下面我将从系统诊断、核心资源优化、文件系统与I/O、网络、服务与安全等多个维度，为您梳理常用的 Linux 优化命令和思路。

系统诊断与监控 (了解现状是优化的第一步)

在优化之前,必须先了解系统的瓶颈在哪里（CPU、内存、I/O 还是网络）。

整体系统概览

• top / htop

  • top: 经典的实时任务管理器，按 1 可以查看每个核心的 CPU 使用率，按 M 按内存排序，按 P 按 CPU 排序。
  • htop: top 的增强版，界面更友好，支持鼠标操作，彩色显示，推荐使用，如果系统没有，可以用 sudo apt install htop (Debian/Ubuntu) 或 sudo yum install htop (CentOS/RHEL) 安装。

  # htop

• uptime

  • 显示系统运行时间、登录用户数以及系统负载（1分钟、5分钟、15分钟的平均负载），负载值最好小于 CPU 核心数。

  uptime

CPU 诊断

• vmstat

  
  （图片来源网络，侵删）
  • 报告进程、内存、分页、块 I/O、 traps 以及 CPU 活动情况，重点关注 us (用户进程CPU)、sy (系统调用CPU)、id (空闲CPU)、wa (等待I/O的CPU)。

  vmstat 1  # 每秒刷新一次，共显示一次

• mpstat

  • 显示每个可用 CPU 的单独统计信息，多核系统下更有用。

  mpstat -P ALL 1

内存诊断

• free

  • 显示系统内存使用情况。-h 参数以人类可读格式显示（KB, MB, GB）。

  free -h

  • 关键指标:
    • Mem.available: 可用内存（包括 buffer/cache），比 free 更准确。
    • buff/cache: 缓冲和缓存，这部分内存可以被程序随时回收。
    • Swap: 交换空间，si (swap in) 和 so (swap out) 频繁发生，说明物理内存不足。

• smem

  • 更精确地计算进程的实际内存占用,区分 PSS (Proportional Set Size) 和 USS (Unique Set Size)，能有效发现内存泄漏的元凶。

  sudo apt install smem  # 安装
  smem -t -k  # 按总内存使用量排序

磁盘 I/O 诊断

• iostat

  
  （图片来源网络，侵删）
  • 显示 CPU 和设备 I/O 统计信息。-x 参数显示扩展统计信息，如 %util (设备利用率)。

  iostat -xz 1  # 每秒刷新，显示扩展信息

  • 关键指标:
    • %util: 如果持续接近 100%，说明 I/O 已经成为瓶颈。
    • await: 平均等待时间，时间越长说明 I/O 压力越大。

• dstat

  • 一个全能的系统资源统计工具,可以同时显示 CPU、磁盘、网络、内存等。

  dstat -tcdng --disk-util --top-io  # 显示时间、CPU、磁盘、网络、磁盘利用率、最繁忙的I/O进程

网络诊断

• netstat / ss

  • ss 是 netstat 的现代替代品，速度更快，信息更全。
  • 查看网络连接状态：

  # 显示所有TCP连接，按状态排序
  ss -t -a -n | awk '{print $1}' | sort | uniq -c
  # 查找占用大量端口的进程
  ss -tulpn

• iftop / nethogs

  • iftop: 按主机显示网络带宽使用情况。
  • nethogs: 按进程显示网络带宽使用情况。

  sudo apt install iftop nethogs
  iftop -i eth0  # 监控指定网卡
  nethogs

核心资源优化

CPU 优化

• 调整进程优先级 (nice / renice)

  • 为重要进程分配更高的优先级（更小的 nice 值，范围 -20 到 19）。

  # 启动一个新进程，优先级为 -10 (比默认高)
  nice -n -10 my_important_process
  # 修改一个已存在进程的优先级
  renice -n -10 -p <PID>

• CPU 绑定 (taskset)

  • 将进程绑定到特定的 CPU 核心，可以减少缓存失效，提高性能。

  # 将进程ID为123的进程绑定到CPU核心0和1上
  taskset -cp 0,1 123

• 调整内核调度器参数

  • 通过修改 /etc/sysctl.conf 调整内核参数，对于 I/O 密集型应用，可以调整 vm.swappiness。

内存优化

• 调整 swappiness

  • 控制内核使用交换空间的倾向,值从 0 到 100，默认是 60，对于内存充足的服务器，可以降低该值，减少磁盘 I/O。

  # 查看当前值
  cat /proc/sys/vm/swappiness
  # 临时设置 (重启后失效)
  sudo sysctl vm.swappiness=10
  # 永久设置 (编辑 /etc/sysctl.conf)
  echo "vm.swappiness=10" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
  sudo sysctl -p

• 清理缓存

  • 警告：这会丢弃页面缓存和目录项/ inode，可能导致 I/O 短暂飙升，仅在紧急情况下使用。

  # 清空页面缓存
  echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
  # 清空目录项和 inode
  echo 2 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
  # 全部清空
  echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches

• 使用 cgroups 进行资源限制

  • cgroups 是 Linux 内核的一个功能，可以限制、记录和隔离进程组所使用的物理资源。systemd 已经集成了 cgroups v2。

  # 示例：限制 myservice.service 最多使用 1GB 内存和 50% 的 CPU
  sudo systemctl edit myservice.service

  在打开的编辑器中添加：

  [Service]
  MemoryMax=1G
  CPUQuota=50%

磁盘 I/O 优化

• 调整 I/O Scheduler

  • 内核有不同的 I/O 调度算法，适用于不同场景。
  • noop: 适用于 SSD 或虚拟化环境。
  • deadline: 通用性较好，能提供稳定的性能。
  • cfq (完全公平排队): 默认值，适用于桌面系统，追求低延迟。

  # 查看当前设备的调度器
  cat /sys/block/sda/queue/scheduler
  # 临时修改 (以 sda 为例)
  echo noop | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler
  # 永久修改 (创建 udev 规则)
  echo 'ACTION=="add", KERNEL=="sda", ATTR{queue/scheduler}="noop"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-scheduler.rules
  sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger

• 文件系统挂载选项

  • 在 /etc/fstab 中调整挂载参数，对于 SSD，可以启用 noatime。

  # 将 /dev/sda1 挂载到 /data，使用 noatime 选项
  UUID=... /data ext4 defaults,noatime,discard 0 0

  • noatime: 不更新文件的访问时间，减少磁盘写入。
  • nodiratime: 不更新目录的访问时间。
  • discard: 对 SSD 启用 TRIM 命令，有助于保持性能。

网络优化

• 增加文件描述符限制

  • 高并发服务器（如 Nginx, Node.js）需要大量文件描述符。

  # 查看当前限制
  ulimit -n
  # 临时修改 (对当前 shell 及其子进程生效)
  ulimit -n 65535
  # 永久修改 (编辑 /etc/security/limits.conf)
  echo "* soft nofile 65535" | sudo tee -a /etc/security/limits.conf
  echo "* hard nofile 65535" | sudo tee -a /etc/security/limits.conf

• 调整内核 TCP 参数

  • 编辑 /etc/sysctl.conf，添加以下参数来优化网络连接。

  # 增加最大 TCP 连接数
  net.core.somaxconn = 65535
  # 增加最大监听队列长度
  net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
  # 启用快速回收 TIME_WAIT 状态的连接
  net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
  # 减少处于 FIN_WAIT_2 状态的时间
  net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10
  # 开启 TCP BBR 拥塞控制算法 (对高延迟、高带宽网络特别有效)
  net.core.default_qdisc = fq
  net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

  修改后执行 sudo sysctl -p 使其生效。

服务与安全优化

• 禁用不必要的服务

  • 减少系统资源占用,降低安全风险。

  # 查看所有服务状态
  systemctl list-units --type=service --state=running
  # 禁用并停止一个服务 (如蓝牙服务)
  sudo systemctl disable bluetooth.service
  sudo systemctl stop bluetooth.service

• 定期更新系统

  • 确保系统安全,并获取最新的性能改进。

  # Debian/Ubuntu
  sudo apt update && sudo apt upgrade -y
  # CentOS/RHEL/Fedora
  sudo yum update -y
  # 或 (新版本)
  sudo dnf update -y

• 配置防火墙

  • 使用 ufw (Uncomplicated Firewall) 或 firewalld 只开放必要的端口。

  # 使用 ufw (Debian/Ubuntu)
  sudo ufw allow 22/tcp   # 允许SSH
  sudo ufw allow 80/tcp   # 允许HTTP
  sudo ufw enable

自动化与脚本

将常用的监控和优化命令组合成脚本,可以大大提高效率，创建一个 system_check.sh：

#!/bin/bash
echo "===== System Health Check ====="
echo "Uptime & Load:"
uptime
echo -e "\n===== Memory Usage ====="
free -h
echo -e "\n===== Disk Usage ====="
df -h
echo -e "\n===== Top 10 CPU Processes ====="
ps aux --sort=-%cpu | head -n 11
echo -e "\n===== Top 10 Memory Processes ====="
ps aux --sort=-%mem | head -n 11
echo -e "\n===== Network Connections (State) ====="
ss -t -a -n | awk '{print $1}' | sort | uniq -c

给脚本执行权限后,就可以随时运行 ./system_check.sh 来快速了解系统状态。

最后强调：任何修改前请务必备份重要数据和配置文件！ 先在测试环境中验证，再应用到生产环境，优化是一个持续的过程，需要根据监控数据不断调整。