AlmaLinux 性能优化全攻略从内核参数到应用层调优实战指南

引言

AlmaLinux 作为 CentOS 的替代品，继承了 RHEL 的稳定性和企业级特性，广泛应用于服务器环境。性能优化是系统管理员和开发人员必须掌握的技能，它直接影响应用的响应速度、资源利用率和系统稳定性。本文将从内核参数调优、文件系统优化、网络配置、应用层调优等多个维度，提供一套完整的实战指南，帮助您最大化 AlmaLinux 系统的性能。

一、内核参数调优

内核参数是系统性能的基础，通过调整 /etc/sysctl.conf 或使用 sysctl 命令可以动态修改。以下是一些关键参数及其优化建议。

1.1 内存管理优化

内存是系统性能的关键因素，合理配置可以避免频繁的磁盘交换（swap），提高响应速度。

参数说明：

vm.swappiness：控制系统使用 swap 的倾向。值越低，越倾向于使用物理内存。
vm.vfs_cache_pressure：控制内核回收用于目录和 inode 缓存的内存倾向。值越高，内核越倾向于回收这些缓存。
vm.dirty_ratio 和 vm.dirty_background_ratio：控制脏页（未写入磁盘的数据）的比例，影响 I/O 性能。

实战配置：

# 编辑 sysctl.conf 文件
sudo vi /etc/sysctl.conf

# 添加或修改以下参数
vm.swappiness = 10
vm.vfs_cache_pressure = 50
vm.dirty_ratio = 10
vm.dirty_background_ratio = 5

# 应用配置
sudo sysctl -p

解释：

vm.swappiness = 10：减少 swap 使用，优先使用物理内存，适合内存充足的服务器。
vm.vfs_cache_pressure = 50：平衡目录缓存和内存回收，避免过度回收导致文件系统性能下降。
vm.dirty_ratio = 10 和 vm.dirty_background_ratio = 5：限制脏页比例，避免大量数据同时写入磁盘导致 I/O 峰值。

1.2 网络参数优化

网络性能对 Web 服务器、数据库等应用至关重要。以下参数可优化 TCP 连接和吞吐量。

参数说明：

net.core.somaxconn：定义每个监听端口的最大连接队列长度。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog：定义 SYN 请求队列的最大长度。
net.ipv4.tcp_tw_reuse：允许 TIME_WAIT 状态的 socket 被重用，提高短连接场景的性能。
net.ipv4.tcp_fin_timeout：调整 TIME_WAIT 状态的超时时间，减少资源占用。

实战配置：

# 在 /etc/sysctl.conf 中添加
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

# 应用配置
sudo sysctl -p

解释：

net.core.somaxconn = 65535：提高连接队列长度，适合高并发场景（如 Nginx、Apache）。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1：允许重用 TIME_WAIT 状态的 socket，减少连接建立延迟，但需注意安全性。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30：缩短 TIME_WAIT 状态时间，释放资源更快。

1.3 文件系统参数优化

文件系统参数影响磁盘 I/O 性能，特别是对于数据库和文件服务器。

参数说明：

fs.file-max：系统可打开的最大文件数。
fs.aio-max-nr：异步 I/O 请求的最大数量。
fs.inotify.max_user_watches：inotify 监控的最大文件数，影响文件监控工具（如 logrotate）。

实战配置：

# 在 /etc/sysctl.conf 中添加
fs.file-max = 2097152
fs.aio-max-nr = 1048576
fs.inotify.max_user_watches = 524288

# 应用配置
sudo sysctl -p

解释：

fs.file-max = 2097152：提高文件描述符上限，适合高并发应用。
fs.aio-max-nr = 1048576：增加异步 I/O 请求数，提升数据库（如 MySQL）的 I/O 性能。
fs.inotify.max_user_watches = 524288：增加监控文件数，避免日志轮转或文件监控工具失败。

二、文件系统优化

文件系统的选择和挂载选项直接影响磁盘 I/O 性能。AlmaLinux 默认使用 XFS 或 ext4，以下以 XFS 为例进行优化。

2.1 XFS 文件系统优化

XFS 在高并发和大文件场景下表现优异，适合数据库和文件服务器。

挂载选项优化：

noatime：禁止更新文件访问时间，减少磁盘写入。
nodiratime：禁止更新目录访问时间。
logbufs=8：增加日志缓冲区数量，提升写入性能。
logbsize=256k：设置日志缓冲区大小。

实战配置：

# 查看当前挂载选项
mount | grep xfs

# 编辑 /etc/fstab，添加挂载选项
/dev/sda1 /data xfs defaults,noatime,nodiratime,logbufs=8,logbsize=256k 0 0

# 重新挂载
sudo mount -o remount /data

解释：

noatime 和 nodiratime：减少不必要的磁盘写入，提升读写性能。
logbufs=8 和 logbsize=256k：优化 XFS 日志性能，适合写入密集型应用。

2.2 磁盘调度器优化

磁盘调度器决定 I/O 请求的处理顺序，不同场景适合不同调度器。

常见调度器：

deadline：适合数据库等随机读写场景，保证请求的截止时间。
noop：适合 SSD，减少调度开销。
cfq：适合多进程公平调度，但性能一般。

实战配置：

# 查看当前调度器
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

# 设置为 deadline（适合数据库）
echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler

# 永久生效（通过 udev 规则）
sudo vi /etc/udev/rules.d/60-scheduler.rules
# 添加以下内容
ACTION=="add|change", KERNEL=="sd[a-z]", ATTR{queue/scheduler}="deadline"

# 重新加载 udev 规则
sudo udevadm control --reload-rules

解释：

对于数据库（如 MySQL、PostgreSQL），deadline 调度器能更好地处理随机读写，避免请求饥饿。
对于 SSD，使用 noop 或 none 调度器，减少 CPU 开销。

三、网络优化

网络优化涉及接口配置、协议栈调整和负载均衡，以下从多个方面展开。

3.1 网络接口优化

调整网卡参数可以提升网络吞吐量和降低延迟。

参数说明：

txqueuelen：发送队列长度，增加可提高吞吐量。
rx/tx 缓冲区大小：调整接收和发送缓冲区。

实战配置：

# 查看当前配置
ethtool -g eth0

# 设置发送队列长度
sudo ip link set eth0 txqueuelen 4096

# 调整缓冲区大小（以 10G 网卡为例）
sudo ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096

# 永久生效（通过 NetworkManager 或 systemd）
sudo vi /etc/NetworkManager/system-connections/eth0.nmconnection
# 添加以下内容
[ethernet]
mtu=9000
txqueuelen=4096

解释：

txqueuelen=4096：增加发送队列，适合高吞吐量场景。
mtu=9000：启用 Jumbo Frame，减少数据包开销，提升大文件传输效率。

3.2 TCP 协议栈优化

TCP 协议栈参数对网络性能影响显著，特别是高延迟或高带宽场景。

参数说明：

net.ipv4.tcp_rmem 和 net.ipv4.tcp_wmem：调整 TCP 接收和发送缓冲区。
net.ipv4.tcp_congestion_control：拥塞控制算法，bbr 适合高带宽延迟积（BDP）场景。
net.ipv4.tcp_mtu_probing：启用 MTU 探测，避免分片。

实战配置：

# 在 /etc/sysctl.conf 中添加
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 6291456
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 6291456
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr
net.ipv4.tcp_mtu_probing = 1

# 应用配置
sudo sysctl -p

解释：

tcp_rmem 和 tcp_wmem：设置缓冲区最小、默认和最大值，适应不同网络条件。
tcp_congestion_control = bbr：Google 的 BBR 算法，适合高带宽延迟积网络，提升吞吐量。
tcp_mtu_probing = 1：自动探测 MTU，避免分片，减少延迟。

四、应用层调优

应用层调优针对具体应用（如 Web 服务器、数据库）进行配置，以下以 Nginx 和 MySQL 为例。

4.1 Nginx 性能优化

Nginx 是高性能 Web 服务器，优化配置可显著提升并发处理能力。

关键配置项：

worker_processes：工作进程数，通常设置为 CPU 核心数。
worker_connections：每个进程的最大连接数。
keepalive_timeout：保持连接超时时间。
gzip：启用压缩，减少传输数据量。

实战配置：

# /etc/nginx/nginx.conf
worker_processes auto;  # 自动设置为 CPU 核心数
worker_rlimit_nofile 65535;  # 文件描述符上限

events {
    worker_connections 65535;  # 每个进程的最大连接数
    use epoll;  # 使用 epoll 事件模型
}

http {
    # 启用 gzip 压缩
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_min_length 1024;
    gzip_proxied any;
    gzip_comp_level 6;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

    # 连接保持
    keepalive_timeout 65;
    keepalive_requests 100;

    # 缓冲区优化
    client_body_buffer_size 128k;
    client_max_body_size 10m;
    client_header_buffer_size 1k;
    large_client_header_buffers 4 4k;

    # 日志优化
    access_log /var/log/nginx/access.log combined buffer=32k flush=5s;
    error_log /var/log/nginx/error.log warn;
}

解释：

worker_processes auto：充分利用多核 CPU。
worker_connections 65535：支持高并发连接。
gzip 压缩：减少传输数据量，提升加载速度。
keepalive_timeout：保持连接，减少 TCP 握手开销。

4.2 MySQL 性能优化

MySQL 是常用数据库，优化配置可提升查询速度和并发处理能力。

关键配置项：

innodb_buffer_pool_size：InnoDB 缓冲池大小，通常设置为物理内存的 70%-80%。
innodb_log_file_size：重做日志文件大小，影响写入性能。
max_connections：最大连接数。
query_cache_size：查询缓存大小（MySQL 8.0 已移除，此处以 5.7 为例）。

实战配置：

# /etc/my.cnf 或 /etc/mysql/my.cnf
[mysqld]
# 内存相关
innodb_buffer_pool_size = 16G  # 根据内存调整，例如 64GB 内存服务器设置为 48G
innodb_buffer_pool_instances = 8  # 缓冲池实例数，避免争用

# 日志相关
innodb_log_file_size = 2G
innodb_log_buffer_size = 64M

# 连接相关
max_connections = 2000
thread_cache_size = 50

# 查询缓存（MySQL 5.7）
query_cache_type = 1
query_cache_size = 256M

# 其他优化
innodb_flush_log_at_trx_commit = 2  # 平衡性能和数据安全
innodb_flush_method = O_DIRECT  # 避免双缓冲

解释：

innodb_buffer_pool_size：缓存数据和索引，减少磁盘 I/O。
innodb_log_file_size：较大的日志文件减少日志切换频率，提升写入性能。
max_connections：根据应用需求调整，避免连接数不足。
innodb_flush_log_at_trx_commit = 2：每秒提交事务，提升性能，但可能丢失 1 秒数据。

五、监控与调优验证

优化后需监控系统性能，验证调优效果。常用工具包括 top、htop、iostat、vmstat、netstat 等。

5.1 系统监控工具

使用 htop 监控 CPU 和内存：

# 安装 htop
sudo dnf install htop -y

# 运行 htop
htop

查看 CPU 使用率、内存占用、进程列表。
按 F6 排序，按 F9 杀死进程。

使用 iostat 监控磁盘 I/O：

# 安装 sysstat
sudo dnf install sysstat -y

# 查看磁盘 I/O 统计（每秒刷新）
iostat -dx 1

关注 %util（磁盘利用率）和 await（平均 I/O 等待时间）。
如果 %util 接近 100% 或 await 过高，说明磁盘是瓶颈。

使用 vmstat 监控内存和进程：

vmstat 1

关注 si（swap in）和 so（swap out），如果非零，说明内存不足。
wa（I/O 等待）高，说明磁盘 I/O 瓶颈。

5.2 网络监控工具

使用 ss 和 netstat 监控网络连接：

# 查看 TCP 连接状态
ss -tunap

# 查看端口监听情况
netstat -tuln

关注 TIME_WAIT 连接数，过多可能需调整 tcp_tw_reuse。

使用 iftop 监控网络流量：

sudo dnf install iftop -y
sudo iftop -i eth0

实时显示网络流量，识别带宽占用高的进程。

5.3 应用层监控

Nginx 状态监控：

# 在 nginx.conf 中添加
server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location /nginx_status {
        stub_status on;
        allow 127.0.0.1;
        deny all;
    }
}

访问 http://localhost/nginx_status 查看活动连接、请求处理等信息。

MySQL 状态监控：

-- 查看 InnoDB 缓冲池命中率
SHOW STATUS LIKE 'Innodb_buffer_pool_read%';
-- 计算命中率：(1 - Innodb_buffer_pool_reads / Innodb_buffer_pool_read_requests) * 100
-- 理想值 > 99%

-- 查看慢查询
SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log%';
SHOW VARIABLES LIKE 'long_query_time';

六、实战案例：高并发 Web 服务器优化

假设我们有一台 AlmaLinux 服务器，运行 Nginx 和 PHP-FPM，处理高并发 Web 请求。以下是完整优化步骤。

6.1 系统层面优化

# 1. 调整内核参数
sudo vi /etc/sysctl.conf
# 添加以下内容
vm.swappiness = 10
vm.vfs_cache_pressure = 50
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
fs.file-max = 2097152
sudo sysctl -p

# 2. 调整用户进程限制
sudo vi /etc/security/limits.conf
# 添加以下内容
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
* soft nproc 65535
* hard nproc 65535

# 3. 优化文件系统挂载选项
sudo vi /etc/fstab
# 修改 /data 挂载选项
/dev/sda1 /data xfs defaults,noatime,nodiratime,logbufs=8,logbsize=256k 0 0
sudo mount -o remount /data

6.2 Nginx 优化

# /etc/nginx/nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;
worker_rlimit_nofile 65535;

events {
    worker_connections 65535;
    use epoll;
    multi_accept on;
}

http {
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;

    # 日志格式优化
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" '
                    'rt=$request_time uct="$upstream_connect_time" '
                    'uht="$upstream_header_time" urt="$upstream_response_time"';

    access_log /var/log/nginx/access.log main buffer=32k flush=5s;
    error_log /var/log/nginx/error.log warn;

    # 性能优化
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65;
    keepalive_requests 100;
    client_body_buffer_size 128k;
    client_max_body_size 10m;
    client_header_buffer_size 1k;
    large_client_header_buffers 4 4k;

    # Gzip 压缩
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_min_length 1024;
    gzip_proxied any;
    gzip_comp_level 6;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

    # 虚拟主机配置
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
        root /var/www/html;
        index index.php index.html;

        location / {
            try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;
        }

        location ~ \.php$ {
            fastcgi_pass unix:/var/run/php-fpm/php-fpm.sock;
            fastcgi_index index.php;
            fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
            include fastcgi_params;
            fastcgi_buffer_size 128k;
            fastcgi_buffers 4 256k;
            fastcgi_busy_buffers_size 256k;
        }
    }
}

6.3 PHP-FPM 优化

# /etc/php-fpm.d/www.conf
[www]
user = nginx
group = nginx

; 进程管理
pm = dynamic
pm.max_children = 200
pm.start_servers = 50
pm.min_spare_servers = 20
pm.max_spare_servers = 100
pm.max_requests = 500

; 进程空闲时间
pm.process_idle_timeout = 10s

; 内存限制
php_admin_value[memory_limit] = 256M

; 慢日志
request_slowlog_timeout = 5s
slowlog = /var/log/php-fpm/slow.log

; 错误日志
catch_workers_output = yes
error_log = /var/log/php-fpm/error.log

6.4 验证与监控

# 1. 重启服务
sudo systemctl restart nginx
sudo systemctl restart php-fpm

# 2. 使用 ab 压力测试
sudo dnf install httpd-tools -y
ab -n 10000 -c 100 http://localhost/

# 3. 监控系统资源
htop
iostat -dx 1
vmstat 1

# 4. 查看 Nginx 状态
curl http://localhost/nginx_status

# 5. 查看 PHP-FPM 状态
curl http://localhost/status  # 需在 php-fpm 配置中启用 status 页面

七、总结

AlmaLinux 性能优化是一个系统工程，涉及内核参数、文件系统、网络和应用层多个方面。通过合理配置，可以显著提升系统性能和稳定性。关键点包括：

内核参数调优：根据应用场景调整内存、网络和文件系统参数。
文件系统优化：选择合适的挂载选项和磁盘调度器。
网络优化：调整接口参数和 TCP 协议栈。
应用层调优：针对具体应用（如 Nginx、MySQL）进行配置。
监控与验证：使用工具监控性能，验证调优效果。

优化是一个持续的过程，需要根据实际负载和监控数据不断调整。建议在生产环境变更前，在测试环境中充分验证。通过本文的指南，您可以系统地优化 AlmaLinux 服务器，应对各种性能挑战。

AlmaLinux 性能优化全攻略 从内核参数到应用层调优实战指南

引言

一、内核参数调优

1.1 内存管理优化

1.2 网络参数优化

1.3 文件系统参数优化

二、文件系统优化

2.1 XFS 文件系统优化

2.2 磁盘调度器优化

三、网络优化

3.1 网络接口优化

3.2 TCP 协议栈优化

四、应用层调优

4.1 Nginx 性能优化

4.2 MySQL 性能优化

五、监控与调优验证

5.1 系统监控工具

5.2 网络监控工具

5.3 应用层监控

六、实战案例：高并发 Web 服务器优化

6.1 系统层面优化

6.2 Nginx 优化

6.3 PHP-FPM 优化

6.4 验证与监控

七、总结

AlmaLinux 性能优化全攻略从内核参数到应用层调优实战指南