Linux CPUInfo 获取与优化技巧

Linux CPUInfo 获取与优化技巧

一、CPUInfo 获取方法

1. 基础命令：cat /proc/cpuinfo

/proc/cpuinfo 是Linux系统提供的虚拟文件，包含CPU的详细信息（如型号、架构、频率、缓存、核心数等）。使用cat /proc/cpuinfo可查看所有核心的完整信息；结合grep可过滤关键内容，例如：

• grep 'model name' /proc/cpuinfo：提取CPU型号；
• grep 'cpu MHz' /proc/cpuinfo：查看当前CPU频率；
• grep 'cache size' /proc/cpuinfo：获取缓存大小。

2. 结构化工具：lscpu

lscpu命令将/proc/cpuinfo的内容解析为更易读的结构化输出，关键信息包括：

• CPU架构（如x86_64）；
• 物理核心数（Core(s) per socket）；
• 逻辑核心数（Thread(s) per core）；
• NUMA节点数（NUMA node(s)）；
• CPU支持的指令集（如SSE、AVX）。

3. 详细硬件信息：dmidecode

dmidecode命令从BIOS的DMI（桌面管理接口）中获取硬件信息，需root权限。使用sudo dmidecode -t processor可查看CPU的供应商、版本、最大/当前频率、核心数、L1/L2/L3缓存配置等详细信息。

4. 实时监控工具：top/htop

• top：实时显示系统中CPU使用率最高的进程（按1键可查看每个核心的使用率）；
• htop（需安装）：比top更直观，支持颜色高亮、鼠标操作，可动态监控CPU、内存、进程等信息。

二、CPU 优化技巧

1. 监控与分析：定位性能瓶颈

• top命令：实时查看CPU使用率（%Cpu(s)行），重点关注us（用户态）、sy（内核态）、wa（I/O等待）的比例。若us过高，说明用户进程占用过多CPU；若wa过高，可能是磁盘I/O瓶颈。
• perf工具：深入分析CPU性能瓶颈。常用命令：
  • perf top：实时显示占用CPU最多的函数或模块；
  • perf record -g ./program：记录程序运行时的性能数据；
  • perf report：生成性能分析报告，定位热点函数。

2. 进程调度优化：合理分配CPU资源

• 调整进程优先级：使用nice命令启动进程时设置优先级（范围：-20~19，数值越低优先级越高）。例如，nice -n -5 ./my_process以高优先级启动进程；使用renice命令调整已运行进程的优先级，例如renice -n 10 -p 1234将PID为1234的进程优先级降低。
• 设置调度策略：使用chrt命令修改进程调度策略。例如，chrt -r -p 99 <PID>将进程设置为实时调度（-r表示实时，-p指定PID，99为最高优先级），适用于关键任务（如数据库、高频交易系统）。

3. CPU亲和性与NUMA优化：减少上下文切换

• 绑定进程到特定核心：使用taskset命令将进程绑定到指定的CPU核心，减少跨核心的上下文切换和缓存失效。例如，taskset -c 0,1 ./my_process将进程绑定到CPU 0和1；taskset -cp <PID>查看进程的当前亲和力。
• NUMA优化：在多NUMA节点系统中，使用numactl命令将进程与NUMA节点绑定，减少跨节点的内存访问延迟。例如，numactl -C 0-3 -m 0 ./my_process将进程绑定到NUMA节点0的CPU 0-3。

4. 频率调节：平衡性能与功耗

• 查看当前频率策略：使用cpupower frequency-info查看CPU的当前频率调节器（如performance、powersave）及可用策略。
• 设置频率策略：使用cpupower frequency-set调整策略。例如，cpupower frequency-set -g performance设置为高性能模式（CPU始终运行在最高频率，适用于计算密集型任务）；cpupower frequency-set -g powersave设置为节能模式（CPU根据负载动态调整频率，适用于轻负载场景）。

5. 内核参数调优：优化系统性能

• 调整swappiness：swappiness参数控制系统使用swap分区的倾向（范围：0~100，默认60）。值越小，系统越倾向于使用物理内存。例如，sysctl vm.swappiness=10将swappiness设置为10（减少swap使用，提升性能）；编辑/etc/sysctl.conf添加vm.swappiness=10可永久生效。
• 优化脏页刷新：vm.dirty_ratio（默认20%）和vm.dirty_background_ratio（默认10%）控制脏页（未写入磁盘的内存数据）的刷新策略。例如，sysctl -w vm.dirty_ratio=15（当脏页达到15%时强制刷新到磁盘）、sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5（当脏页达到5%时后台异步刷新），减少I/O等待时间。