内核不躺平,系统才高效:openEuler 内核性能分析的那些事儿【华为根技术】

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Echo_Wish 发表于 2025/05/17 20:05:28 2025/05/17
【摘要】 内核不躺平,系统才高效:openEuler 内核性能分析的那些事儿

内核不躺平,系统才高效:openEuler 内核性能分析的那些事儿


一、说在前面:别再“拍脑袋优化”了

说句心里话,在我入坑 openEuler 的第一个月里,最痛苦的事不是不会写脚本,不是不会调参数,而是——性能问题来了,完全不知道从哪下手。

服务慢,是 CPU 问题还是 I/O 问题?
内存飙升,是泄露了还是缓存太猛了?
top、htop 看了一堆,CPU 占用飘忽不定,内核态还占一堆,怎么分析,怎么解决,完全是“靠感觉走”

后来我才发现,性能调优不是拍脑袋,是讲究“证据链”的技术活。

而 **openEuler 这套国产根正苗红的操作系统,早就给我们准备了一整套“内核分析工具箱”。**今天,咱就好好聊聊——怎么用 openEuler 的利器,搞定内核性能瓶颈!


二、先认清战场:什么叫“内核性能”?

我们常说的“系统性能”大概分三层:

  • 应用层(进程调度、内存占用)
  • 系统调用层(libc、系统调用开销)
  • 内核层(I/O、进程切换、中断、调度器、锁竞争)

大多数人只盯着应用层卡顿,却忽视了内核层才是真正的“水下冰山”。

举个简单的例子:你某个服务“偶尔卡顿”,怀疑是“网络慢”导致。结果一分析发现,是内核在处理网卡中断时 CPU 占用爆炸,调度延迟太大,导致包丢了。

这就说明,我们得下潜到内核,才能抓住真凶!


三、openEuler 自带的性能神器都有哪些?

openEuler 社区非常给力,为我们集成了大量可用于内核性能分析的工具,下面挑几个实战常用的讲讲。

1)perf:Linux 原生的内核性能分析刀锋

perf top

实时看哪个函数(包括内核函数)最耗资源。

perf record -g ./your_program
perf report

配合火焰图,就能看到函数调用路径的性能瓶颈。

特别注意:openEuler 默认启用了 CONFIG_FRAME_POINTER,这让 perf 可以准确采样内核函数栈,很良心。


2)ftrace:内核的“摄像头”

这是 Linux 内核自带的 trace 工具,openEuler 已经集成好,我们直接用:

echo function > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer
echo 'do_sys_openat2' > /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter
cat /sys/kernel/debug/tracing/trace

比如上面这个例子可以追踪文件打开的内核调用,非常适合定位慢系统调用、频繁 context switch、锁竞争等问题。


3)bccbpftrace:现代内核观测“望远镜”

如果你想实现更高级的定制 trace,比如:

  • 跟踪哪些 PID 调用了某个内核函数?
  • 查看哪段时间锁竞争最激烈?

就得用 bcc 或者 bpftrace 了,openEuler 的 BPF 支持也是全套开箱即用。

比如这个经典的 runqlat 工具,用来分析进程排队时间分布:

runqlat 1

再比如用 bpftrace 看某个内核函数被谁调用最多:

bpftrace -e 'kprobe:do_sys_openat2 { @[comm] = count(); }'

4)tuned + tuna:软硬调优组合拳

openEuler 集成了 tuned 服务,你可以选择:

tuned-adm profile latency-performance

或者自己用 tuna 把中断绑到某些核上,减少 cache 抖动和核间干扰。

tuna -t irq -c 3-4 --move

这一套用得好,能把你 CPU 使用率稳定性提升一个档次。


四、实战案例:某网关服务 CPU 飙高

某次客户反馈:“一个流量网关程序 CPU 时不时飙升,影响转发。”

调查步骤:

  1. perf top:看到内核函数 net_rx_action 占比非常高
  2. ethtool -S eth0:发现丢包率很高,中断风暴导致的
  3. 绑核优化
tuna -t irq -c 4 --move
  1. 关闭 CPU C-state 深度休眠,避免唤醒延迟
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo

结果:CPU 占用下降 30%,系统延迟显著下降


五、性能分析,不只是工具,更是思维

很多朋友一说起“性能调优”就想着调 sysctl.conf、加 ulimit、改 swappiness,其实这些都只是表象。

真正的内核性能优化,核心是:

定位瓶颈 → 建立数据链 → 精准干预 → 实时验证

openEuler 提供了一整套完整链条的工具和接口,能让你从“凭感觉拍脑袋”进化成“数据驱动下刀”。


六、我对 openEuler 的一些个人看法

讲真,作为一个长期用 Ubuntu、CentOS、RHEL 的老用户,我刚接触 openEuler 时,是带着怀疑的。

但深入调研后,我发现:

  • 它的内核调优接口 不仅齐全,而且文档超接地气
  • BPF 子系统开箱即用,开发体验比 Ubuntu 更现代化
  • 很多高频使用的 trace 工具、火焰图脚本,社区都做了本地化封装

尤其是当你想搞一些“系统级性能实验”的时候,openEuler 的兼容性、包依赖清晰程度,真的让我安心很多。


七、结语:别让内核的“黑盒”耽误你的系统表现

性能问题,不是优化那两个 for 循环就能解决的。底层问题、从根查起、从证据出发,是每一个 DevOps / 运维 / 平台工程师都该具备的基本素养。

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