第十一章：内存与性能——“CPU 没摸鱼，服务器怎么还是卡成 PPT？”

服务器卡顿时，有人第一反应是：“CPU 不够，赶紧升级！”

先别急着给服务器氪金。卡顿不只和 CPU 有关：内存吃紧、磁盘读写慢、进程堵塞，都可能让机器原地罚站。这一章学会用数据找“真凶”。

实验环境：Ubuntu / Debian，部分工具需要另行安装。

1. 先看全局：uptime

uptime
nproc

uptime 显示运行时间、在线用户数及过去 1、5、15 分钟的平均负载（load average）。nproc 显示当前可用的逻辑 CPU 数量。

比如有 4 个逻辑 CPU，负载长期在 8 左右，说明任务可能在排队；但高负载不一定等于 CPU 忙，等待磁盘 I/O 的任务也可能抬高负载。

2. CPU 谁吃得最多？

top

在 top 中按 P 按 CPU 占用排序、按 M 按内存排序，按 q 退出。

想快速抓一张“排行榜”：

ps -eo pid,comm,%cpu,%mem --sort=-%cpu | head

注意 %CPU 是进程 CPU 使用情况，多线程程序可能超过 100%，别以为显示器坏了。

如果某个进程特别可疑，先看清它是谁：

ps -fp 1234

把 1234 换成实际 PID。不要因为它排第一就直接 kill -9；有可能它正在干正经活。

3. 内存：free 不多，未必真缺

free -h

重点看：

• total：总内存
• used：已使用内存
• buff/cache：缓存等占用
• available：估计还能提供给新程序的内存
• Swap：交换空间

Linux 喜欢拿空闲内存做缓存，提升读取效率。所以 free 很小不一定有事，要结合 available、Swap 和系统是否卡顿判断。

找最占内存的进程：

ps -eo pid,comm,rss,%mem --sort=-rss | head

rss 大致表示常驻物理内存，单位通常是 KiB；它不等于进程独占的全部内存。

4. Swap 是“救生圈”，不是外挂内存

内存紧张时，系统可能把部分页面换到磁盘。交换空间能缓冲压力，但频繁换入换出会明显拖慢响应。

查看：

swapon --show
vmstat 1 5

vmstat 每秒采样一次，共输出 5 组（首行一般是开机以来的平均值）。重点观察：

持续出现明显 si / so，并伴随响应变慢，才更像是真正的内存压力。有 Swap 占用不代表机器马上要爆炸。

5. CPU 没满，为什么还是慢？

也许 CPU 正在等磁盘：“你倒是把数据送来啊！”

先观察 vmstat 的 wa，再按需安装：

sudo apt update
sudo apt install sysstat

查看磁盘 I/O：

iostat -xz 1 3

关注设备的 await（I/O 平均等待时间）和 %util（设备忙碌程度）。但指标要结合磁盘类型和业务负载判断，不能仅凭某一列就宣布“硬盘已阵亡”。

如果磁盘空间已经满了，先回顾第十章的 df -h、du 排查。

6. 程序突然消失？留意 OOM

内存压力过大时，Linux 可能触发 OOM（Out Of Memory） 处理机制，结束某些进程。

检查本次启动的内核日志：

sudo journalctl -k -b | grep -Ei 'out of memory|oom|killed process'

看到类似 Killed process，再结合时间、进程名和内存数据核实。

日志为空不等于绝对没有 OOM：日志可能轮转、丢失，容器也可能受独立的内存限制。

7. 实战：三分钟性能体检

无需制造高负载，直接给当前机器做一次健康检查：

#!/usr/bin/env bash

echo '=== CPU 与负载 ==='
uptime
nproc

echo '=== 内存 ==='
free -h

echo '=== CPU 占用前五 ==='
ps -eo pid,comm,%cpu,%mem --sort=-%cpu | head -n 6

echo '=== 内存占用前五 ==='
ps -eo pid,comm,rss,%mem --sort=-rss | head -n 6

echo '=== 系统采样 ==='
vmstat 1 3

保存为 perf_check.sh，运行：

bash perf_check.sh | tee perf_report.txt

tee 会一边显示结果，一边保存报告。遇到卡顿时再跑一次，与平时的记录比较，比凭感觉猜靠谱得多。

8. 排障口诀

1. 先看负载：uptime，对照 nproc。
2. 再看进程：top / ps，找到资源大户。
3. 判断内存压力：free -h，关注 available。
4. 查交换与等待：vmstat 1 5。
5. 怀疑磁盘：iostat -xz 1 3。
6. 进程莫名退出：检查 OOM 日志。

**别先重启，先留证据。**重启可能暂时治好“卡成 PPT”，却顺手销毁了现场。

本章挑战

在机器正常和感觉卡顿时各保存一份巡检报告，比较负载、available 内存、si/so 和 wa。试着回答：到底是 CPU 忙、内存紧，还是磁盘在拖后腿？

下一章预告：《第十二章：日志与故障追踪——“程序不说话，日志替它招供！”》