操作系统性能优化背景
如何优化
目前主要的优化思路主要是根据系统上部署的软件进行调优以及BIOS调优。
一、BIOS调优：关闭SR-IOV（Single Root I/O Virtualization），关闭虚拟化，Power Regulator：Static High Performance，No C-states模式等等。
还有一点需要注意的是，arm cpu由于numa节点众多，单节点本地内存数量有限，对于大内存访问如数据库等，会存在跨节点内存访问，或者本地内存耗尽导致使用swap的情况，对于大内存访问的应用建议将arm的numa特性关闭。
二、CPU层面的调优：
对于CPU的性能调优，可以从两个角度着手：
1、是找出不必要的工作，降低工作负载；
通过对CPU使用的观测分析，去优化相关应用程序。常用的分析方法可以是“工具法”，“USE方法”。
可以遍历操作系统现有的统计分析工具，如 top\vmstat\mpstat\pidstat\perf 等，排序CPU占用进程、栈跟踪等；
使用USE方法（Utilization Saturation and Errors Method），检查CPU的使用率、饱和度、错误。
基于1、2结果，通过cgroup资源控制，或nice等级设定，按照用户或进程粒度，来压降某些应用的CPU占用，从而控出更多CPU资源。
2、是提高目前CPU的性能上限;
1）固化CPU的频率，为了节能降耗，一些设备在出厂后将CPU模式置为均衡模式，在空闲情况下CPU主频较低，需要在持续的高密集运算后升高频率。在BIOS层面，调整CPU的电源策略调整为Performance（最大性能），此时无动态调频，可保持运行在标称频率。
2）确认是动态调频器是否为性能模式：
cat sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
确认值是否为performance，如果不是，则修改。
3）信创环境下，部分CPU产品的跨路访问延迟问题，相较于Intel，还是比较大的，多核 CPU 服务器，可开启 NUMA 绑核功能。在资源条件充裕的情况下，可考虑使用NUMA绑核有提高性能。通过 BIOS 选项开启绑核支持。在云环境下，需要在平台侧配置绑核；物理机层可通过numactl绑核。
4）减少进程间的CPU抢占，通过taskset与启动参数isolate隔离，将特定的core空闲出来，给指定进程使用。
3、根据不同的芯片考虑不同的优化方案：
下针对飞腾芯片，进行如下优化：
1、关闭SMMU：使用SMMU的地址转换功能，在硬盘达到一定峰值时，可能会出现掉盘问题，需在操作系统层面关闭SMMU。对于个别品牌服务器，开启SMMU可能会导致RAID卡故障，建议在BIOS中关闭SMMU。
2、升级内核
1） SMMU内核补丁：解决设备分组问题，在操作系统下看PCIE设备默认在一个分组，虚拟化设备透传无法实现，打补丁解决PCIE设备在操作系统内分组问题，以支持虚拟化设备透传功能；
2） 增加飞腾芯片支持：在飞腾S2500服务器上主要解决了对双路的支持问题；
3） 飞腾中断堆积补丁：解决在中断数量很多的场景下中断堆积在一个CPU核心的问题，均分中断到其他CPU核心；
4） 飞腾kdump功能开启：解决kdump功能在S2500服务器无法正常使用的问题；
5） 飞腾kdump功能补丁：解决在一定场景下vmcore无法存储的问题，作用为保证kdump的内核在每个socket上都有核心启动；
6） 飞腾S系列服务器中断控制器驱动更新：S系列服务器中断控制器逻辑优化。
3、网卡中断CPU核优化
默认情况下，Linux中断响应会被平均分配到所有CPU核心上，势必会发生写新的数据和指令缓存，并与CPU核心上原有进程产生冲突，造成中断响应延迟，影响进程处理时间。为了解决问题，可以将中断（或进程）绑定到指定CPU核心上，从而提高中断响应（或进程）的处理速度。
相比使用内核的irqbalance（中断均衡）使网卡中断在所有核上进行调度，使用手动绑核将网卡中断绑定在固定的核，能有效改善网络情况。
4、JDK优化
在ARM架构下，推荐使用华为毕昇JDK来代替OpenJDK。毕昇JDK在ARM架构上进行了性能优化和稳定性增强，在ARM架构上更稳定，在大数据等场景下可以获得更好的性能。
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