- grep ‘model name’ /proc/cpuinfo；grep ‘cpu MHz’ /proc/cpuinfo；grep ‘cache size’ /proc/cpuinfo
- grep ‘flags’ /proc/cpuinfo | grep ht（是否支持超线程）
- numactl --hardware；grep -i numa /var/log/dmesg（NUMA 状态）
- 识别要点：确认是否存在超线程、物理/逻辑核心数、各级缓存大小、NUMA 节点数，据此决定绑核、调度与内存策略。
二、电源与频率策略优化
- 选择性能模式：将 CPU 调频策略设置为 performance，避免降频带来的抖动与延迟。
- 安装工具：yum install -y cpupowerutils
- 查看与设置：
- cpupower -c all frequency-info
- cpupower -c all frequency-set -g performance
- 或写入 sysfs：echo performance | tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor
- 驱动与策略选择：
- 查看驱动：cpupower frequency-info（常见为 acpi-cpufreq 或 intel_pstate）
- 如需使用 acpi-cpufreq 的完整策略集，可在 GRUB 禁用 intel_pstate：
- /etc/default/grub 增加：GRUB_CMDLINE_LINUX=“… intel_pstate=disable”
- 生成配置：grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg（或 /boot/efi/EFI/centos/grub.cfg）
- 重启后验证：cpupower frequency-info
- 场景建议：批处理/低延迟/数据库等稳态负载优先使用performance；若需节能再评估 ondemand/conservative。
三、拓扑感知的亲和性与调度
- 进程绑定与隔离：减少跨核迁移与缓存失效，提升局部性与可预测性。
- 绑定进程到指定核心：taskset -pc 1-2
- 使用 cgroups 限制/隔离 CPU 资源（适合多租户或关键业务独占核组）
- NUMA 亲和与内存本地性：
- 查看拓扑：numactl --hardware
- 内存交错分配：numactl --interleave=all
- 绑定进程到节点：numactl --cpunodebind=0 --membind=0
- 优先级与调度控制：
- 调整优先级：nice / renice
- 实时需求：chrt 设置实时优先级（谨慎使用）
- 超线程取舍：计算密集型且高度争用场景下，可评估关闭超线程；存储/吞吐型负载通常受益。BIOS 与内核启动参数层面可控制，变更需充分压测。
四、负载特征分析与瓶颈定位
- 快速巡检：
- top/htop（总体占用、僵尸、平均负载）
- vmstat 2（r/b/si/so、cs、us/sy/id/wa）
- pidstat -u 1（按进程看 usr/sys）
- 软中断与网络：
- cat /proc/softirqs（关注 NET_RX/NET_TX 增长）
- 结合 sar/tcpdump 定位网络瓶颈
- 性能剖析：
- perf record -g；perf report（热点函数与调用栈）
- 结论用法：
- %us 高：应用计算密集，考虑绑核、并行度、编译器优化
- %sy 高：内核/驱动/中断密集，检查软中断、驱动与系统调用
- %wa 高：I/O 瓶颈，转向存储/文件系统/网络栈优化
五、系统化调优与持续验证
- 使用 tuned 统一电源与调度策略：
- 安装与启用：yum install -y tuned；systemctl enable --now tuned
- 选择配置：tuned-adm profile throughput-performance 或 tuned-adm profile latency-performance
- 应用与工作负载配置：
- Web/DB：按 CPU 核数与负载类型调整工作进程/连接数/缓存；保持软件版本更新以获取性能修复
- 变更流程与回滚：
- 原则：先监控基线→小步变更→验证指标（吞吐、延迟、抖动、功耗）→记录与回滚
- 风险提示：调频、绑核、实时优先级与 BIOS 参数变更可能影响稳定性与兼容性，务必在测试环境验证并备份。
