引言

關(guān)于內(nèi)核這方面確實很想分享下，因為工作中還有面試中這都算是一個大頭了，把下面的掌握了，面試基本沒什么大問題了。

開始

1. 內(nèi)存管理優(yōu)化

vm.swappiness

? 作用： 控制內(nèi)核在物理內(nèi)存使用滿時，交換（swap）到磁盤的頻率。數(shù)值越高，越傾向于交換數(shù)據(jù)，數(shù)值越低，內(nèi)存壓力更大時才會進行交換。

? 推薦值： 通常設(shè)置為 10-60（默認 60），對于內(nèi)存密集型應(yīng)用（如數(shù)據(jù)庫）建議將此值設(shè)低。

? 命令： sysctl -w vm.swappiness=10

vm.dirty_background_ratio 和 vm.dirty_ratio

? 作用： 控制臟頁（dirty pages，已修改但未寫回磁盤的數(shù)據(jù)）的最大比例。vm.dirty_background_ratio 定義了系統(tǒng)開始將臟頁刷寫到磁盤的觸發(fā)閾值，而 vm.dirty_ratio 則是寫操作的上限。

? 推薦值： vm.dirty_background_ratio = 10，vm.dirty_ratio = 20-40

? 命令：

sysctl -w vm.dirty_background_ratio=10
sysctl -w vm.dirty_ratio=20

vm.min_free_kbytes

? 作用： 指定內(nèi)核保留的一定量的內(nèi)存，用于防止系統(tǒng)內(nèi)存完全耗盡，避免系統(tǒng)進入 OOM（Out of Memory）狀態(tài)。

? 推薦值： 通常設(shè)置為系統(tǒng)總內(nèi)存的 1%-2%，也可以根據(jù)系統(tǒng)實際情況調(diào)整。

? 命令： sysctl -w vm.min_free_kbytes=65536

vm.overcommit_memory

? 作用： 控制內(nèi)存分配的策略。該參數(shù)有三個值：

? 推薦值： vm.overcommit_memory = 2 適用于大部分生產(chǎn)環(huán)境，特別是在運行數(shù)據(jù)庫等內(nèi)存密集型應(yīng)用時。

? 命令： sysctl -w vm.overcommit_memory=2

2. 進程調(diào)度優(yōu)化

kernel.sched_latency_ns

? 作用： 控制調(diào)度器延遲（任務(wù)調(diào)度時的最大延遲）。該參數(shù)決定了調(diào)度器在處理實時任務(wù)時的延遲。

? 推薦值： 適用于需要低延遲的場景，默認值通常已足夠。

? 命令： sysctl -w kernel.sched_latency_ns=5000000（5ms）

kernel.sched_min_granularity_ns

? 作用： 控制 CPU 時間片的最小粒度。該參數(shù)決定了調(diào)度器給每個任務(wù)分配的最小時間。

? 推薦值： sysctl -w kernel.sched_min_granularity_ns=20000000（20ms）

kernel.sched_wakeup_granularity_ns

? 作用： 定義一個進程被喚醒時，它被重新調(diào)度的時間間隔。適用于減少高負載系統(tǒng)中的上下文切換。

? 推薦值： sysctl -w kernel.sched_wakeup_granularity_ns=15000000（15ms）

kernel.sched_tunable_scaling

? 作用： 啟用動態(tài)調(diào)整調(diào)度器參數(shù)的功能，用于自動根據(jù)系統(tǒng)負載優(yōu)化調(diào)度器行為。

? 推薦值： sysctl -w kernel.sched_tunable_scaling=1

3. 文件系統(tǒng)優(yōu)化

vm.vfs_cache_pressure

? 作用： 控制內(nèi)核回收用于緩存的內(nèi)存。當(dāng)該值較大時，內(nèi)核會傾向于回收更多的緩存，較小的值則保留更多的緩存。

? 推薦值： 通常設(shè)置為 50（默認 100），在文件系統(tǒng)緩存非常重要的情況下，可以降低該值。

fs.file-max

? 作用： 定義系統(tǒng)允許的最大文件描述符數(shù)量。對于大并發(fā)應(yīng)用或數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，可能需要增加此值。

? 推薦值： 可以根據(jù)應(yīng)用需求進行調(diào)整，默認通常為 1,000,000。

? 命令： sysctl -w fs.file-max=2097152

4. 網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化

net.core.somaxconn

? 作用： 控制系統(tǒng)允許的最大連接請求隊列長度。該值決定了在 TCP 連接請求被處理之前，最大允許的掛起請求數(shù)量。

? 推薦值： sysctl -w net.core.somaxconn=1024

net.ipv4.tcp_rmem 和 net.ipv4.tcp_wmem

? 作用： 分別控制 TCP 接收和發(fā)送緩沖區(qū)的最小、默認和最大大小。這對于高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用至關(guān)重要。

? 推薦值： sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 16777216"

? 命令： sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 87380 16777216"

net.core.netdev_max_backlog

? 作用： 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口的最大接收隊列。如果網(wǎng)絡(luò)流量很大，設(shè)置較大的值可以避免丟包。

? 推薦值： sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=5000

net.ipv4.tcp_fin_timeout

? 作用： 控制 TCP 連接在關(guān)閉時的等待時間。減小此值可以加速連接的關(guān)閉，減少過多的 TCP 連接狀態(tài)。

? 推薦值： sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30

net.ipv4.tcp_tw_reuse

? 作用： 允許重用 TIME_WAIT 狀態(tài)的 TCP 連接，減少對系統(tǒng)資源的消耗，尤其是在高并發(fā)場景下。

? 推薦值： sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog

? 作用： 控制內(nèi)核在 TCP 連接建立時，最大等待處理的 SYN 包隊列長度。如果應(yīng)用程序需要處理大量的 TCP 連接，增大該值可以提升 TCP 性能。

? 推薦值： sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=4096

? 命令：

sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=4096

5. 系統(tǒng)性能優(yōu)化

kernel.shmmax 和 kernel.shmall

? 作用： 分別控制系統(tǒng)允許的最大共享內(nèi)存段大小和系統(tǒng)總的共享內(nèi)存頁數(shù)。在處理數(shù)據(jù)庫和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理時，這兩個參數(shù)的調(diào)優(yōu)尤為重要。

? 推薦值： 根據(jù)內(nèi)存大小和應(yīng)用需求設(shè)置，通常設(shè)置為物理內(nèi)存的 50%-75%。

? 命令：

sysctl -w kernel.shmmax=2147483648
sysctl -w kernel.shmall=2097152

fs.inotify.max_user_watches

? 作用： 控制系統(tǒng)中可用的最大 inotify 監(jiān)聽器數(shù)目。增加該值可以幫助增強監(jiān)控能力，尤其在大量文件監(jiān)控的場景下。

? 推薦值： sysctl -w fs.inotify.max_user_watches=524288

6. I/O 性能優(yōu)化

vm.dirty_background_bytes 和 vm.dirty_bytes

? 作用： 控制在將數(shù)據(jù)寫入磁盤之前，內(nèi)核將保持多大的臟數(shù)據(jù)。vm.dirty_background_bytes 控制后臺刷寫臟數(shù)據(jù)的閾值，vm.dirty_bytes 控制刷寫的最大數(shù)據(jù)量。調(diào)整這兩個參數(shù)可以優(yōu)化磁盤的寫入性能。

? 推薦值： 將 vm.dirty_bytes 設(shè)置為更高的值，避免頻繁刷寫；而將 vm.dirty_background_bytes 設(shè)置為較小的值，確保系統(tǒng)能夠及時將臟數(shù)據(jù)刷回磁盤。

? 命令：

sysctl -w vm.dirty_background_bytes=134217728  # 128MB
sysctl -w vm.dirty_bytes=268435456  # 256MB

block.mq-deadline（I/O 調(diào)度器）

? 作用： 在進行磁盤 I/O 操作時，調(diào)整調(diào)度器策略，mq-deadline 調(diào)度器適用于需要低延遲和高吞吐量的應(yīng)用程序，特別是數(shù)據(jù)庫和文件服務(wù)器。

? 推薦值： 將調(diào)度器設(shè)置為 mq-deadline 可以提升磁盤的讀寫性能。

? 命令：

echo mq-deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler

fs.aio-max-nr

? 作用： 控制系統(tǒng)允許的最大異步 I/O 請求數(shù)。在高并發(fā)的場景下，增加該參數(shù)的值有助于提升 I/O 請求的吞吐能力。

? 推薦值： sysctl -w fs.aio-max-nr=1048576 以支持更多并發(fā)的 I/O 操作。

? 命令：

sysctl -w fs.aio-max-nr=1048576

7. CPU 性能優(yōu)化

kernel.sched_min_granularity_ns

? 作用： 調(diào)整調(diào)度器為每個任務(wù)分配的最小時間片。較大的值可以減少上下文切換，提高吞吐量；較小的值則增加系統(tǒng)響應(yīng)性。

? 推薦值： sysctl -w kernel.sched_min_granularity_ns=20000000 （20ms）

? 命令：

sysctl -w kernel.sched_min_granularity_ns=20000000

kernel.sched_wakeup_granularity_ns

? 作用： 定義進程被喚醒時，它被重新調(diào)度的時間間隔。適用于減少高負載系統(tǒng)中的上下文切換。

? 推薦值： sysctl -w kernel.sched_wakeup_granularity_ns=15000000 （15ms）

? 命令：

sysctl -w kernel.sched_wakeup_granularity_ns=15000000

cpu.cpuacct.usage

? 作用： 控制 CPU 使用時間的跟蹤。增加該值可以用于高負載的多核系統(tǒng)中進行細粒度監(jiān)控，幫助更精確地了解每個 CPU 核心的資源使用情況。

? 推薦值： 該參數(shù)一般用于監(jiān)控，不是直接的優(yōu)化參數(shù)，但對于負載均衡和監(jiān)控系統(tǒng)非常有用。

8. 文件系統(tǒng)優(yōu)化

fs.file-max

? 作用： 控制系統(tǒng)中允許的最大文件句柄數(shù)量。對于高并發(fā)的系統(tǒng)，尤其是 Web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，需要增加文件句柄數(shù)量。

? 推薦值： sysctl -w fs.file-max=2097152

? 命令：

sysctl -w fs.file-max=2097152

fs.inotify.max_user_watches

? 作用： 控制用戶可監(jiān)控的最大文件數(shù)。對于需要大量文件監(jiān)控的場景（如容器管理、日志管理等），增加該值可以提高性能。

? 推薦值： sysctl -w fs.inotify.max_user_watches=524288

? 命令：

sysctl -w fs.inotify.max_user_watches=524288

9. 安全優(yōu)化

kernel.randomize_va_space

? 作用： 啟用地址空間布局隨機化（ASLR），增加系統(tǒng)的安全性，防止攻擊者猜測內(nèi)存布局。

? 推薦值： sysctl -w kernel.randomize_va_space=2

? 命令：

sysctl -w kernel.randomize_va_space=2

fs.suid_dumpable

? 作用： 控制是否允許執(zhí)行 setuid 程序時轉(zhuǎn)儲 core 文件。為了提高安全性，建議將其設(shè)置為 0（不允許轉(zhuǎn)儲）。

? 推薦值： sysctl -w fs.suid_dumpable=0

? 命令：

sysctl -w fs.suid_dumpable=0

10. 內(nèi)核參數(shù)和系統(tǒng)資源

kernel.shmmax 和 kernel.shmall

? 作用： 控制共享內(nèi)存的最大值。適用于需要大量共享內(nèi)存的應(yīng)用，如數(shù)據(jù)庫。

? 推薦值： 設(shè)置為物理內(nèi)存的 50%-75%，確保足夠的共享內(nèi)存資源。

? 命令：

sysctl -w kernel.shmmax=2147483648  # 2GB
sysctl -w kernel.shmall=2097152    # 對應(yīng) 2GB

kernel.msgmni

? 作用： 控制內(nèi)核消息隊列的最大數(shù)量。對于消息密集型應(yīng)用，如 IPC 或消息隊列系統(tǒng)，可以調(diào)整此值。

? 推薦值： sysctl -w kernel.msgmni=1024

? 命令：

sysctl -w kernel.msgmni=1024

11. 高階 Linux 內(nèi)核優(yōu)化參數(shù)

kernel.sched_child_runs_first

? 作用： 控制任務(wù)的子進程是否優(yōu)先調(diào)度。當(dāng)該參數(shù)設(shè)置為 1 時，子進程會比父進程優(yōu)先調(diào)度，主要用于需要高并發(fā)子任務(wù)處理的應(yīng)用場景。

? 推薦值： 對于計算密集型任務(wù)，通常保持默認值 0，但在多核環(huán)境下，可能會使用該值提高子進程的調(diào)度優(yōu)先級。

? 命令：

sysctl -w kernel.sched_child_runs_first=1

kernel.sched_idle

? 作用： 控制 Linux 調(diào)度器是否允許低優(yōu)先級任務(wù)在空閑時運行。啟用此參數(shù)時，系統(tǒng)會給空閑任務(wù)分配 CPU 時間，適用于不需要及時響應(yīng)的后臺作業(yè)。

? 推薦值： 一般在空閑時間任務(wù)較多的環(huán)境中使用。默認 0 不啟用，只有在有空閑計算需求時啟用。

? 命令：

sysctl -w kernel.sched_idle=1

vm.page-cluster

? 作用： 控制內(nèi)核一次回收多少個頁面進行交換。增大該值可以減少交換的次數(shù)，從而提升內(nèi)存效率，適用于內(nèi)存密集型的應(yīng)用。

? 推薦值： 默認值通常為 3，增大該值可以提高高負載環(huán)境下的性能，尤其是數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)處理。

? 命令：

sysctl -w vm.page-cluster=5

net.core.optmem_max

? 作用： 控制網(wǎng)絡(luò)套接字接收緩沖區(qū)的最大內(nèi)存使用量。這個參數(shù)可以用來控制接收緩存的大小，對于高流量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常重要。

? 推薦值： 對于高負載的 Web 服務(wù)或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可以增大此值。

? 命令：

sysctl -w net.core.optmem_max=25165824  # 24MB

kernel.sysrq

? 作用： 控制 sysrq 按鍵的功能，用于調(diào)試和管理系統(tǒng)。通過啟用該功能，管理員可以在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時執(zhí)行緊急任務(wù)，例如重啟或查看內(nèi)存。

? 推薦值： 在需要遠程恢復(fù)和緊急處理的場景下可以啟用該功能。一般情況下可以禁用或限制。

? 命令：

sysctl -w kernel.sysrq=1  # 啟用 sysrq 功能

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets

? 作用： 控制 TCP 協(xié)議棧中 TIME-WAIT 狀態(tài)的最大桶數(shù)。當(dāng)連接被關(guān)閉后，TCP 會進入 TIME-WAIT 狀態(tài)，增加該值有助于高并發(fā)系統(tǒng)處理更多的連接。

? 推薦值： 對于需要處理大量 TCP 連接的環(huán)境，增大此值可以減少連接過多導(dǎo)致的性能瓶頸。

? 命令：

sysctl -w net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=1000000

net.ipv4.tcp_fin_timeout

? 作用： 控制 TCP 連接處于 FIN-WAIT-2 狀態(tài)的最大時間。該參數(shù)對短時間內(nèi)頻繁建立和關(guān)閉連接的應(yīng)用程序（如高并發(fā)的 Web 服務(wù)器）非常重要。

? 推薦值： 減小該值可以更快地關(guān)閉連接并釋放資源。

? 命令：

sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=15  # 縮短連接關(guān)閉等待時間

net.ipv4.tcp_retries2

? 作用： 控制 TCP 連接在重試失敗后最大重試次數(shù)。適用于需要降低 TCP 連接恢復(fù)延遲的場景，尤其是在高丟包率的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下。

? 推薦值： 通常設(shè)置為 8-15，但對于對時延要求較低的應(yīng)用，可以適當(dāng)降低此值。

? 命令：

sysctl -w net.ipv4.tcp_retries2=8

fs.file-max

? 作用： 控制 Linux 系統(tǒng)中所有進程可以打開的最大文件描述符數(shù)。對于數(shù)據(jù)庫、Web 服務(wù)器或其他高并發(fā)服務(wù)，增加此值可以避免文件描述符耗盡。

? 推薦值： 根據(jù)應(yīng)用的并發(fā)連接數(shù)調(diào)整，一般為 1,000,000 或更高。

? 命令：

sysctl -w fs.file-max=1000000

vm.dirty_expire_centisecs

? 作用： 控制內(nèi)核將臟頁刷回磁盤的時間。較低的值可以使得系統(tǒng)在低內(nèi)存時更早地寫回磁盤，防止內(nèi)存過度使用，適用于大規(guī)模并發(fā)系統(tǒng)。

? 推薦值： 默認為 3000，適用于需要平衡內(nèi)存和磁盤 I/O 的系統(tǒng)。

? 命令：

sysctl -w vm.dirty_expire_centisecs=2000  # 提前回寫臟頁

kernel.panic_on_oops

? 作用： 控制內(nèi)核在遇到嚴(yán)重錯誤（如 Oops 錯誤）時是否自動重啟。啟用該功能可以在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時自動恢復(fù)，避免人工干預(yù)。

? 推薦值： 對于生產(chǎn)環(huán)境中的關(guān)鍵系統(tǒng)，啟用自動重啟功能有助于系統(tǒng)自動恢復(fù)。

? 命令：

sysctl -w kernel.panic_on_oops=1  # 啟用自動重啟

net.ipv6.bindv6only

? 作用： 控制 IPv6 套接字是否只綁定到 IPv6 地址。適用于需要區(qū)分 IPv4 和 IPv6 流量的應(yīng)用程序。

? 推薦值： 根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)需求設(shè)置此值，IPv4 和 IPv6 共存時可能需要禁用該選項。

? 命令：

sysctl -w net.ipv6.bindv6only=1  # 啟用 IPv6 僅綁定