Linux CPUInfo：如何优化CPU设置 - 问答

优化前需通过以下命令收集CPU核心参数，为后续调整提供依据：

cat /proc/cpuinfo：显示详细的CPU信息（型号、频率、缓存大小、核心/线程数、支持的指令集如SSE/AVX等）；
lscpu：结构化输出CPU架构、物理核心数、逻辑核心数、NUMA节点配置等，更易阅读；
关键分析命令：
- 物理核心数：grep 'physical id' /proc/cpuinfo | sort | uniq | wc -l；
- 逻辑核心数（含超线程）：grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l；
- CPU型号与频率：grep 'model name' /proc/cpuinfo、grep 'cpu MHz' /proc/cpuinfo；
- 缓存大小：grep 'cache size' /proc/cpuinfo；
- 支持的特性：grep 'flags' /proc/cpuinfo（如AVX2指令集对多媒体处理至关重要）；
- 64位支持：grep 'lm' /proc/cpuinfo（若有输出则表示支持）。

现代CPU支持动态频率调整（如Intel Turbo Boost、AMD Precision Boost），可通过工具锁定频率模式：

设置性能模式（优先保证性能）：

cpufreq-set -g performance  # 全局设置为最高性能
# 或针对单个核心调整
cpupower -c 0 frequency-set -g performance

常用策略说明：
- performance：CPU始终运行在最高频率（功耗较高，适合高性能计算）；
- powersave：CPU动态降频（功耗较低，适合轻负载场景）；
- ondemand：按需调整频率（平衡性能与功耗，适合通用场景）。

调整调度策略：
- CFS（完全公平调度器）参数：通过/proc/sys/kernel/sched_*调整时间片大小，例如增大sched_min_granularity_ns（最小时间片）可减少进程切换，提升吞吐量：
```
echo 1000000 > /proc/sys/kernel/sched_min_granularity_ns  # 单位：纳秒
```
- 实时调度：对延迟敏感的应用（如实时交易系统），使用chrt命令设置实时优先级（0-99，99为最高）：
```
chrt -r 99 <command>  # 将命令设置为实时调度
```
绑定进程到特定CPU核心（CPU亲和性）：
使用taskset或numactl将进程固定到指定核心，减少缓存失效和上下文切换：
```
taskset -c 0,1 <command>  # 绑定到CPU 0和1
numactl -C 0-3 <command>  # 绑定到NUMA节点的0-3核心
```

对于多NUMA节点服务器，跨节点访问内存会增加延迟，需通过以下方式优化：

查看NUMA拓扑：numactl -H（显示节点数量、核心分布、内存本地性）；
绑定进程到NUMA节点：使用numactl命令将进程与内存分配限制在同一节点：
```
numactl --cpunodebind=0 --membind=0 <command>  # 绑定到节点0的核心和内存
```
调整内存分配策略：通过/proc/sys/vm/zone_reclaim_mode开启内存回收（默认0，设为1可加速本地内存回收）。

内存不足会导致频繁交换（swap），增加CPU负载，需优化以下参数：

降低swappiness（减少交换积极性）：

echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness  # 默认60，设为10（0-100，越低越少交换）

增加保留空闲内存：避免内存完全耗尽导致OOM（Out-of-Memory）：

echo 65536 > /proc/sys/vm/min_free_kbytes  # 单位：KB（默认约6MB，设为64MB）

调整脏页回收阈值：控制脏页（未写入磁盘的内存页）的最大比例，避免频繁刷盘：

echo 10 > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio  # 脏页占比达到10%时后台刷盘
echo 20 > /proc/sys/vm/dirty_ratio           # 脏页占比达到20%时强制刷盘

通过工具识别高CPU占用的进程或函数，针对性优化：

perf：深度分析CPU热点（如函数调用、指令耗时）：

perf top      # 实时显示热点函数
perf record -g <command>  # 记录进程性能数据
perf report   # 分析记录的数据

vmstat：查看系统级CPU指标（上下文切换cs、用户态/内核态占比us/sy、负载load average）：
```
vmstat 1  # 每秒刷新一次
```
iostat：分析I/O等待对CPU的影响（%util接近100%表示I/O瓶颈）：
```
iostat -x 1
```

关闭不必要的核心：对于轻负载服务器，可通过cpufrequtils关闭闲置核心以节省能耗：
```
cpufreq-set -c 3 -g powersave  # 关闭核心3（设为节能模式）
```
定期更新系统与内核：新版本内核通常包含CPU调度、内存管理的优化补丁，能提升性能并修复bug；
清理系统垃圾：定期删除无用软件包、缓存（如apt autoremove、apt clean），减少系统开销。

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