内核参数调优

1. 怎么查当前参数？

1.1 基本查询

# 查询单个参数
sysctl vm.swappiness
cat /proc/sys/vm/swappiness

# 查看所有内核参数
sysctl -a
# 查看配置文件
cat /etc/sysctl.conf

# 查看当前 ulimit 限制
ulimit -a
ulimit -n  # 查看文件描述符限制

1.2 高级查询

# 查询特定类别的参数
sysctl -a | grep "^vm\."  # 内存相关
sysctl -a | grep "^net\." # 网络相关
sysctl -a | grep "^fs\."  # 文件系统相关

# 查看参数说明
sysctl -d vm.swappiness

2. 内存相关参数

参数名	参数说明	推荐值	什么时候调
vm.overcommit_memory	0：严格检查，内存不足拒绝分配 1：允许所有内存分配请求 2：允许分配不超过 swap+RAM×overcommit_ratio%	1	Redis、Elasticsearch 这类内存密集型应用建议设为 1
vm.swappiness	0：尽量不用 swap 100：积极用 swap 60：默认值（偏高）	10	数据库、中间件建议 0-10，避免性能抖动
vm.max_map_count	进程可拥有的内存映射区域数量	655360	Elasticsearch 必须调，默认 65530 不够用
vm.dirty_ratio	脏页占总内存百分比，达到后阻塞写入	10-20	默认 20-40 太高，会导致 IO 突发卡顿
vm.dirty_background_ratio	后台刷盘触发阈值	5	默认 10，降低可减少 IO 延迟峰值
vm.dirty_expire_centisecs	脏页存活时间（百分之一秒）	3000	默认 3000（30秒），可适当降低
vm.dirty_writeback_centisecs	后台刷盘线程唤醒间隔	500	默认 500（5秒），IO 密集可降低
vm.vfs_cache_pressure	控制内核回收内存缓存的倾向	50-100	默认100，降低可保留更多缓存
vm.min_free_kbytes	系统保留的最小空闲内存(KB)	物理内存的1-3%	防止内存不足导致系统卡顿

3. 网络相关参数

参数名	参数说明	推荐值	什么时候调
net.core.somaxconn	socket 监听队列最大长度	32768	高并发服务必调，默认 128 太小
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog	SYN 队列长度	8192	防止 SYN flood，默认 1024 不够
net.core.netdev_max_backlog	网卡接收队列长度	16384	高流量场景需调大，默认 1000
net.ipv4.tcp_fin_timeout	FIN_WAIT_2 超时时间（秒）	30	默认 60，缩短可快速回收连接
net.ipv4.tcp_tw_reuse	允许 TIME_WAIT 复用	1	高并发必开，加速连接复用
net.ipv4.tcp_keepalive_time	TCP keepalive 探测间隔（秒）	600	默认 7200 太长，建议 10 分钟
net.ipv4.ip_local_port_range	本地端口范围	10000 65535	默认范围小，高并发需扩大
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets	TIME_WAIT 连接数上限	36000	防止 TIME_WAIT 太多占资源
net.core.rmem_max	套接字接收缓冲区最大值	134217728	高带宽网络需调大
net.core.wmem_max	套接字发送缓冲区最大值	134217728	高带宽网络需调大
net.ipv4.tcp_rmem	TCP 接收缓冲区	4096 87380 134217728	根据网络环境调
net.ipv4.tcp_wmem	TCP 发送缓冲区	4096 65536 134217728	根据网络环境调
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle	空闲后是否启用慢启动	0	设为0可提高长连接性能

4. 文件系统相关参数

参数名	参数说明	推荐值	什么时候调
fs.file-max	系统级最大文件句柄数	2097152	默认值偏小，高并发必调
fs.inotify.max_user_watches	用户可监控的文件数量	524288	开发环境、容器环境常需调大
fs.aio-max-nr	异步 IO 最大请求数	1048576	数据库（比如 MySQL）需要较大值
fs.nr_open	单个进程最大文件句柄数	1048576	配合 ulimit 用

5. 进程相关参数

参数名	参数说明	推荐值	什么时候调
kernel.pid_max	系统最大进程 ID	4194304	容器环境、高并发场景需调大
kernel.threads-max	系统最大线程数	根据内存调	查看 `cat /proc/sys/kernel/threads-max`
kernel.sem	信号量参数	250 32000 32 128	数据库应用需调大

6. 调度器相关参数

参数名	参数说明	推荐值	什么时候调
kernel.sched_min_granularity_ns	最小调度粒度	10000000	CPU 密集型应用可适当减小
kernel.sched_latency_ns	调度延迟	18000000	交互式应用可适当减小
kernel.sched_wakeup_granularity_ns	唤醒粒度	15000000	延迟敏感应用可减小

7. ulimit 限制（用户级）

# 查看当前限制
ulimit -a

# 查看具体进程的限制
cat /proc/<PID>/limits

参数	查询命令	说明	推荐值	在哪配置
nofile	`ulimit -n`	单进程最大文件描述符	1000000	/etc/security/limits.conf
nproc	`ulimit -u`	单用户最大进程数	65535	/etc/security/limits.conf
core	`ulimit -c`	core dump 文件大小	unlimited	调试时开启
memlock	`ulimit -l`	最大锁定内存	unlimited	数据库应用建议设为 unlimited

8. 什么时候需要调优？

8.1 系统级检查

# 1. 检查是否出现 "too many open files"
dmesg | grep -i "too many open files"

# 2. 查看当前文件句柄使用情况
cat /proc/sys/fs/file-nr
# 输出：已分配  已使用  最大值

# 3. 查看 TCP 连接状态统计
ss -s
netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'

# 4. 查看 TIME_WAIT 连接数
ss -ant | grep TIME_WAIT | wc -l

# 5. 查看内存和 swap 使用
free -h
vmstat 1 5

# 6. 查看脏页情况
cat /proc/meminfo | grep Dirty

# 7. 查看网络队列丢包
netstat -s | grep -i "listen queue"
cat /proc/net/netstat | grep TcpExt

# 8. 查看系统负载
uptime
cat /proc/loadavg

# 9. 查看 CPU 使用率
top -n 1 | grep "Cpu(s)"

8.2 应用级检查

# 查看特定进程的资源使用
pidstat -p <PID> 1 5

# 查看进程的线程数
ps -eLf | grep <process_name> | wc -l

# 查看进程的内存映射
cat /proc/<PID>/maps | wc -l

# 查看进程的文件描述符使用
ls /proc/<PID>/fd | wc -l

8.3 常见问题信号

碰到这些情况就得调了：

文件句柄不够：报 "too many open files" → 调 fs.file-max 和 ulimit
TIME_WAIT 太多：TIME_WAIT 连接数过万 → 调 tcp_tw_reuse、tcp_fin_timeout
频繁 swap：应用老是 swap → 调 vm.swappiness
Elasticsearch 起不来：调 vm.max_map_count
网络连接超时、丢包：调 somaxconn、tcp_max_syn_backlog
IO 性能抖动：调 vm.dirty_ratio
端口用完了：本地端口范围不够 → 调 ip_local_port_range
信号量不足：数据库启动失败 → 调 kernel.sem

9. 一键优化脚本

#!/bin/bash
# Linux 内核参数一键优化脚本

# 备份原配置
cp /etc/sysctl.conf /etc/sysctl.conf.bak.$(date +%F_%T)

# 内存优化
cat >> /etc/sysctl.conf << EOF
# 内存管理
vm.overcommit_memory = 1
vm.swappiness = 10
vm.max_map_count = 655360
vm.dirty_ratio = 15
vm.dirty_background_ratio = 5
vm.vfs_cache_pressure = 50
vm.min_free_kbytes = 65536

# 网络优化
net.core.somaxconn = 32768
net.core.netdev_max_backlog = 16384
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65535
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 36000
net.core.rmem_max = 134217728
net.core.wmem_max = 134217728
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 134217728
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 134217728
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0

# 文件系统
fs.file-max = 2097152
fs.inotify.max_user_watches = 524288
fs.aio-max-nr = 1048576
fs.nr_open = 1048576

# 进程和调度
kernel.pid_max = 4194304
kernel.sem = 250 32000 32 128
EOF

# 应用配置
sysctl -p

# ulimit 配置
cat >> /etc/security/limits.conf << EOF
* soft nofile 1000000
* hard nofile 1000000
* soft nproc 65535
* hard nproc 65535
* soft memlock unlimited
* hard memlock unlimited
* soft core unlimited
* hard core unlimited
EOF

# 对于 systemd 服务，还需配置
mkdir -p /etc/systemd/system.conf.d/
cat > /etc/systemd/system.conf.d/limits.conf << EOF
[Manager]
DefaultLimitNOFILE=1000000
DefaultLimitNPROC=65535
EOF

systemctl daemon-reexec

echo "内核参数优化完成，部分配置需重新登录或重启生效"
echo "建议执行 'sysctl -p' 确认配置已生效"

10. 怎么验证配置生效了？

# 验证 sysctl 参数
sysctl vm.swappiness vm.max_map_count net.core.somaxconn

# 验证 ulimit（需重新登录）
ulimit -n
ulimit -u

# 查看进程实际限制
cat /proc/$(pgrep -f your_app)/limits

# 验证特定服务限制
systemctl show <service_name> | grep LimitNOFILE

11. 调优要注意什么？

11.1 基本原则

一次别改太多：每次只调几个参数，看看效果再继续
做基准测试：调优前后都测一下，看看到底提升了多少
盯着监控：建立监控，及时发现调优带来的问题
记录下来：把调优过程记下来，方便以后排查问题

11.2 别踩坑

先备份：调优前一定要备份原始配置
先测试：别直接在生产环境改，先在测试环境试试
准备回滚：万一出问题，得能快速回滚
看关键指标：盯着 CPU、内存、IO、网络这些指标

11.3 不同场景怎么调？

容器环境：要考虑容器资源限制和宿主机参数
高并发服务：重点看网络队列、文件句柄、端口范围
数据库应用：重点看内存映射、信号量、异步 IO
实时系统：重点看调度延迟、中断处理、内存分配