性能优化

本文介绍 Ubuntu 26.04 中常用的性能监控工具和优化技巧，帮助你充分发挥系统硬件的性能潜力。

系统监控工具

htop - 交互式进程管理


# 安装（Ubuntu 26.04 通常已预装）
sudo apt install htop
 
# 启动
htop

htop 常用操作：

快捷键	功能
`F2`	设置/配置界面
`F3`	搜索进程
`F4`	过滤进程
`F5`	树形视图
`F6`	排序
`F9`	发送信号（杀死进程）
`F10`	退出
`u`	按用户过滤
`M`	按内存排序
`P`	按 CPU 排序
`T`	按时间排序

其他监控工具


# top - 基础进程监控
top
 
# vmstat - 虚拟内存统计
vmstat 1 5    # 每秒一次，共 5 次
 
# iostat - I/O 统计
sudo apt install sysstat
iostat -xz 1
 
# iotop - 查看进程 I/O
sudo apt install iotop
sudo iotop
 
# nmon - 综合性能监控
sudo apt install nmon
nmon
 
# glances - 现代化系统监控
sudo apt install glances
glances
 
# btop - 美观的资源监控
sudo apt install btop
btop

查看系统资源信息


# CPU 信息
lscpu
cat /proc/cpuinfo | grep "model name" | head -1
 
# 内存信息
free -h
cat /proc/meminfo
 
# 磁盘使用
df -h
 
# 负载平均值
uptime
cat /proc/loadavg
 
# 网络连接
ss -tunapl

CPU 优化

CPU 频率管理


# cpufrequtils 已废弃，改用 cpupower（随 linux-tools 提供）
sudo apt install linux-tools-common linux-tools-generic
 
# 查看当前 CPU 频率与调节器
cpupower frequency-info
 
# 查看可用的频率调节器
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors
 
# 设置为性能模式
sudo cpupower frequency-set -g performance
 
# 设置为节能模式
sudo cpupower frequency-set -g powersave

桌面环境也可使用更高层的电源配置工具 power-profiles-daemon：


# 查看可用电源配置
powerprofilesctl list
 
# 切换到性能模式
powerprofilesctl set performance

进程优先级


# 使用 nice 启动进程（-20 到 19，值越小优先级越高）
nice -n 10 /path/to/task.sh
 
# 修改运行中进程的优先级
renice -n 5 -p PID
 
# 设置实时优先级
sudo chrt -f 50 /path/to/realtime-task
 
# 绑定进程到特定 CPU 核心
taskset -c 0,1 /path/to/task.sh

内存优化

Swap 调优


# 查看当前 swap 使用情况
swapon --show
free -h
 
# 查看当前 swappiness 值（默认 60）
cat /proc/sys/vm/swappiness

swappiness 参数说明：

值	适用场景
0-10	桌面系统 / 有充足内存的服务器，尽量少用 swap
30-40	服务器通用场景
60	默认值
80-100	内存紧张的系统，积极使用 swap


# 临时修改 swappiness
sudo sysctl vm.swappiness=10
 
# 永久修改
echo "vm.swappiness=10" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-performance.conf
sudo sysctl --system

其他内存参数


# 缓存压力（默认 100，减小值可保留更多目录和 inode 缓存）
echo "vm.vfs_cache_pressure=50" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-performance.conf
 
# 脏页写回策略
echo "vm.dirty_ratio=15" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-performance.conf
echo "vm.dirty_background_ratio=5" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-performance.conf
 
# 应用所有修改
sudo sysctl --system

清理缓存


# 释放页面缓存
sudo sync; echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
 
# 释放 dentry 和 inode 缓存
sudo sync; echo 2 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
 
# 释放所有缓存
sudo sync; echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches

I/O 调度器

查看和修改 I/O 调度器


# 查看当前 I/O 调度器
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
# 输出示例: [mq-deadline] kyber bfq none
 
# 临时修改
echo "bfq" | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler

I/O 调度器选择

调度器	适用场景
`mq-deadline`	通用场景，适合大多数 HDD 和 SSD
`bfq`	桌面系统，提供更好的交互响应
`kyber`	高性能 NVMe SSD
`none`	NVMe SSD 直接访问，最低延迟

持久化 I/O 调度器设置

创建 udev 规则：


sudo nano /etc/udev/rules.d/60-scheduler.rules


# HDD 使用 mq-deadline
ACTION=="add|change", KERNEL=="sd[a-z]", ATTR{queue/rotational}=="1", ATTR{queue/scheduler}="mq-deadline"

# SSD 使用 none 或 mq-deadline
ACTION=="add|change", KERNEL=="sd[a-z]", ATTR{queue/rotational}=="0", ATTR{queue/scheduler}="mq-deadline"

# NVMe 使用 none
ACTION=="add|change", KERNEL=="nvme[0-9]*", ATTR{queue/scheduler}="none"


sudo udevadm control --reload-rules

SSD 优化

启用 TRIM

TRIM 允许操作系统通知 SSD 哪些数据块不再使用，有助于维持 SSD 性能和延长寿命。


# 检查 SSD 是否支持 TRIM
sudo hdparm -I /dev/sda | grep TRIM
 
# 手动执行 TRIM
sudo fstrim -v /
 
# 查看定时 TRIM 服务
systemctl status fstrim.timer
 
# 启用定时 TRIM（每周自动执行）
sudo systemctl enable --now fstrim.timer

fstab 中的 SSD 优化选项


# 推荐的 SSD 挂载选项
UUID=xxxx  /  ext4  defaults,noatime,discard  0  1

选项	说明
`noatime`	不记录文件访问时间，减少写入
`discard`	实时 TRIM（或使用 fstrim.timer 替代）
`commit=60`	延长提交间隔，减少写入次数

减少不必要的磁盘写入


# 将 /tmp 挂载到内存
# 在 /etc/fstab 中添加：
# tmpfs  /tmp  tmpfs  defaults,noatime,size=2G  0  0
 
# 减少日志写入
sudo nano /etc/systemd/journald.conf
# 设置: Storage=volatile   （仅存内存，重启后丢失）
# 或: SystemMaxUse=100M   （限制日志大小）

网络优化

TCP 参数调优


sudo nano /etc/sysctl.d/99-network.conf


# TCP 缓冲区大小
net.core.rmem_max=16777216
net.core.wmem_max=16777216
net.ipv4.tcp_rmem=4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem=4096 65536 16777216

# TCP 连接优化
net.ipv4.tcp_fastopen=3
net.ipv4.tcp_mtu_probing=1
net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

# 连接队列
net.core.somaxconn=65535
net.core.netdev_max_backlog=65535

# TIME_WAIT 优化
net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_fin_timeout=15


# 启用 BBR 拥塞控制
echo "net.core.default_qdisc=fq" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-network.conf
echo "net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-network.conf
sudo sysctl --system
 
# 验证 BBR 是否生效
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

文件系统优化

ext4 优化


# 查看文件系统参数
sudo tune2fs -l /dev/sda2
 
# 减少预留空间（默认 5%，大分区可以减少）
sudo tune2fs -m 1 /dev/sda2

文件描述符限制


# 查看当前限制
ulimit -n
 
# 临时增加限制
ulimit -n 65535
 
# 永久修改
sudo nano /etc/security/limits.conf


# /etc/security/limits.conf
*  soft  nofile  65535
*  hard  nofile  65535

系统级别：


echo "fs.file-max=2097152" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-performance.conf
sudo sysctl --system

启动优化


# 分析启动耗时
systemd-analyze
 
# 查看各服务启动时间
systemd-analyze blame
 
# 查看关键启动路径
systemd-analyze critical-chain
 
# 禁用不需要的服务
sudo systemctl disable bluetooth.service     # 不使用蓝牙
sudo systemctl disable cups.service          # 不使用打印
sudo systemctl disable ModemManager.service  # 不使用调制解调器
 
# 查看启动日志中的错误
journalctl -b -p err

性能基准测试


# 磁盘性能测试
sudo apt install fio
 
# 顺序读取测试
fio --name=seqread --rw=read --bs=1M --size=1G --numjobs=1 --runtime=30
 
# 随机读写测试
fio --name=randreadwrite --rw=randrw --bs=4k --size=1G --numjobs=4 --runtime=30
 
# 简单的磁盘写入速度测试
dd if=/dev/zero of=/tmp/testfile bs=1M count=1024 oflag=direct
 
# 内存带宽测试
sudo apt install sysbench
sysbench memory run
 
# CPU 基准测试
sysbench cpu --threads=$(nproc) run
 
# 网络性能测试
sudo apt install iperf3
# 服务端: iperf3 -s
# 客户端: iperf3 -c server_ip