怎样优化 Linux CPUInfo 参数

Linux CPU 信息驱动的优化步骤

一 基线采集与拓扑识别

• 采集硬件与系统视图：使用 cat /proc/cpuinfo、lscpu 获取型号、架构、频率、缓存、核心/线程；用 mpstat、vmstat、pidstat、perf 建立性能基线并定位热点函数与瓶颈。示例：mpstat -P ALL 1、vmstat 1、perf top/record/report。
• 识别拓扑与特性：确认物理 CPU 数、每核线程数、是否启用超线程（flags 含 ht）、各级缓存大小、支持的指令集（如 SSE/AVX/AVX2），据此决定并行度与编译优化级别。
• 中断与 NUMA 观察：通过 cat /proc/interrupts 观察中断分布，用 numactl --hardware 查看 NUMA 节点与距离，为后续中断绑定与内存亲和做准备。

二 频率与电源策略

• 选择调频策略：将 CPU 调频策略设为性能模式可减少频率切换开销，适合低时延/高吞吐场景；节能模式更省电。查看与设置示例：
  • 查看：cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
  • 设置：echo performance | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor
    工具备选：cpupower frequency-info / frequency-set -g performance（RHEL/CentOS 常用）。
• 影响与取舍：性能模式提升响应与吞吐，但会增加功耗与温度；在虚拟化/散热受限环境需评估上限与降频策略。

三 亲和性 优先级与中断绑定

• 进程优先级：通过 nice/renice 调整 CPU 调度优先级，避免关键服务被后台任务抢占。示例：nice -n -5 、renice -n 10 ；nice 取值范围 -20（最高）~ 19（最低）。
• CPU 亲和性：使用 taskset 将进程绑定到指定核心/核心组，减少迁移与缓存失效；示例：taskset -c 0,2,4-7 ；运行中进程：taskset -cp 20146。
• 中断亲和性：将网卡等中断绑定到选定 CPU，降低跨核抖动；步骤：cat /proc/interrupts 找 IRQ，echo <cpu_mask> > /proc/irq//smp_affinity；结合 taskset 实现计算与中断的隔离。
• 实时性需求：对关键实时任务可配置 CFS 实时配额（如 kernel.sched_rt_runtime_us），确保周期任务及时执行。

四 NUMA 与内存子系统协同优化

• NUMA 策略：NUMA 不均可能导致“本地内存不足却触发 swap”的现象。评估业务后可选：
  • 关闭 NUMA：在 grub 启动参数添加 numa=off，生成新配置并重启；或仅在进程级用 numactl --interleave=all 做临时均衡。
  • 绑定运行：将进程绑定到特定 NUMA 节点并做内存亲和，如 numactl --cpunodebind=1 --membind=1 。
• 透明大页 THP：数据库/低延迟场景常建议禁用，减少合并/分裂带来的抖动；示例：echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled 与 defrag。
• 交换倾向 vm.swappiness：延迟敏感型应用建议 10–20，内存密集计算 60–80，批处理可更高；同时留意 cgroup 层级的 memory.swappiness 继承。
• 脏页与回写：按负载调节 vm.dirty_ratio / dirty_background_ratio（或 *_bytes），平衡写回平滑度与突发卡顿。

五 验证 回滚与场景化建议

• 建立基线：在调整前用 sysbench cpu、stream/mbw、fio、iperf3 等建立可复现的基线；每次仅调整 1–2 个相关参数并重复测试，记录前后差异。
• 监控指标：关注 CPU 利用率、上下文切换（vmstat cs）、中断分布、NUMA 命中、应用 P95/P99 延迟与吞吐变化。
• 回滚机制：脚本化变更并保存原值，异常即恢复；对生产环境建议分阶段灰度。
• 场景化速查：
  • 低时延服务：性能模式、中断与计算核心隔离、合理 nice、必要时实时配额。
  • 高吞吐批处理：性能模式、适度并行度、NUMA 绑定、脏页阈值适度上调以减少同步写。
  • 虚拟化/容器：vCPU 绑定与 NUMA 亲和、中断与 vhost 线程隔离、避免过度超订。