Linux系统内核：内核是操作系统的核心，有很多基本功能，负责管理系统的进程
内存设备驱动程序 文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性
Linux内核相关介绍：
内存管理（Linux采用虚拟内存）
进程管理（进程调度）
设备驱动程序
文件系统（虚拟文件系统vfs）
网络管理
内核组成部分：内核核心文件 内核对象 内核补充文件 文件系统
内核信息获取命令：uname
uname命令显示多个系统信息，包括Linux内核体系结构，名称版本和发行版。
hostnamectl实用程序是systemd的一部分，用于查询和更改系统主机名。 它还显示Linux发行版和内核版本：
Uname -n 显示节点名称 localhost.localdomain
Uname -r 显示内核版本号
Uname -a 显示所有信息
Uname -s 显示系统名称 Linux
Lsmod :可以显示模块名称 模块大小 被引用次数以及被谁引用
!!!内核空间和用户空间可以通过/proc虚拟文件系统进行通信
***/proc目录中包含一些目录和虚拟文件 这些虚拟文件可以向用户呈现内核信息
或者从用户空间向内核空间发送信息
通过查看/proc/version文件确认内核版本
/proc目录包含虚拟文件，其中包含有关系统内存，CPU内核，
已安装文件系统等的信息。有关正在运行的内核的信息存储在/proc/version虚拟文件中。
Linux系统启动过程：
内核空间与用户空间
内核态：当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时
用户态：用户执行自己的代码
用户态到内核态的条件： 系统调用 异常 外围设备的中断
系统运行级别：init进程 由内核启动的用户级进程
Linux七个运行级别：
0：系统停机状态 将0 设置为默认运行级别则不能正常启动
1：单用户工作状态 root权限（单用户修改密码）重启虚拟机 找到utf-8 之后添加一个 init=/bin/bash 并按CTRL+x 执行后进入如下提示符： mount-o remount.rw / 回车后 输入passwd 修改密码修改好之后，进入另一个界面 输入 touch /.autorelabe 更新信息系统信息 输入完后 最后执行exec/sbin/init 即可退出单用户模式 用于系统维护 禁止远程登陆
2：多用户状态 无NFS 网络文件系统表示层协议
3:完全的多用户状态 有NFS 登陆后进入控制台命令行模式
4:未使用，保留级别
5:图形化模式 登陆后进入图形GUI模式
6:重启模式 将6设置为默认模式系统不能正常运行 会一直陷入重启开机重启的循环
运行级别的切换： init N 例如：init 0 系统会关机 init 6系统会重启
注意：该系统切换是临时的
runlevel 查看系统运行级别 一般都为 3 完全多用户状态
Init进程id为1 是初始化进程 ps -ef |grep init
永久修改： 修改默认运行级别： vim /etc/inittab 中的initdefault 的值
Systemctl get-default 查看 的是多用户级别
Init 0 切换运行级别命令
系统启动过程：
加载linux的核心就必须能识别linux的文件系统，核心文件一般会放在/boot/vmlinuz。
内核启动流程：
Linux系统调优：
常见系统性能问题：
web网页响应慢 SQL操作慢 CPU负载高 内存负载高
影响性能的因素：
1）CPU（cpu的速度与性能很大一部分决定了系统整体的性能，是否使用SMP） 2）内存（物理内存不够时会使用交换内存，使用swap会带来磁盘I0和cpu的开销） 3）硬盘（存储系统） a.Raid技术使用（RAID0, RAID1, RAID5, RAID0+1） b.小文件读写瓶颈是磁盘的寻址（tps），大文件读写的性能瓶颈是带宽 c.Linux可以利用空闲内存作文件系统访问的cache，因此系统内存越大存储系统的性能也越好
一般情况下系统良好运行的时候恰恰各项资源达到了一个平衡体，任何一项资源的过渡使用都会造成平衡体系破坏，从而造成系统负载极高或者响应迟缓。比如CPU过度使用会造成大量进程等待CPU资源，系统响应变慢，等待会造成进程数增加，进程增加又会造成内存使用增加，内存耗尽又会造成虚拟内存使用，使用虚拟内存又会造成磁盘IO增加和CPU开销增加
性能分析的步骤：
1) 对资源的使用状况进行长期的监控和数据采集（nagios、cacti） 2）使用常见的性能分析工具（vmstat、top、free、iostat等) 3）经验积累 a.应用程序设计的缺陷和数据库查询的滥用最有可能导致性能问题 b.性能瓶颈可能是因为程序差/内存不足/磁盘瓶颈，但最终表现出的结果就是CPU耗尽，系统负载极高，响应迟缓，甚至暂时失去响应 c.物理内存不够时会使用交换内存，使用swap会带来磁盘I0和cpu的开销 d.可能造成cpu瓶颈的问题：频繁执Perl，php，java程序生成动态web；数据库查询
大量的where子句、order by/group by排序…… e.可能造成内存瓶颈问题：高并发用户访问、系统进程多，java内存泄露…… f.可能造成磁盘IO瓶颈问题：生成cache文件，数据库频繁更新，或者查询大表……
4）网络带宽。
系统调优工具：
1.Vmstat:
Procs: r 运行和等待CPU时间片的进程数
b 表示等待资源的进程数
memory： swpd 切换到内存交换区的内存数量
free 表示当前空闲的物理内存数量
buffer：缓冲区的内存数量 一般对块设备的读写才需要缓冲
cache 文件系统的缓存cached
swap：si 磁盘调入内存
so 内存调入磁盘
一般情况下为0
io：bi 表示从块设备读入的数据总量
bo: 表示写入到块设备的数据总量
System: in 表示在某一时间间隔中观察到的每秒设备中断数
cs 表示每秒产生的上下文切换次数
CPU： us 用户进程消耗CPU的时间百分比
sy 内核进程消耗CPU的时间百分比
id CPU在空闲状态的时间百分比
wa io等待所占CPU时间百分比
st 虚拟机占用时间百分比
2.top:
一、top前5行统计信息
第1行：top - 05:43:27 up 4:52, 2 users, load average: 0.58, 0.41, 0.30
第1行是任务队列信息，其参数如下：
内容 含义 05:43:27 表示当前时间 up 4:52 系统运行时间 格式为时：分 2 users 当前登录用户数 load average: 0.58, 0.41, 0.30 系统负载，即任务队列的平均长度。 三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。
load average: 如果这个数除以逻辑CPU的数量，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。
第2行：Tasks: 159 total, 1 running, 158 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
第3行：%Cpu(s): 37.0 us, 3.7 sy, 0.0 ni, 59.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
第2、3行为进程和CPU的信息
当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行，其参数如下：
内容 含义 159 total 进程总数 1 running 正在运行的进程数 158 sleeping 睡眠的进程数 0 stopped 停止的进程数 0 zombie 僵尸进程数 37.0 us 用户空间占用CPU百分比 3.7 sy 内核空间占用CPU百分比 0.0 ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比 59.3 id 空闲CPU百分比 0.0 wa 等待输入输出的CPU时间百分比 0.0 hi 硬中断（Hardware IRQ）占用CPU的百分比 0.0 si 软中断（Software Interrupts）占用CPU的百分比 0.0 st
第4行：KiB Mem: 1530752 total, 1481968 used, 48784 free, 70988 buffers
第5行：KiB Swap: 3905532 total, 267544 used, 3637988 free. 617312 cached Mem
第4、5行为内存信息
其参数如下：
内容 含义 KiB Mem: 1530752 total 物理内存总量 1481968 used 使用的物理内存总量 48784 free 空闲内存总量 70988 buffers（buff/cache） 用作内核缓存的内存量 KiB Swap: 3905532 total 交换区总量 267544 used 使用的交换区总量 3637988 free 空闲交换区总量 617312 cached Mem 缓冲的交换区总量。 3156100 avail Mem 代表可用于进程下一次分配的物理内存数量
上述最后提到的缓冲的交换区总量，这里解释一下，所谓缓冲的交换区总量，即内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖，该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。
计算可用内存数有一个近似的公式：
第四行的free + 第四行的buffers + 第五行的cached
二、进程信息
列名 含义 PID 进程id PPID 父进程id RUSER Real user name UID 进程所有者的用户id USER 进程所有者的用户名 GROUP 进程所有者的组名 TTY 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ? PR 优先级 NI nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级 P 最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义 %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比 TIME 进程使用的CPU时间总计，单位秒 TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒 %MEM 进程使用的物理内存百分比 VIRT 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES SWAP 进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA CODE 可执行代码占用的物理内存大小，单位kb DATA 可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb SHR 共享内存大小，单位kb nFLT 页面错误次数 nDRT 最后一次写入到现在，被修改过的页面数。 S 进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程 COMMAND 命令名/命令行 WCHAN 若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名 Flags 任务标志
3.free
4.iostat
网络参数调优： 比如：TIME_WAIT过高 DDOS攻击
系统参数调优：磁盘 文件 文件系统 内存等
Linux系统应用及企业案例分析：
1.系统故障修复
Linux再启动过程中 可能会出现故障 导致系统无法启动
我们可以应用单用户模式 grub命令进行操作 Linux救援模式解决问题
单用户模式：
1.root密码故障解决方案
2.硬盘扇区错乱解决方案
进入单用户模式：输入fsck -y /dev/sda5（发生错误的磁盘）
fsck 为文件系统修复命令 -y 为检测到错误要自动修复
修复完成后 重启
grub引导故障排除：
常见错误原因：grub配置文件选项设置错误 （先通过grub命令引导系统修复）
grub配置文件丢失 （Linux救援模式修复）
Linux救援模式：系统无法进入单用户模式 或者出现grub命令行
CPU管理优化：
CPU使用率低而负载高的原因：等待磁盘i/o完成的进程多，导致队列长度过大 但是CPU运行的进程却很少。
排查案例：
linux系统下的一个网站系统，用户反映，网站访问速度很慢，有时无法访问。
第一步要做的是检测网络，可以通过ping命令检查网站的域名解析是否正常，同时，ping服务器地址的延时是否过大等等
第二步，对linux系统的内存使用状况进行检查，因为网站响应速度慢，一般跟内存关联比较大，通过free、vmstat等命令判断内存资源是否紧缺
第三步，检查系统CPU的负载状况，可以通过sar、vmstat、top等命令的输出综合判断CPU是否存在过载问题
第四步，检查系统的磁盘I/O是否存在瓶颈，可以通过iostat、vmstat等命令检查磁盘的读写性能
如果磁盘读写也没有问题，linux系统自身的性能问题基本排除，最后要做的是检查程序本身是否存在问题。
SQL操作比较慢请问有哪些原因：
1.首先排查服务自身是否由于ORM框架导致的问题
2.再次排查网络是否通畅，是否存在丢包延迟等情况（网络相关命令）
3.确定业务服务正常无CPU 飙高或者FGC等情况
4.确定Mysql服务端是否已经满负荷运行
5.确定当时的场景是否存在高并发写入或者读
6.确定sql对应的表数据，sql本身是否存在导致慢的因素，比如数据量大，sql没有索
引，查全部数据等
CPU Load很高你怎么排查：
原因：
由于CPU是程序计算单元，因此涉及到的长时间高频率计算都有可能
定位方法及解决办法：
1、使用top命令查看是哪个PID进程消耗了CPU资源，其执行用户是否可疑
2、使用"lsof -p PID"命令来查询该PID开启了哪些进程
3、分析第二步中的可疑进程，比如有没有在执行一些奇怪的shell脚本，有没有开启特殊端口
4、使用"lsof -i :port"查看被开启的特殊端口在干啥子
5、经过上面的步骤后基本已经可以找出这些可疑程序和脚本了，只需要删除即可恢复
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