电源管理指南
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- 莺 阮
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1 Red Hat Enterprise Linux 6 电 源 管 理 指 南 版 1.0 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 管 理 电 源 消 耗 Last Updated:
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3 Red Hat Enterprise Linux 6 电 源 管 理 指 南 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 管 理 电 源 消 耗 版 1.0 Don Domingo 红 帽 工 程 内 容 服 务 Rüdiger Landmann 红 帽 工 程 内 容 服 务 r.landmann@redhat.com Red Hat Inc.
4 法律通告 Copyright 2010 Red Hat Inc.. This document is licensed by Red Hat under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License. If you distribute this document, or a modified version of it, you must provide attribution to Red Hat, Inc. and provide a link to the original. If the document is modified, all Red Hat trademarks must be removed. Red Hat, as the licensor of this document, waives the right to enforce, and agrees not to assert, Section 4d of CC-BY-SA to the fullest extent permitted by applicable law. Red Hat, Red Hat Enterprise Linux, the Shadowman logo, JBoss, OpenShift, Fedora, the Infinity logo, and RHCE are trademarks of Red Hat, Inc., registered in the United States and other countries. Linux is the registered trademark of Linus Torvalds in the United States and other countries. Java is a registered trademark of Oracle and/or its affiliates. XFS is a trademark of Silicon Graphics International Corp. or its subsidiaries in the United States and/or other countries. MySQL is a registered trademark of MySQL AB in the United States, the European Union and other countries. Node.js is an official trademark of Joyent. Red Hat Software Collections is not formally related to or endorsed by the official Joyent Node.js open source or commercial project. The OpenStack Word Mark and OpenStack logo are either registered trademarks/service marks or trademarks/service marks of the OpenStack Foundation, in the United States and other countries and are used with the OpenStack Foundation's permission. We are not affiliated with, endorsed or sponsored by the OpenStack Foundation, or the OpenStack community. All other trademarks are the property of their respective owners. 摘要 这 个 文 档 解 释 了 如 何 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 系 统 中 有 效 管 理 您 的 电 源 消 耗 下 面 的 部 分 讨 论 了 降 低 电 源 消 耗 的 不 同 技 术 ( 服 务 器 和 笔 记 本 电 脑 ), 以 及 每 个 技 术 对 您 系 统 总 体 性 能 的 影 响
5 目录 目录 第 章... 概. 述 电源管理的重要性 电源管理基础 4 第 章... 电. 源.. 管.. 理.. 工.. 具. 审.. 核.. 及.. 分.. 析 审核及分析概述 POWERTOP DISKDEVSTAT 和 NETDEVSTAT 电池寿命工具组件 (BATTERY LIFE TOOL KIT) TUNED 和 KTUNE tuned.conf 文件 Tuned-adm DEVICEKIT-POWER 和 DEVKIT-POWER GNOME 电源管理器 其他审核方法 18 第 章... 核. 心.. 基.. 础.. 结.. 构. 及.. 技.. 巧 CPU 闲置状态 使用 CPUFREQ 调节器 CPUfreq 调节器类型 CPUfreq 设置 调整 CPUfreq 策略和速度 挂起和恢复 无空循环内核 主动式电源管理 主动连接电源管理 RELATIME 驱动器访问优化 功率封顶 改进的图形电源管理 RFKILL 在用户空间中优化 26 第 章... 使. 用.. 案.. 例 示例 - 服务器 示例 - 笔记本电脑 27 附录..... A... 开.. 发. 者.. 小.. 贴.. 示 A.1. 使用线程 30 A.2. 唤醒 30 A.3. FSYNC 31 附录..... B... 修.. 订. 记.. 录
6 电 源 管 理 指 南 2
7 第 1 章概 述 第 1 章概 述 电 源 管 理 是 我 们 改 进 红 帽 企 业 版 Linux 6 的 关 注 点 之 一 限 制 计 算 机 的 电 源 消 耗 是 绿 色 IT( 环 保 友 好 的 计 算 ) 最 重 要 的 部 分 之 一, 它 可 延 伸 到 很 多 方 面, 其 中 包 括 使 用 可 回 收 材 料 硬 件 产 品 对 环 境 的 影 响 以 及 设 计 和 部 署 系 统 时 的 环 保 意 识 在 这 篇 文 档 中 我 们 将 提 供 有 关 运 行 红 帽 企 业 版 Linux 6 系 统 的 电 源 管 理 的 指 导 和 信 息 1.1. 电 源 管 理 的 重 要 性 电 源 管 理 的 核 心 是 了 解 如 何 有 效 优 化 每 个 系 统 组 件 的 能 源 消 耗 这 涉 及 到 对 您 系 统 执 行 的 不 同 任 务 的 研 究, 并 配 置 每 个 组 件 以 便 确 定 其 性 能 刚 好 适 用 于 该 任 务 进 行 电 源 管 理 的 主 要 原 因 是 : 减 少 电 源 总 耗 以 便 降 低 成 本 正 确 使 用 电 源 管 理 可 有 如 下 结 果 : 为 服 务 器 和 计 算 中 心 进 行 降 温 降 低 二 次 成 本, 其 中 包 括 冷 却 空 间 电 缆 发 电 机 以 及 不 间 断 供 电 (UPS) 延 长 笔 记 本 电 脑 电 池 寿 命 降 低 二 氧 化 碳 排 放 达 到 政 府 法 律 法 规 中 对 绿 色 IT 的 要 求, 例 如 : 能 耗 星 级 达 到 公 司 对 新 系 统 的 要 求 通 常, 降 低 特 定 组 件 ( 或 者 整 个 系 统 ) 的 电 源 消 耗 将 降 低 散 热 和 性 能 因 此, 您 应 该 彻 底 学 习 并 测 试 您 进 行 的 任 何 配 置 可 承 受 的 性 能 降 低, 特 别 是 对 关 键 任 务 系 统 通 过 研 究 您 系 统 执 行 的 不 同 任 务 以 及 每 个 组 件 的 配 置 确 定 其 性 能 刚 好 满 足 该 任 务 的 需 要, 这 样 您 可 以 节 省 能 源, 减 少 散 热, 并 为 笔 记 本 电 脑 优 化 电 池 寿 命 有 关 电 源 消 耗 的 分 析 和 调 整 系 统 的 很 多 原 则 与 性 能 调 整 相 似 在 有 些 情 况 下, 电 源 管 理 和 性 能 调 整 是 从 对 立 方 向 进 行 系 统 配 置, 因 为 系 统 通 常 是 根 据 性 能 或 者 电 源 进 行 优 化 的 本 手 册 阐 述 了 一 些 红 帽 提 供 的 工 具 以 及 我 们 开 发 用 来 帮 助 您 完 成 这 一 过 程 的 技 术 红 帽 企 业 版 Linux 6 附 带 了 很 多 新 的 电 源 管 理 特 性, 它 们 是 默 认 启 用 的 所 选 的 特 性 都 不 会 对 典 型 服 务 器 或 者 桌 面 系 统 使 用 产 生 影 响 但 是 对 绝 对 需 要 最 大 吞 吐 量 最 小 延 迟 或 者 最 高 CPU 性 能 的 非 常 具 体 的 使 用 案 例 则 可 能 需 要 审 查 那 些 默 认 特 性 要 决 定 您 是 否 应 该 使 用 本 文 档 中 阐 述 的 技 术 优 化 您 的 机 器, 请 先 问 您 自 己 几 个 问 题 : 问 : 我 必 须 优 化 吗? 答 : 电 源 优 化 的 重 要 性 取 决 于 您 的 公 司 是 否 有 要 遵 循 的 准 则, 或 者 是 否 有 您 必 须 执 行 的 规 定 问 : 优 化 的 代 价 是 什 么? 答 : 我 们 给 出 的 几 个 技 术 并 不 需 要 您 完 成 详 细 审 核 和 分 析 您 的 机 器 的 整 个 过 程, 我 们 提 供 一 组 可 改 进 您 电 源 使 用 的 常 用 优 化 当 然 它 们 对 系 统 的 优 化 不 如 手 动 审 核 和 优 化 的 系 统, 但 提 供 了 一 个 好 的 折 衷 方 案 问 : 优 化 是 否 会 将 系 统 性 能 降 低 到 无 法 接 受 的 程 度? 3
8 电 源 管 理 指 南 答 : 这 个 文 档 中 描 述 的 大 多 数 技 术 都 会 显 著 影 响 您 系 统 的 性 能 如 果 您 选 择 使 用 使 用 比 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 默 认 的 现 有 电 源 管 理 更 多 的 功 能, 您 应 该 在 电 源 优 化 后 监 控 您 的 系 统 性 能 并 决 定 性 能 损 失 是 否 可 以 接 受 问 : 优 化 消 耗 的 时 间 和 资 源 是 否 超 过 了 得 到 的 结 果? 答 : 手 动 完 成 优 化 单 一 系 统 的 整 个 过 程 通 常 得 不 偿 失, 因 为 消 耗 的 时 间 和 费 用 比 您 在 单 一 机 器 中 获 得 的 好 处 不 成 比 例 另 外, 比 如 说 您 在 办 公 室 使 用 个 桌 面 系 统, 它 们 的 配 置 和 设 置 都 一 样, 那 么 生 成 一 个 优 化 的 设 置 并 在 台 机 器 中 使 用 就 是 事 半 功 倍 了 下 面 的 部 分 解 释 了 如 何 优 化 硬 件 性 能 以 便 使 您 的 系 统 在 节 能 方 面 受 益 1.2. 电 源 管 理 基 础 有 效 电 源 管 理 是 建 立 在 以 下 原 则 上 的 : 只 在 需 要 时 唤 醒 闲 置 的 CPU 红 帽 企 业 版 Linux 5 内 核 曾 为 每 个 CPU 使 用 周 期 计 时 器 这 个 计 时 器 防 止 CPU 真 正 进 入 闲 置 状 态, 因 为 它 要 求 CPU 无 论 是 否 有 进 程 在 运 行, 都 要 处 理 每 个 计 时 器 事 件 ( 根 据 设 置 几 微 妙 出 现 一 次 ) 有 效 电 源 管 理 的 主 要 任 务 是 减 少 CPU 唤 醒 的 频 率 因 此, 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 的 Linux 内 核 删 除 了 周 期 计 时 器 : 结 果 是 现 在 CPU 的 闲 置 状 态 是 无 空 循 环 这 就 防 止 了 CPU 在 闲 置 状 态 下 消 耗 不 必 要 的 电 力 但 是 如 果 您 的 系 统 中 有 生 成 不 必 要 计 时 器 事 件 的 应 用 程 序 就 会 抵 消 这 个 功 能 带 来 的 好 处 查 询 事 件 ( 比 如 音 量 更 改 鼠 标 移 动 等 ) 就 属 于 此 类 事 件 红 帽 企 业 版 Linux 6 包 括 您 可 用 来 根 据 其 CPU 用 量 识 别 审 核 程 序 的 工 具 详 情 请 参 考 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 应 该 完 全 禁 用 不 使 用 的 硬 件 和 设 备 特 别 是 在 那 些 有 移 动 组 件 的 设 备 ( 比 如 硬 盘 ) 中 尤 其 重 要 另 外, 有 些 应 用 程 序 可 "open" 未 使 用 但 启 用 的 设 备, 当 出 现 这 种 情 况 时, 内 核 假 设 设 备 处 于 使 用 状 态, 这 样 就 会 阻 止 设 备 进 入 节 电 状 态 低 活 性 可 解 读 为 低 瓦 数 在 很 多 情 况 下 要 依 赖 先 进 的 硬 件 并 修 正 BIOS 配 置 旧 的 系 统 组 件 经 常 不 支 持 一 些 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 支 持 的 新 特 性 请 确 定 您 系 统 使 用 的 是 最 新 的 官 方 固 件, 且 在 BIOS 中 的 电 源 管 理 或 者 设 备 配 置 部 分 启 用 了 电 源 管 理 功 能 您 需 要 查 看 的 功 能 包 括 : 变 频 (SpeedStep) PowerNow! Cool'n'Quiet ACPI (C 状 态 ) 智 能 如 果 您 的 硬 件 支 持 这 些 特 性, 且 在 BIOS 中 启 用 了 这 些 特 性, 红 帽 企 业 版 Linux 6 将 默 认 使 用 这 些 特 性 不 同 的 CPU 状 态 形 式 及 效 果 先 进 CPU 与 高 级 配 置 和 电 源 接 口 (ACPI) 共 同 提 供 不 同 的 电 源 状 态 三 种 不 同 的 状 态 为 : 4
9 第 1 章概 述 休 眠 (C 状 态 ) 运 行 (P 状 态 ) 散 热 (T 状 态 或 者 " 热 状 态 ") 以 最 低 休 眠 状 态 运 行 的 CPU 可 能 消 耗 最 少 的 电 力, 但 在 需 要 将 其 从 该 状 态 唤 醒 时 也 需 要 相 对 较 长 的 时 间 在 很 少 情 况 下 CPU 需 要 在 刚 刚 进 入 休 眠 状 态 后 就 马 上 需 要 被 唤 醒 这 种 情 况 导 致 一 个 持 久 有 效 的 忙 碌 CPU, 并 在 已 经 使 用 另 一 种 状 态 时 可 能 丧 失 潜 在 的 节 电 效 果 关 闭 的 机 器 使 用 的 电 量 最 少 很 明 显, 最 佳 的 节 电 方 法 就 是 关 闭 系 统 例 如 : 您 的 公 司 可 开 发 一 项 注 重 " 绿 色 IT" 的 企 业 文 化, 让 员 工 有 意 识 地 在 午 休 时 间 或 者 下 班 时 关 闭 机 器 您 还 可 以 将 几 台 物 理 服 务 器 合 并 成 一 个 较 大 的 服 务 器, 并 使 用 我 们 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 附 带 的 虚 拟 化 技 术 将 其 虚 拟 化 5
10 电 源 管 理 指 南 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 2.1. 审 核 及 分 析 概 述 对 单 一 系 统 进 行 详 细 手 册 审 核 分 析 以 及 调 整 很 少 见, 因 为 这 样 做 的 时 间 和 费 用 消 耗 一 般 都 会 超 过 进 行 这 些 最 后 系 统 微 调 带 来 的 好 处 但 是 为 可 在 基 本 一 致 的 大 量 系 统 中 重 复 使 用 相 同 的 设 置 而 执 行 这 些 任 务 是 非 常 有 用 的, 您 可 在 所 有 系 统 中 重 复 使 用 相 同 的 设 置 例 如 : 想 象 一 下 部 署 成 千 个 桌 面 系 统, 或 者 在 机 器 都 几 乎 完 全 一 样 的 HPC 群 集 中 另 一 个 执 行 审 核 和 分 析 的 理 由 是 提 供 进 行 比 较 的 基 准, 您 可 使 用 它 在 将 来 识 别 系 统 行 为 退 化 或 者 改 变 在 常 规 进 行 硬 件 BIOS 或 者 软 件 更 新, 且 您 不 想 被 电 源 消 耗 吓 到 的 情 况 下 这 些 分 析 结 果 非 常 有 用 通 常 完 整 的 审 核 和 分 析 可 让 您 对 具 体 系 统 中 的 情 况 有 更 好 的 了 解 根 据 电 源 消 耗 审 核 和 分 析 系 统 比 较 困 难, 即 便 使 用 最 先 进 的 系 统 也 是 如 此 大 多 数 系 统 不 会 提 供 测 量 软 件 耗 能 的 必 需 工 具 也 有 例 外 情 况 : 惠 普 服 务 器 系 统 的 ILO 管 理 控 制 台 有 电 源 模 块, 您 可 使 用 它 访 问 网 页 IBM 在 其 刀 片 中 心 电 源 管 理 模 块 中 提 供 类 似 的 解 决 方 案 在 有 些 Dell 系 统 中,IT 助 理 也 提 供 电 源 监 控 功 能 其 他 零 售 商 也 乐 于 为 其 服 务 器 平 台 提 供 类 似 的 功 能, 但 没 有 一 个 所 有 零 售 商 都 支 持 的 单 一 解 决 方 案 可 用 如 果 您 的 系 统 没 有 内 置 测 量 电 源 消 耗 的 机 制, 还 有 其 它 一 些 方 法 可 用 您 可 以 为 您 的 系 统 安 装 特 殊 的 电 源, 它 可 通 过 USB 提 供 电 源 消 耗 信 息 Gigabyte Odin GT 550 W PC 电 源 就 是 一 个 例 子, 软 件 从 那 些 Linux 系 统 中 读 取 的 值 可 用 于 最 后, 有 些 外 用 电 表, 比 如 Watts up? 产 品 也 有 USB 接 口 对 电 源 消 耗 的 直 接 测 量 通 常 只 在 尽 可 能 节 约 能 耗 时 需 要 幸 运 的 是 还 有 其 他 方 法 可 测 量 实 际 的 更 改 以 及 系 统 的 行 为 方 式 本 章 描 述 了 这 些 必 需 的 工 具 2.2. POWERTOP 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 引 进 的 无 空 循 环 内 核 ( 请 参 考 第 3.4 节 无 空 循 环 内 核 ) 可 允 许 CPU 更 频 繁 地 进 入 闲 置 状 态, 降 低 能 耗 并 改 进 电 源 管 理 新 的 PowerTOP 工 具 可 识 别 具 体 是 哪 些 内 核 组 件 和 用 户 空 间 程 序 经 常 唤 醒 CPU PowerTOP 用 于 开 发 执 行 第 3.11 节 在 用 户 空 间 中 优 化 中 论 述 的 审 核, 这 样 就 在 这 个 发 行 本 中 调 整 了 很 多 程 序, 不 必 要 的 CPU 唤 醒 降 低 了 10 倍 使 用 以 下 命 令 安 装 PowerTOP: yum install powertop 使 用 以 下 命 令 运 行 PowerTOP: powertop 请 注 意 : 您 运 行 PowerTOP 将 需 要 root 特 权 方 可 允 许 程 序 有 效 运 行 当 PowerTOP 运 行 时 会 从 系 统 中 收 集 统 计 数 据 并 为 您 显 示 最 频 繁 向 CPU 发 送 唤 醒 请 求 的 组 件 列 表 PowerTOP 还 会 为 降 低 系 统 能 耗 向 您 提 出 建 议 这 些 建 议 出 现 在 屏 幕 底 部, 并 指 定 您 要 接 受 PowerTOP 建 议 时 需 要 按 的 按 键 因 为 PowerTOP 是 周 期 性 刷 新, 届 时 会 有 进 一 步 的 建 议 在 图 2.1 PowerTOP 操 作 中 中, 建 议 您 增 加 虚 拟 机 脏 回 写 时 间 以 及 接 受 该 建 议 时 要 按 的 按 键 (W) 当 PowerTOP 运 行 时 会 从 系 统 中 收 集 统 计 数 据 并 为 您 显 示 几 个 重 要 信 息 列 表 列 表 顶 端 是 您 的 CPU 核 处 于 可 用 C 状 态 和 P 状 态 的 时 间 长 度 CPU 处 于 C 状 态 或 者 P 状 态 时 间 越 长 越 好 (C4 高 于 C3), 也 显 示 了 是 如 何 更 好 利 用 CPU 的 您 的 目 标 应 该 是 90% 或 者 以 上 的 时 间 CPU 处 于 C 状 态 或 者 P 状 态, 其 余 时 间 系 统 处 于 闲 置 状 态 第 二 项 信 息 是 机 器 每 秒 实 际 唤 醒 总 数 每 秒 唤 醒 数 让 您 根 据 系 统 电 源 消 耗 了 解 服 务 或 者 设 备 以 及 内 核 驱 动 程 序 是 否 运 行 良 好 每 秒 唤 醒 数 越 大, 耗 能 越 多, 因 此 这 里 数 字 越 小 越 好 6
11 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 下 一 步, 如 果 可 能,PowerTOP 提 供 系 统 电 源 使 用 的 估 计 值 预 计 PowerTOP 会 在 使 用 电 池 模 式 的 笔 记 本 电 脑 中 报 告 这 个 数 字 所 有 可 用 耗 电 估 计 值 都 跟 着 一 个 最 常 向 CPU 发 送 唤 醒 的 组 件 详 细 列 表 列 表 的 顶 端 是 那 些 您 需 要 更 详 细 调 查 以 便 优 化 系 统 降 低 能 耗 的 组 件 如 果 它 们 是 内 核 组 件 ( 组 件 名 称 被 列 在 <> 中 ), 那 么 唤 醒 通 常 与 导 致 这 些 唤 醒 的 特 定 驱 动 程 序 关 联 调 整 驱 动 程 序 通 常 需 要 更 改 内 核, 这 已 经 超 出 本 文 档 涉 及 范 围 但 是, 发 送 唤 醒 的 用 户 空 间 进 程 更 容 易 管 理 首 先 要 确 认 这 个 服 务 或 者 应 用 程 序 是 否 应 该 在 这 个 系 统 中 运 行 如 果 不 是, 只 要 失 活 它 即 可 要 永 久 关 闭 某 个 服 务, 请 运 行 : chkconfig servicename off 如 果 您 需 要 了 解 该 组 件 具 体 执 行 任 务 的 详 细 信 息, 请 运 行 : ps -awux grep componentname strace -p processid 如 果 追 踪 看 来 像 是 不 断 的 重 复, 那 么 您 可 能 已 经 找 到 了 忙 碌 回 路 要 修 复 这 个 问 题 需 要 更 改 那 个 组 件 的 代 码, 但 这 已 经 超 出 本 文 档 的 范 围 最 后,PowerTOP 还 会 为 降 低 系 统 能 耗 向 您 提 出 建 议 这 些 建 议 出 现 在 屏 幕 底 部, 并 指 定 您 要 接 受 PowerTOP 建 议 时 需 要 按 的 按 键 因 为 PowerTOP 是 周 期 性 刷 新, 届 时 会 有 进 一 步 的 建 议 在 图 2.1 PowerTOP 操 作 中 中, 备 注 建 议 您 增 加 虚 拟 机 脏 回 写 时 间 以 及 接 受 该 建 议 时 要 按 的 按 键 (W) 这 些 更 改 要 在 下 一 次 引 导 时 生 效 要 使 这 些 更 改 持 久,PowerTOP 会 显 示 执 行 这 个 优 化 具 体 要 执 行 的 命 令 请 使 用 您 的 首 选 文 本 编 辑 器 在 您 的 /etc/rc.local 文 件 中 添 加 命 令 以 便 其 在 每 次 启 动 计 算 机 时 都 有 效 图 2.1. PowerTOP 操 作 中 7
12 电 源 管 理 指 南 Less Watts 网 站 发 布 了 由 PowerTOP 识 别 的 保 持 CPU 活 跃 的 应 用 程 序 列 表 请 参 考 DISKDEVSTAT 和 NETDEVSTAT Diskdevstat 和 netdevstat 是 收 集 有 关 磁 盘 活 性 以 及 在 系 统 中 运 行 的 所 有 程 序 的 网 络 活 性 的 SystemTap 工 具 这 些 工 具 是 由 PowerTOP 支 配, 并 可 显 示 每 秒 钟 每 个 程 序 唤 醒 CPU 的 次 数 ( 请 参 考 第 2.2 节 PowerTOP ) 这 些 工 具 收 集 的 统 计 可 让 您 识 别 那 些 使 用 很 多 小 I/O 操 作 的 程 序, 它 们 比 少 量 的 较 大 操 作 更 耗 能 其 它 监 控 工 具 只 是 测 量 传 输 速 度, 无 法 帮 助 确 认 此 类 使 用 使 用 SystemTap 的 命 令 安 装 这 些 工 具 : yum install systemtap tuned-utils kernel-debuginfo 使 用 如 下 命 令 运 行 这 些 工 具 : diskdevstat 或 者 命 令 : netdevstat 这 两 个 命 令 最 多 可 有 三 个 参 数, 如 下 所 示 : diskdevstat update_interval total_duration display_histogram netdevstat update_interval total_duration display_histogram update_interval 以 秒 为 单 位 的 显 示 更 新 间 隔 时 间 默 认 :5 total_duration 以 秒 为 单 位 显 示 整 体 运 行 时 间 默 认 :86400( 一 天 ) display_histogram 是 否 显 示 在 运 行 结 束 时 收 集 的 所 有 数 据 柱 形 图 的 标 签 输 出 结 果 类 似 PowerTOP 这 里 是 来 自 使 用 KDE 4.2 的 Fedora 10 系 统 中 运 行 的 diskdevstat 详 细 输 出 结 果 示 例 : PID UID DEV WRITE_CNT WRITE_MIN WRITE_MAX WRITE_AVG READ_CNT READ_MIN READ_MAX READ_AVG COMMAND sda plasma sda logwatch sda perl sda perl sda perl 8
13 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 sda auditd sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda crond sda laptop_mode sda rsyslogd sda cat sda perl sda perl sda perl sda perl sda sh sda perl sda perl sda perl sda perl sda perl sda perl sda perl sda perl 9
14 电 源 管 理 指 南 sda perl sda lm_lid.sh 这 些 列 代 表 : PID 应 用 程 序 的 进 程 ID UID 运 行 中 的 应 用 程 序 用 户 ID DEV 发 生 I/O 的 设 备 WRITE_CNT 写 操 作 总 数 WRITE_MIN 两 个 连 续 写 入 操 作 所 需 最 短 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ) WRITE_MAX 两 个 连 续 写 入 操 作 所 需 最 长 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ) WRITE_AVG 两 个 连 续 写 入 操 作 所 需 平 均 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ) READ_CNT 读 操 作 的 总 数 READ_MIN 两 个 连 续 读 操 作 所 需 最 短 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ) READ_MAX 两 个 连 续 读 操 作 所 需 最 长 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ) READ_AVG 两 个 连 续 读 操 作 所 需 平 均 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ) COMMAND 进 程 名 称 在 这 个 示 例 中 可 看 到 三 个 非 常 明 显 的 应 用 程 序 : PID UID DEV WRITE_CNT WRITE_MIN WRITE_MAX WRITE_AVG READ_CNT READ_MIN READ_MAX READ_AVG COMMAND sda
15 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 plasma sda auditd sda rsyslogd 这 三 个 应 用 程 序 的 WRITE_CNT 都 大 于 0, 就 是 说 它 们 在 管 理 期 间 执 行 了 一 些 写 操 作 其 中 plasma 是 最 捣 乱 的 程 序 : 它 执 行 的 写 操 作 作 多, 当 然 写 操 作 平 均 间 隔 时 间 就 最 短 如 果 您 关 注 不 能 有 效 利 用 能 源 的 程 序, 那 么 Plasma 就 是 最 佳 审 查 对 象 请 使 用 strace 和 ltrace 命 令, 通 过 追 踪 所 有 给 定 进 程 ID 的 系 统 调 用 更 进 一 步 检 查 应 用 程 序 在 这 个 示 例 中, 您 可 以 运 行 : strace -p 2789 在 这 个 示 例 中,strace 的 输 出 结 果 中 包 含 一 个 每 45 秒 重 复 一 次 的 图 案, 该 图 案 打 开 用 户 的 KDE 图 标 缓 冲 文 件, 接 着 写 入, 然 后 马 上 再 次 关 闭 该 文 件 这 导 致 一 个 在 硬 盘 中 的 必 需 物 理 写 入, 因 为 已 经 更 改 了 文 件 原 数 据 ( 特 别 是 修 改 时 间 ) 最 终 修 复 是 防 止 那 些 在 没 有 图 标 更 新 时 的 不 必 要 调 用 2.4. 电 池 寿 命 工 具 组 件 (BATTERY LIFE TOOL KIT) 红 帽 企 业 版 Linux 6 引 进 了 Battery Life Tool Kit(BLTK), 它 是 一 个 模 拟 和 分 析 电 池 寿 命 和 性 能 的 测 试 组 件 BLTK 通 过 执 行 一 组 模 拟 特 定 用 户 组 群 的 任 务 并 报 告 结 果 达 到 此 目 的 虽 然 是 特 别 用 于 测 试 笔 记 本 电 脑 性 能 的 开 发,BLTK 还 可 使 用 -a 在 启 动 时 报 告 桌 面 电 脑 性 能 BLTK 允 许 您 生 成 比 实 际 机 器 使 用 要 容 易 得 多 的 重 复 负 载 例 如 : 办 公 负 载 写 入 一 个 文 本, 在 其 中 进 行 一 些 修 改, 并 在 一 个 电 子 表 格 中 进 行 同 样 的 操 作 运 行 带 PowerTOP 或 者 任 何 其 它 审 核 及 分 析 工 具 的 BLTK, 就 可 让 您 测 试 您 执 行 的 优 化 在 机 器 被 激 活 后, 不 处 于 闲 置 状 态 时 是 否 有 效 因 为 您 可 以 在 不 同 设 置 中 多 次 运 行 同 样 的 负 载, 并 比 较 不 同 设 置 得 到 的 结 果 使 用 以 下 命 令 安 装 BLTK: yum install bltk 使 用 以 下 命 令 运 行 BLTK: bltk workload options 例 如 : 运 行 闲 置 负 载 120 秒 : bltk -I -T 120 默 认 可 用 工 作 负 载 有 : -I, --idle 系 统 闲 置, 将 其 作 为 与 其 它 负 载 进 行 比 较 的 基 准 -R, --reader 模 拟 读 取 文 档 ( 默 认 为 Firefox) -P, --player 模 拟 观 看 CD 或 者 DVD 驱 动 器 中 的 多 媒 体 文 件 ( 默 认 为 mplayer) 11
16 电 源 管 理 指 南 -O, --office 模 拟 使 用 OpenOffice.org 套 件 编 辑 文 件 其 它 可 让 您 指 定 的 选 项 : -a, --ac-ignore 忽 略 是 否 交 流 电 可 用 ( 桌 面 系 统 使 用 时 需 要 ) -T number_of_seconds, --time number_of_seconds 运 行 测 试 的 时 间 ( 以 秒 为 单 位 ), 在 闲 置 负 载 中 使 用 这 个 选 项 -F filename, --file filename 指 定 特 定 负 载 使 用 的 文 件, 例 如 播 放 器 负 载 要 使 用 的 文 件, 而 不 是 访 问 CD 或 者 DVD 驱 动 器 -W application, --prog application 指 定 特 定 负 载 使 用 的 应 用 程 序, 例 如 :Firefox 之 外 用 于 读 卡 器 负 载 的 浏 览 器 BLTK 支 持 大 量 更 具 体 的 选 项 详 情 请 参 考 bltk man page BLTK 保 存 /etc/bltk.conf 配 置 文 件 指 定 目 录 生 成 的 结 果 -- 默 认 为 ~/.bltk/workload.results.number/ 例 如 :~/.bltk/reader.results.002/ 目 录 中 保 存 第 三 次 阅 读 器 测 试 负 载 的 结 果 ( 第 一 次 不 计 数 ) 结 果 保 存 在 几 个 文 本 文 件 中 要 将 这 些 结 果 压 缩 成 方 便 读 取 的 格 式, 请 运 行 : bltk_report path_to_results_directory 现 在 结 果 出 现 在 结 果 目 录 下 名 为 Report 的 文 件 中 要 在 终 端 模 拟 器 中 查 看 结 果, 请 使 用 -o 选 项 : bltk_report -o path_to_results_directory 2.5. TUNED 和 KTUNE Tuned 是 监 控 系 统 组 件 使 用 的 守 护 进 程, 并 可 根 据 监 控 信 息 动 态 调 整 系 统 设 置 在 任 意 正 常 运 行 的 给 定 系 统 中, 为 各 种 系 统 组 件 进 行 动 态 帐 户 调 整 的 方 法 都 不 尽 相 同 例 如 : 在 启 动 和 登 录 过 程 中 会 大 量 使 用 硬 盘, 但 在 之 后 用 户 主 要 使 用 类 似 OpenOffice 或 者 电 子 邮 件 客 户 端 等 程 序 时 就 几 乎 不 使 用 硬 盘 了 同 样, 不 同 时 间 对 CPU 和 网 络 设 备 的 使 用 是 不 同 的 Tuned 监 控 这 些 组 件 的 活 动 并 在 其 使 用 中 有 所 改 动 以 典 型 办 公 室 工 作 站 为 例 大 多 数 时 间 里, 以 太 网 网 络 接 口 将 会 非 常 不 活 跃 过 一 段 时 间 只 有 一 些 电 子 邮 件 进 出, 或 者 载 入 一 些 网 页 对 于 那 类 负 载, 网 络 接 口 不 一 定 在 所 有 时 间 都 按 默 认 设 置 那 样 全 速 运 行 Tuned 有 一 个 用 于 网 络 设 备 的 监 控 和 调 整 插 件, 可 用 来 探 测 低 活 性, 并 自 动 降 低 接 口 速 度, 通 常 也 就 降 低 了 电 力 消 耗 如 果 接 口 活 性 在 较 长 时 间 段 内 大 幅 度 增 长, 例 如 下 载 DVD 映 像 或 者 打 开 有 大 附 件 的 电 子 邮 件,tuned 可 探 测 到 这 个 情 况 并 将 接 口 速 度 设 定 为 最 大 以 便 在 高 活 性 等 级 时 提 供 最 佳 性 能 这 个 原 则 也 用 于 其 他 CPU 和 硬 盘 插 件 网 络 设 备 不 是 默 认 配 置 为 这 样 动 作, 因 为 速 度 更 改 需 要 有 几 秒 钟 之 后 方 可 生 效, 因 此 对 用 户 体 验 有 直 接 和 可 见 的 影 响 同 样 的 考 虑 也 适 用 于 CPU 和 硬 盘 调 整 插 件 当 硬 盘 转 速 降 低 时, 它 可 能 需 要 几 秒 钟 时 间 重 新 提 高 转 速, 这 将 导 致 系 统 在 此 阶 段 有 明 显 的 反 应 延 迟 CPU 插 件 的 延 迟 副 作 用 最 小, 但 仍 可 测 到, 只 是 用 户 很 难 注 意 到 而 已 12
17 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 现 在 除 tuned 外, 我 们 还 为 您 提 供 ktune Ktune 是 由 红 帽 企 业 版 Linux 5.3 作 为 用 于 具 体 使 用 案 例 的 机 器 优 化 性 能 而 引 进 的 框 架 和 服 务 从 那 时 起,ktune 有 很 大 程 度 的 改 进, 现 在 我 们 使 用 它 作 为 一 般 调 节 框 架 的 固 定 部 分 它 主 要 用 于 第 节 Tuned-adm 中 描 述 的 不 同 的 预 定 义 侧 写 使 用 以 下 命 令 安 装 tuned 软 件 包 及 其 关 联 的 systemtap 脚 本 : yum install tuned 安 装 tuned 软 件 包 还 会 在 /etc/tuned.conf 中 设 定 一 个 示 例 配 置 文 件, 并 激 活 默 认 侧 写 运 行 以 下 命 令 启 动 tuned: service tuned start 要 在 每 次 机 器 引 导 时 启 动 tuned, 请 运 行 : chkconfig tuned on Tuned 有 可 选 选 项, 您 可 在 手 动 运 行 该 程 序 时 使 用 可 用 选 项 有 : -d, --daemon 将 tuned 作 为 守 护 进 程 启 动, 而 不 是 在 前 台 启 动 -c, --conffile 使 用 有 具 体 名 称 和 路 径 的 配 置 文 件, 例 如 :--conffile=/etc/tuned2.conf 默 认 为 /etc/tuned.conf -D, --debug 使 用 日 志 记 录 的 最 高 级 别 tuned.conf 文 件 tuned.conf 文 件 包 含 tuned 配 置 设 定 默 认 情 况 下, 它 位 于 /etc/tuned.conf, 但 您 可 以 通 过 启 动 带 --conffile 选 项 的 tuned.conf 指 定 一 个 不 同 的 名 称 和 位 置 配 置 文 件 必 须 含 有 为 tuned 定 义 通 用 参 数 的 [main] 部 分 该 文 件 还 应 为 每 个 插 件 包 含 一 个 部 分 [main] 部 分 包 含 以 下 选 项 : interval tuned 应 该 监 控 并 调 节 系 统 的 时 间 间 隔, 单 位 为 秒 默 认 值 为 10 verbose 指 定 输 出 结 果 是 否 应 该 详 细 默 认 值 为 False logging 指 定 要 记 录 信 息 的 最 小 优 先 权 按 降 序 排 列 允 许 的 值 有 :critical error warning info 和 debug 默 认 值 为 info 13
18 电 源 管 理 指 南 logging_disable 指 定 要 记 录 信 息 的 最 大 优 先 权, 任 何 带 这 个 优 先 权 或 者 更 低 的 优 先 权 将 不 被 记 录 critical error warning info 和 debug notset 禁 用 这 个 选 项 每 个 插 件 都 有 其 自 身 的 片 段, 在 方 括 号 内 指 定 插 件 名 称 例 如 :[CPUTuning] 每 个 插 件 可 有 其 自 身 的 选 项, 但 以 下 内 容 适 用 于 所 有 插 件 : enabled 指 定 是 否 启 用 该 插 件 默 认 值 为 True verbose 指 定 输 出 是 否 应 详 细 如 果 没 有 为 这 个 插 件 设 定, 该 值 会 继 承 [main] 中 的 值 logging 指 定 要 记 录 信 息 的 最 小 优 先 权 如 果 没 有 为 这 个 插 件 设 定, 该 值 会 继 承 [main] 中 的 值 示 例 配 置 文 件 如 下 : [main] interval=10 pidfile=/var/run/tuned.pid logging=info logging_disable=notset # Disk monitoring section [DiskMonitor] enabled=true logging=debug # Disk tuning section [DiskTuning] enabled=true hdparm=false alpm=false logging=debug # Net monitoring section [NetMonitor] enabled=true logging=debug # Net tuning section [NetTuning] enabled=true logging=debug # CPU monitoring section 14
19 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 [CPUMonitor] # Enabled or disable the plugin. Default is True. Any other value # disables it. enabled=true # CPU tuning section [CPUTuning] # Enabled or disable the plugin. Default is True. Any other value # disables it. enabled=true Tuned-adm 通 常 具 体 的 系 统 审 核 和 分 析 非 常 耗 时, 且 这 样 做 也 不 节 能 之 前, 唯 一 的 备 选 方 案 是 使 用 默 认 设 置 因 此, 红 帽 企 业 版 Linux 6 tuned-adm 工 具 中 包 含 在 两 种 极 端 状 态 间 可 作 为 备 选 使 用 的 具 体 案 例 中 的 独 立 侧 写, 这 样 就 可 让 您 使 用 命 令 行 在 这 些 侧 写 间 轻 松 进 行 切 换 红 帽 企 业 版 Linux 6 包 含 很 多 用 于 典 型 案 例 的 预 定 侧 写, 您 只 要 使 用 tuned-adm 命 令 即 可 选 择 并 激 活 它 们, 但 您 也 要 自 己 创 建 修 改 并 删 除 侧 写 要 列 出 所 有 可 用 侧 写 并 识 别 目 前 激 活 的 侧 写, 请 运 行 : tuned-adm list 要 只 显 示 当 前 激 活 的 侧 写 请 运 行 : tuned-adm active 要 切 换 到 某 个 可 用 侧 写 请 运 行 : tuned-adm profile profile_name 例 如 : tuned-adm profile server-powersave 要 禁 用 所 有 调 整 : tuned-adm off 您 第 一 次 安 装 tuned 时 会 激 活 default 侧 写 红 帽 企 业 版 Linux 6 还 包 括 以 下 事 先 定 义 的 侧 写 : default 默 认 节 能 侧 写 它 在 可 用 侧 写 节 能 中 影 响 最 小, 只 启 用 CPU 和 tuned 磁 盘 插 件 desktop-powersave 在 桌 面 系 统 中 使 用 的 节 能 侧 写 为 SATA 主 机 适 配 器 以 及 CPU 以 太 网 和 tuned 磁 盘 插 件 启 用 ALPM 节 能 ( 请 参 考 第 3.6 节 主 动 连 接 电 源 管 理 ) server-powersave 在 服 务 器 系 统 中 使 用 的 节 能 侧 写 为 SATA 主 机 适 配 器 启 用 ALPM 节 能, 禁 止 通 过 HAL 调 用 光 驱 ( 请 参 考 hal-disable-polling man page) 并 激 活 CPU 和 tuned 磁 盘 插 件 15
20 电 源 管 理 指 南 laptop-ac-powersave 在 使 用 AC 运 行 的 笔 记 本 电 脑 中 使 用 的 中 度 影 响 节 能 侧 写 为 SATA 主 机 适 配 器 WiFi 节 能 以 及 CPU 以 太 网 和 tuned 磁 盘 插 件 启 用 ALPM 节 能 laptop-battery-powersave 在 使 用 电 池 运 行 的 笔 记 本 电 脑 中 使 用 的 高 度 影 响 节 能 侧 写 它 从 之 前 的 侧 写 中 激 活 所 有 节 能 机 制, 并 为 低 唤 醒 系 统 启 用 多 核 节 能 调 度 程 序, 确 定 按 需 调 节 器 处 于 活 跃 状 态, 并 弃 用 了 AC97 音 频 节 能 您 可 以 使 用 这 个 侧 写 在 任 何 类 型 的 系 统 中 最 大 限 度 节 能, 不 仅 仅 限 于 在 使 用 电 池 的 笔 记 本 电 脑 中 使 用 使 用 这 个 侧 写 的 代 价 是 对 性 能 的 明 显 影 响, 特 别 是 磁 盘 和 网 络 I/O 延 迟 throughput-performance 用 于 典 型 吞 吐 性 能 调 整 的 服 务 器 侧 写 它 可 禁 用 tuned 和 ktune 节 能 机 制, 启 用 sysctl 设 置 改 进 您 的 磁 盘 和 网 络 I/O 吞 吐 性 能, 并 切 换 到 deadline scheduler latency-performance 用 于 典 型 延 迟 性 能 调 整 的 服 务 器 侧 写 它 可 禁 用 tuned 和 ktune 节 能 机 制, 启 用 sysctl 设 置 改 进 您 的 磁 盘 和 网 络 I/O 延 迟 性 能 所 有 侧 写 都 保 存 在 /etc/tune-profiles 下 的 独 立 子 目 录 中 因 此 /etc/tuneprofiles/desktop-powersave 包 含 所 有 需 要 的 文 件 以 及 那 个 侧 写 的 设 置 每 个 目 录 最 多 包 含 四 个 文 件 : tuned.conf 为 这 个 侧 写 激 活 调 整 服 务 的 配 置 sysctl.ktune ktune 使 用 的 sysctl 设 置 其 格 式 与 /etc/sysconfig/sysctl 文 件 一 致 ( 请 参 考 sysctl 和 sysctl.conf man page) ktune.sysconfig ktune 的 自 身 配 置 文 件, 通 常 为 /etc/sysconfig/ktune ktune.sh ktune 服 务 使 用 的 init 风 格 的 shell 脚 本, 可 在 系 统 启 动 过 程 中 运 行 特 定 命 令 调 整 系 统 启 动 一 个 新 侧 写 的 最 简 单 方 法 就 是 复 制 现 有 的 侧 写 laptop-battery-powersave 侧 写 中 已 经 包 含 丰 富 的 调 整 设 置, 因 此 是 有 益 的 起 始 点 只 要 将 这 个 目 录 复 制 到 如 下 名 称 的 新 侧 写 中 即 可 : cp -a /etc/tune-profiles/laptop-battery-powersave/ /etc/tuneprofiles/myprofile 在 新 侧 写 中 修 改 文 件 以 达 到 您 的 个 人 需 要 例 如 : 如 果 您 要 探 测 CD 更 改, 则 您 可 以 通 过 注 释 出 ktune.sh 脚 本 中 的 相 关 行 来 禁 用 那 个 优 化 : # Disable HAL polling of CDROMS # for i in /dev/scd*; do hal-disable-polling --device $i; done > /dev/null 2>&1 16
21 第 2 章电 源 管 理 工 具 审 核 及 分 析 2.6. DEVICEKIT-POWER 和 DEVKIT-POWER 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中,DeviceKit-power 承 担 原 本 是 HAL 一 部 分 的 电 源 管 理 功 能, 以 及 在 之 前 的 红 帽 企 业 版 Linux 发 行 本 中 的 GNOME Power Manager 的 一 部 分 功 能 ( 还 可 参 考 第 2.7 节 GNOME 电 源 管 理 器 ) DeviceKit-power 提 供 守 护 进 程 API 和 一 组 命 令 行 工 具 系 统 中 的 每 个 电 源 都 使 用 一 个 设 备 代 表, 无 论 是 否 为 物 理 电 源 例 如 : 笔 记 本 电 脑 电 池 和 交 流 电 源 都 使 用 设 备 代 表 您 可 使 用 devkit-power 命 令 访 问 命 令 行 工 具, 以 下 是 其 选 项 : --enumerate, -e 显 示 系 统 中 每 个 电 源 设 备 的 对 象 路 径, 例 如 : /org/freedesktop/devicekit/power/devices/line_power_ac /org/freedesktop/upower/devicekit/power/battery_bat0 --dump, -d 显 示 系 统 中 所 有 电 源 设 备 的 参 数 --wakeups, -w 显 示 系 统 中 的 CPU 唤 醒 --monitor, -m 监 视 系 统 电 源 更 换, 例 如 : 连 接 或 者 断 开 交 流 电 源, 或 者 电 池 耗 尽 按 Ctrl+C 停 止 监 视 系 统 --monitor-detail 监 视 系 统 电 源 更 换, 例 如 : 连 接 或 者 断 开 交 流 电 源, 或 者 电 池 耗 尽 --monitor-detail 选 项 会 显 示 比 --monitor 选 项 更 详 细 的 情 况 按 Ctrl+C 停 止 监 视 系 统 --show-info object_path, -i object_path 显 示 某 个 具 体 对 象 路 径 的 所 有 可 用 信 息 例 如 : 获 得 有 关 系 统 中 对 象 路 径 /org/freedesktop/upower/devicekit/power/battery_bat0 代 表 的 电 池 的 信 息, 请 运 行 : devkit-power -i /org/freedesktop/upower/devicekit/power/battery_bat GNOME 电 源 管 理 器 GNOME Power Manager 是 作 为 GNOME 桌 面 一 部 分 安 装 的 守 护 进 程 GNOME Power Manager 在 之 前 红 帽 企 业 版 Linux 版 本 中 提 供 的 很 多 电 源 管 理 功 能 已 经 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 成 为 DeviceKit-power 的 一 部 分 ( 请 参 考 第 2.6 节 DeviceKit-power 和 devkit-power ) 但 是 GNOME Power Manager 仍 保 留 前 端 功 能 在 系 统 托 盘 中 GNOME Power Manager 可 使 用 同 一 程 序 通 知 您 系 统 电 源 状 态 的 改 变, 例 如 : 从 电 池 更 换 到 交 流 电 它 还 可 报 告 电 池 状 态 并 在 电 池 电 量 低 时 提 出 警 告 GNOME Power Manager 还 可 允 许 您 配 置 一 些 基 本 电 源 管 理 设 置 要 访 问 这 些 设 置, 请 点 击 系 统 托 盘 中 的 GNOME Power Manager 图 标, 然 后 点 击 属 性 电 源 管 理 属 性 页 面 中 有 三 个 标 签 : 使 用 交 流 电 17
22 电 源 管 理 指 南 使 用 电 池 常 规 使 用 使 用 交 流 电 和 使 用 电 池 标 签 指 定 必 须 经 过 多 长 时 间 方 可 关 闭 不 活 跃 系 统 中 的 显 示, 必 须 经 过 多 长 时 间 方 可 将 不 活 跃 系 统 置 于 睡 眠 状 态, 以 及 是 否 在 不 使 用 系 统 时 停 止 磁 盘 驱 动 器 使 用 电 池 标 签 还 可 允 许 您 设 置 显 示 亮 度 并 选 择 系 统 处 于 非 常 低 电 池 容 量 时 的 行 为 例 如 : 默 认 情 况 下 GNOME Power Manager 在 电 池 容 量 达 到 一 定 程 度 时 使 系 统 休 眠 使 用 常 规 标 签 设 定 系 统 中 的 ( 物 理 ) 电 源 按 钮 和 挂 起 按 钮 行 为, 并 指 定 在 什 么 情 况 下 在 系 统 托 盘 中 显 示 GNOME Power Manager 图 标 2.8. 其 他 审 核 方 法 红 帽 企 业 版 Linux 6 提 供 很 多 执 行 系 统 审 核 及 分 析 的 工 具 大 多 数 可 作 为 附 加 信 息 资 源 使 用, 以 防 您 需 要 对 现 有 发 现 进 行 验 证 或 者 您 需 要 对 某 部 分 信 息 进 行 更 深 入 的 研 究 很 多 这 些 工 具 也 可 用 于 性 能 调 试 它 们 包 括 : vmstat vmstat 为 您 给 出 有 关 进 程 内 存 paging 块 I/O 陷 阱 以 及 CPU 活 性 的 详 细 资 料 用 它 可 进 一 步 查 看 系 统 都 做 了 什 么, 以 及 什 么 地 方 忙 碌 iostat iostat 与 vmstat 类 似, 但 只 在 块 设 备 中 是 这 样 它 还 提 供 更 多 详 细 输 出 和 统 计 blktrace blktrace 是 一 个 非 常 详 细 的 块 I/O 追 踪 程 序 它 将 信 息 截 成 与 程 序 关 联 的 单 一 块 与 diskdevstat 合 并 使 用 时 非 常 有 用 18
23 第 3 章核 心 基 础 结 构 及 技 巧 第 3 章核 心 基 础 结 构 及 技 巧 3.1. CPU 闲 置 状 态 使 用 x86 构 架 的 CPU 支 持 不 同 的 状 态, 在 这 些 状 态 中 部 分 CPU 会 被 取 消 激 活 或 者 以 低 性 能 设 置 运 行 这 些 状 态, 也 就 是 我 们 知 道 的 C 状 态, 允 许 系 统 通 过 部 分 取 消 激 活 其 不 使 用 的 CPU 达 到 节 能 的 目 的 C 状 态 从 C0 开 始 用 数 字 计 算, 数 字 越 大 代 表 CPU 功 能 降 低 越 多, 也 就 越 节 能 虽 然 给 定 数 字 的 C 状 态 在 不 同 处 理 器 间 类 似, 但 为 特 定 处 理 器 或 者 处 理 器 产 品 线 使 用 的 特 定 C 状 态 的 含 义 是 特 定 的 C 状 态 0-3 定 义 如 下 : C0 操 作 或 者 运 行 状 态 在 这 个 状 态 中,CPU 处 于 工 作 状 态, 完 全 没 有 空 闲 C1, 挂 起 处 理 器 不 执 行 任 何 步 骤 的 状 态, 但 通 常 不 处 于 较 低 功 率 状 态 CPU 可 继 续 进 行 处 理 而 没 有 延 迟 所 有 提 供 C 状 态 的 处 理 器 都 需 要 支 持 这 个 状 态 奔 腾 4 处 理 器 支 持 改 进 的 C1 状 态, 即 C1E, 它 实 际 上 是 一 个 低 能 耗 状 态 C2, 时 钟 停 止 在 这 个 状 态 中 处 理 器 停 止 时 钟, 但 它 让 其 暂 存 器 和 缓 冲 保 持 完 整 状 态, 因 此 重 新 启 动 时 钟 后, 它 可 以 立 即 重 新 启 动 处 理 这 是 一 个 可 选 状 态 C3, 休 眠 处 理 器 真 正 进 入 睡 眠 状 态 且 不 需 要 保 存 保 持 更 新 其 缓 冲 因 此 从 这 个 状 态 唤 醒 的 时 间 要 大 大 长 于 从 C2 唤 醒 的 时 间 这 也 是 一 个 可 选 状 态 最 近 使 用 "Nehalem" 微 构 架 的 Intel CPU 有 新 的 C 状 态, 即 C6 它 可 将 供 应 CPU 的 电 压 降 低 到 0, 但 通 常 的 节 能 率 在 80% 到 90% 之 间 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 的 内 核 包 括 对 这 个 新 C 状 态 的 优 化 3.2. 使 用 CPUFREQ 调 节 器 减 少 系 统 电 力 消 耗 和 散 热 的 最 有 效 的 方 法 就 是 使 用 CPUfreq CPUfreq -- 也 称 CPU 速 度 计, 即 允 许 随 时 调 整 处 理 器 时 钟 速 度 这 让 系 统 可 在 降 低 的 时 钟 速 度 下 运 行 以 便 节 电 更 改 频 率 的 规 则, 无 论 是 加 快 还 是 减 慢 时 钟 速 度, 以 及 何 时 更 改 频 率, 都 在 CPUfreq 调 节 器 中 定 义 调 节 器 定 义 系 统 的 电 源 属 性, 它 可 影 响 CPU 性 能 每 个 调 节 器 有 其 自 身 的 独 特 负 载 行 为 目 的 和 实 用 性 这 部 分 描 述 了 如 何 选 择 和 配 置 CPUfreq 调 节 器, 每 个 调 节 器 的 属 性 以 及 每 个 调 节 器 适 用 的 负 载 种 类 CPUfreq 调 节 器 类 型 本 节 列 出 了 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 可 用 的 不 同 CPUfreq 调 节 器 类 型 cpufreq_performance 性 能 调 节 器 强 制 CPU 使 用 可 能 的 最 高 时 钟 频 率 这 个 频 率 是 静 态 设 置 的, 不 会 改 变 因 此, 这 个 特 定 的 调 节 器 不 提 供 节 能 效 益 它 只 适 用 于 几 个 小 时 的 高 负 载, 且 即 使 在 那 种 情 况 下 也 只 可 用 于 CPU 几 乎 不 ( 或 者 从 不 ) 空 闲 的 时 候 cpufreq_powersave 相 反, 节 电 调 节 器 强 制 CPU 使 用 最 低 可 用 时 钟 频 率 这 个 频 率 将 被 静 态 设 置, 且 不 会 更 改 因 此, 这 个 特 定 调 节 器 提 供 最 大 节 能 效 益, 但 是 以 最 低 CPU 性 能 为 代 价 的 19
24 电 源 管 理 指 南 这 里 " 节 电 " 有 时 是 不 正 确 的, 因 为 ( 基 本 上 ) 满 负 载 的 低 速 CPU 消 耗 的 能 量 比 没 有 负 载 的 高 速 CPU 要 多 因 此, 当 建 议 在 需 要 低 性 能 时 将 CPU 设 定 为 使 用 节 电 调 节 器 时, 意 外 的 高 负 载 可 能 会 导 致 系 统 实 际 消 耗 了 更 多 的 能 量 节 电 调 节 器 对 CPU 简 单 来 说 更 象 是 " 限 速 器 " 而 不 是 " 节 能 器 " 在 过 热 时 会 出 问 题 的 系 统 和 环 境 中 最 有 用 cpufreq_ondemand 按 需 调 节 器 是 一 个 动 态 调 节 器, 它 可 允 许 CPU 在 系 统 负 载 高 时 达 到 最 大 时 钟 频 率, 还 允 许 系 统 处 于 闲 置 时 使 用 最 小 时 钟 频 率 虽 然 这 允 许 系 统 根 据 系 统 负 载 调 整 电 源 消 耗, 但 也 确 实 要 承 受 频 率 切 换 间 造 成 的 延 迟 因 此, 如 果 系 统 在 闲 置 和 高 负 载 间 切 换 过 于 频 繁, 那 么 延 迟 可 抵 消 任 何 按 需 调 节 器 带 来 的 性 能 / 节 能 优 势 对 大 多 数 系 统 来 说, 按 需 调 节 器 可 在 散 热 电 源 消 耗 性 能 以 及 管 理 性 间 提 供 最 佳 折 衷 方 案 当 系 统 只 在 每 天 的 某 个 具 体 时 间 繁 忙 时, 按 许 调 节 器 将 根 据 负 载 自 动 在 最 大 和 最 小 频 率 间 切 换 而 无 须 进 一 步 操 作 cpufreq_userspace 用 户 空 间 调 节 器 允 许 用 户 空 间 程 序 ( 或 者 任 何 以 root 用 户 运 行 的 进 程 ) 设 定 频 率 这 个 调 节 器 通 常 与 cpuspeed 守 护 进 程 一 同 使 用 在 所 有 调 节 器 中, 用 户 空 间 调 节 器 是 最 可 自 定 义 的, 且 根 据 其 配 置, 它 可 为 您 的 系 统 在 性 能 和 耗 能 间 提 供 最 佳 平 衡 cpufreq_conservative 与 按 需 调 节 器 类 似, 传 统 调 节 器 还 根 据 用 量 调 整 时 钟 频 率 ( 类 似 按 需 调 节 器 ) 但 是 按 需 调 节 器 的 方 式 更 极 端 ( 从 最 大 到 最 小, 再 返 回 ), 传 统 调 节 器 在 更 接 近 的 频 率 间 切 换 这 意 味 着 传 统 调 节 器 会 将 时 钟 频 率 调 整 为 它 认 为 适 合 负 载 的 频 率, 而 不 是 简 单 的 在 最 大 和 最 小 频 率 间 选 择 虽 然 这 样 可 极 大 节 省 能 源 消 耗, 但 它 的 代 价 是 比 按 需 调 节 器 要 损 失 更 多 的 延 迟 注意 您 可 以 使 用 cron 任 务 启 用 调 节 器 这 允 许 您 自 动 在 每 天 的 特 定 时 间 设 定 具 体 调 节 器 因 此, 您 可 以 在 闲 置 时 指 定 低 频 率 调 节 器 ( 例 如 工 作 之 余 ), 并 在 高 负 载 时 返 回 高 频 率 调 节 器 有 关 如 何 启 用 特 定 调 节 器, 请 参 考 第 节 CPUfreq 设 置 中 的 过程 3.2, 启 用 CPUfreq 调 节 器 CPUfreq 设 置 在 选 择 和 配 置 CPUfreq 调 节 器 前, 您 首 先 需 要 添 加 正 确 的 CPUfreq 驱 动 程 序 过程 3.1. 如 何 添 加 CPUfreq 驱 动 程 序 1. 使 用 以 下 命 令 查 看 可 用 于 您 系 统 的 CPUfreq 驱 动 程 序 : ls /lib/modules/[kernel version]/kernel/arch/[architecture]/kernel/cpu/cpufreq/ 2. 使 用 modprobe 添 加 正 确 的 CPUfreq 驱 动 程 序 modprobe [CPUfreq driver] 您 使 用 以 上 命 令 时, 请 确 定 删 除.ko 文 件 名 后 缀 20
25 第 3 章核 心 基 础 结 构 及 技 巧 重要 当 选 择 适 当 的 CPUfreq 驱 动 程 序 时, 总 是 选 择 p4-clockmod 中 的 acpicpufreq 当 使 用 p4-clockmod 驱 动 程 序 降 低 CPU 的 时 钟 频 率 时, 它 不 会 降 低 电 压 另 一 方 面,acpi-cpufreq 会 随 着 CPU 时 钟 频 率 降 低 电 压, 允 许 每 个 性 能 单 位 降 低 有 更 少 电 力 消 耗 和 散 热 3. 设 定 CPUfreq 驱 动 程 序 后, 您 可 以 查 看 系 统 目 前 正 在 使 用 的 调 节 器 : cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor 您 还 可 以 查 看 某 个 具 体 CPU 可 使 用 的 调 节 器, 请 使 用 : cat /sys/devices/system/cpu/[cpu ID]/cpufreq/scaling_available_governors 有 些 CPUfreq 调 节 器 可 能 您 无 法 使 用 在 这 个 情 况 下, 请 使 用 modprobe 添 加 可 启 用 您 要 使 用 的 具 体 CPUfreq 调 节 器 的 内 核 模 块 您 可 在 /lib/modules/[kernel version]/kernel/drivers/cpufreq/ 中 找 到 这 些 内 核 模 块 过程 3.2. 启 用 CPUfreq 调 节 器 1. 如 果 没 有 为 您 的 CPU 列 出 可 用 的 具 体 调 节 器, 请 使 用 modprobe 启 用 您 想 要 使 用 的 调 节 器 例 如 : 如 果 ondemand 调 节 器 不 可 用 于 您 的 CPU, 请 使 用 以 下 命 令 : modprobe cpufreq_ondemand 2. 将 调 节 器 列 入 您 CPU 的 可 用 列 表 后, 您 可 使 用 以 下 命 令 启 用 它 : echo [governor] > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor 调 整 CPUfreq 策 略 和 速 度 您 选 择 适 当 的 CPUfreq 调 节 器 后, 您 可 以 使 用 在 /sys/devices/system/cpu/[cpu ID]/cpufreq/ 中 找 到 的 可 调 按 钮 做 对 每 个 CPU 的 速 度 做 进 一 步 的 调 节 这 些 可 调 按 钮 有 : cpuinfo_min_freq 显 示 CPU 的 最 小 可 用 操 作 频 率 ( 单 位 千 赫 ) cpuinfo_max_freq 显 示 CPU 的 最 大 可 用 操 作 频 率 ( 单 位 千 赫 ) scaling_driver 显 示 在 这 个 CPU 中 用 来 设 定 频 率 的 CPUfreq 驱 动 程 序 scaling_available_governors 显 示 这 个 内 核 中 可 用 的 CPUfreq 调 节 器 如 果 您 要 使 用 不 在 此 文 件 列 表 中 的 CPUfreq 调 节 器, 请 参 考 第 节 CPUfreq 设 置 中 的 过程 3.2, 启 用 CPUfreq 调 节 器 操 作 说 明 scaling_governor 显 示 当 前 使 用 的 CPUfreq 调 节 器 要 使 用 不 同 的 调 节 器, 只 要 使 用 echo [governor] > /sys/devices/system/cpu/[cpu ID]/cpufreq/scaling_governor 命 令 即 可 ( 详 情 请 参 考 第 节 CPUfreq 设 置 中 的 过程 3.2, 启 用 CPUfreq 调 节 器 ) cpuinfo_cur_freq 显 示 CPU 的 当 前 速 度 ( 单 位 千 赫 ) 21
26 电 源 管 理 指 南 scaling_available_frequencies 列 出 CPU 可 用 频 率, 单 位 千 赫 scaling_min_freq 和 scaling_max_freq 设 定 CPU 策 略 限 制, 单 位 千 赫 重要 当 设 定 策 略 限 制 时, 您 应 该 在 scaling_min_freq 之 前 设 定 scaling_max_freq affected_cpus 列 出 需 要 频 率 协 调 软 件 的 CPU scaling_setspeed 用 于 更 改 CPU 时 钟 速 度, 单 位 千 赫 您 只 能 在 CPU 策 略 限 制 中 设 定 一 个 速 度 ( 根 据 scaling_min_freq 和 scaling_max_freq) 要 查 看 每 个 可 调 整 部 分 的 当 前 值, 请 使 用 cat [tunable] 例 如 : 要 查 看 cpu0 的 当 前 速 度 ( 单 位 千 赫 ), 请 使 用 : cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq. 要 更 改 每 个 可 调 整 部 分 的 值, 请 使 用 echo [value] > /sys/devices/system/cpu/[cpu ID]/cpufreq/[tunable] 例 如 : 将 cpu0 的 最 小 时 钟 速 度 设 定 为 360 千 赫, 请 使 用 : echo > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_min_freq 3.3. 挂 起 和 恢 复 当 系 统 挂 起 时, 内 核 调 用 驱 动 程 序 保 存 其 状 态 然 后 卸 载 它 们 当 系 统 恢 复 时, 它 会 载 入 这 些 试 图 重 新 编 程 其 设 备 的 驱 动 程 序 驱 动 程 序 完 成 这 个 任 务 的 能 力 决 定 了 系 统 是 否 可 以 被 成 功 恢 复 就 这 一 点 而 言 视 频 驱 动 程 序 是 最 成 问 题 的, 因 为 高 级 配 置 和 电 源 界 面 (ACPI) 规 范 不 要 求 系 统 固 件 可 以 重 新 编 程 视 频 硬 件 因 此, 除 非 视 频 驱 动 程 序 可 以 从 完 全 非 启 动 状 态 编 程 硬 件, 否 则 它 们 可 以 阻 止 系 统 恢 复 红 帽 企 业 版 Linux 6 包 括 对 新 图 形 芯 片 组 的 更 大 支 持, 这 个 支 持 可 确 定 挂 起 及 恢 复 在 大 量 平 台 中 正 常 工 作 特 别 是 对 NVIDIA 芯 片 组 的 大 量 改 进, 特 别 是 对 GeForce 8800 系 列 的 改 进 3.4. 无 空 循 环 内 核 之 前,Linux 内 核 在 预 定 频 率 时 周 期 性 断 系 统 中 的 每 个 CPU Hz,250 Hz 或 者 1000 Hz, 具 体 要 根 据 平 台 而 定 内 核 查 询 CPU 有 关 执 行 的 进 程, 并 使 用 结 果 进 行 进 程 计 数 和 负 载 平 衡 也 就 是 我 们 知 道 的 计 时 器 刻 度, 内 核 执 行 这 些 中 断 时 不 考 虑 CPU 的 电 源 状 态 因 此, 即 使 闲 置 的 CPU 也 要 每 秒 相 应 最 多 1000 次 的 这 种 请 求 在 为 闲 置 CPU 使 用 节 能 方 法 的 系 统 中, 计 时 器 刻 度 可 妨 碍 CPU 让 系 统 保 持 足 够 长 的 闲 置 状 态 以 达 到 从 节 能 中 获 益 的 目 的 红 帽 企 业 版 Linux 6 内 核 运 行 无 空 循 环 : 即 它 使 用 按 需 中 断 替 换 老 的 周 期 性 计 时 器 中 断 因 此 可 允 许 闲 置 CPU 处 于 闲 置 状 态 直 到 请 求 执 行 新 任 务 为 止, 且 进 入 低 功 率 状 态 的 CPU 可 在 此 状 态 保 持 较 长 的 时 间 3.5. 主 动 式 电 源 管 理 主 动 式 电 源 管 理 (ASPM) 在 PCI Express 或 者 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 子 系 统 中 的 节 电, 其 原 理 为 当 设 备 连 接 的 PCI 连 接 没 有 处 于 使 用 状 态 时 将 其 设 定 为 低 功 率 状 态 ASPM 可 同 时 在 终 端 和 连 接 中 控 制 电 源 状 态, 并 在 连 接 终 端 的 设 备 处 于 满 电 状 态 时 仍 可 在 连 接 中 节 电 22
27 第 3 章核 心 基 础 结 构 及 技 巧 当 启 用 ASPM 时 会 增 大 设 备 延 迟, 因 为 在 不 同 电 源 状 态 间 转 换 连 接 时 需 要 时 间 ASPM 有 三 个 决 定 电 源 状 态 的 策 略 : 默 认 根 据 系 统 ( 例 如 :BIOS) 中 固 件 指 定 的 默 认 设 置 设 定 PCIe 连 接 电 源 状 态 这 是 ASPM 的 默 认 状 态 节 电 将 ASPM 设 定 为 在 任 何 可 能 的 情 况 下 节 电, 不 考 虑 性 能 损 失 性 能 禁 用 ASPM 以 便 允 许 PCI 链 接 以 最 佳 性 能 操 作 ASPM 策 略 是 在 /sys/module/pcie_aspm/parameters/policy 中 设 定, 但 也 可 在 引 导 时 使 用 pcie_aspm 内 核 参 数 指 定, 其 中 pcie_aspm=off 禁 用 ASPM,pcie_aspm=force 启 用 ASPM, 即 使 在 不 支 持 ASPM 的 设 备 中 也 可 以 警告 如 果 设 定 了 pcie_aspm=force, 不 支 持 ASPM 的 硬 件 可 导 致 系 统 停 止 响 应 请 在 设 定 pcie_aspm=force 前 确 定 系 统 中 的 所 有 PCI 都 支 持 ASPM 3.6. 主 动 连 接 电 源 管 理 主 动 连 接 电 源 管 理 (ALPM) 是 一 项 节 能 技 术, 其 原 理 为 通 过 在 闲 置 时 ( 就 是 没 有 I/O 的 时 候 ) 将 到 磁 盘 的 SATA 连 接 设 定 为 低 功 率 模 式 帮 助 磁 盘 节 电 在 那 个 连 接 中 有 I/O 请 求 队 列 后,ALPM 会 自 动 将 SATA 连 接 恢 复 为 活 跃 电 源 状 态 ALPM 使 用 的 节 电 技 术 是 以 磁 盘 延 迟 为 代 价 的 因 此, 您 应 该 只 在 系 统 可 能 会 长 时 间 处 于 闲 置 I/O 状 态 时 使 用 ALPM ALPM 只 可 用 于 使 用 高 级 主 机 控 制 器 接 口 (AHCI) 的 SATA 控 制 器 有 关 AHCI 详 情 请 参 考 可 用 时, 默 认 启 用 ALPM ALPM 有 三 种 模 式 : min_power 这 个 模 式 将 连 接 设 定 为 其 最 低 功 率 状 态 (SLUMBER), 此 时 磁 盘 中 没 有 任 何 I/O 这 个 模 式 在 可 能 会 延 长 闲 置 周 期 时 有 用 medium_power 这 个 模 式 将 连 接 设 定 为 第 二 低 功 率 状 态 (PARTIAL), 此 时 磁 盘 中 没 有 I/O 这 个 模 式 是 设 计 用 来 允 许 在 尽 量 不 影 响 性 能 的 条 件 下 在 电 源 状 态 间 进 行 转 换 ( 例 如 : 在 中 等 I/O 负 载 和 闲 置 I/O 时 ) medium_power 模 式 允 许 根 据 负 载 情 况 在 PARTIAL 和 满 电 ( 即 "ACTIVE") 状 态 间 进 行 连 接 转 换 请 注 意 不 可 能 直 接 从 PARTIAL 转 换 到 SLUMBER 然 后 再 转 回 来 在 这 里, 这 两 种 电 源 状 态 都 需 要 首 先 转 换 成 ACTIVE 状 态, 然 后 方 可 转 换 到 另 一 个 状 态 23
28 电 源 管 理 指 南 max_performance ALPM 被 禁 用 当 磁 盘 中 没 有 I/O 时 连 接 不 会 处 于 任 何 低 功 率 状 态 要 查 看 您 的 SATA 主 机 适 配 器 是 否 真 正 支 持 ALPM, 您 可 以 查 看 是 否 有 文 件 /sys/class/scsi_host/host*/link_power_management_policy 要 更 改 设 置, 只 要 在 这 些 文 件 中 写 入 本 章 节 中 描 述 的 值 或 者 显 示 文 件 检 查 当 前 设 置 即 可 重要 将 ALPM 设 定 为 min_power 或 者 medium_power 将 自 动 禁 用 " 热 插 拔 " 特 性 3.7. RELATIME 驱 动 器 访 问 优 化 POSIX 标 准 要 求 操 作 系 统 维 护 记 录 每 个 文 件 最 后 一 次 被 访 问 的 文 件 系 统 元 数 据 这 个 时 间 戳 被 称 为 atime, 维 护 它 需 要 一 个 重 复 的 对 存 储 的 写 入 操 作 这 些 写 入 操 作 让 存 储 是 设 备 及 其 连 接 保 持 忙 碌 和 通 电 状 态 因 为 很 少 应 用 程 序 会 使 用 atime 数 据, 所 以 这 个 存 储 设 备 活 动 是 在 浪 费 电 力 特 别 是 即 使 没 有 从 存 储 中 读 取 该 文 件 也 会 发 生 写 入 存 储 的 事 件, 但 是 从 缓 冲 中 写 入 有 时,Linux 内 核 还 支 持 mount 的 noatime 选 项, 并 不 在 使 用 此 选 项 挂 载 的 文 件 系 统 中 写 入 atime 但 是 只 是 关 闭 这 个 特 性 是 有 问 题 的, 因 为 有 些 应 用 程 序 会 依 赖 atime 数 据, 并 在 此 数 据 不 可 用 时 失 败 红 帽 企 业 版 Linux 6 使 用 的 内 核 之 后 此 另 一 个 可 替 换 选 项 - relatime Relatime 维 护 atime 数 据, 但 不 是 每 次 访 问 该 文 件 时 都 更 改 启 用 这 个 选 项, 则 只 在 上 次 更 新 atime(mtime) 后 修 改 该 文 件 时, 或 者 最 后 一 次 访 问 该 文 件 是 在 相 当 长 一 段 时 间 前 ( 默 认 为 一 天 ) 时 才 会 将 atime 数 据 写 入 磁 盘 默 认 情 况 下, 所 有 现 在 挂 载 的 文 件 系 统 都 启 用 relatime 要 在 整 个 系 统 中 限 制 这 个 特 性, 请 使 用 boot 参 数 default_relatime=0 如 果 默 认 在 某 个 系 统 中 启 用 relatime, 您 可 以 通 过 使 用 选 项 norelatime 挂 载 某 个 系 统 来 限 制 它 在 某 个 具 体 文 件 系 统 中 的 使 用 最 后, 要 使 系 统 更 新 文 件 的 atime 数 据 的 默 认 周 期 有 所 不 同, 请 使 用 relatime_interval= 引 导 参 数, 以 秒 为 单 位 指 定 周 期 默 认 值 为 功 率 封 顶 红 帽 企 业 版 Linux 6 支 持 最 近 在 硬 件 中 使 用 的 功 率 封 顶, 比 如 HP 的 动 态 功 率 封 顶 (DPC) 以 及 Intel 的 节 点 管 理 器 (NM) 技 术 功 率 封 顶 允 许 管 理 员 使 用 服 务 器 限 制 功 率 消 耗, 但 它 还 可 允 许 管 理 器 更 有 效 地 规 划 数 据 中 心, 因 为 极 大 降 低 了 现 有 电 源 供 应 的 超 载 风 险 管 理 器 可 在 同 一 物 理 印 迹 中 放 置 更 多 的 服 务 器 并 确 定 如 果 服 务 器 电 源 消 耗 封 顶, 在 高 负 载 时 对 电 源 的 需 求 会 超 出 可 用 的 电 源 HP 动 态 功 率 封 顶 动 态 功 率 封 顶 是 一 个 在 选 择 ProLiant 和 刀 片 系 统 服 务 器 时 的 特 性, 它 可 允 许 系 统 管 理 员 对 一 个 服 务 器 或 者 一 组 服 务 器 的 电 源 消 耗 封 顶 这 个 封 顶 是 一 个 绝 对 限 制, 无 论 其 当 前 工 作 负 载 如 何, 服 务 器 将 无 法 超 过 该 限 制 这 个 封 顶 只 在 服 务 器 达 到 其 电 源 消 耗 限 制 时 才 起 效 此 时 某 个 管 理 进 程 会 调 整 CPU P 状 态 和 始 终 刻 度 来 限 制 电 力 消 耗 动 态 功 率 封 顶 会 修 改 独 立 操 作 系 统 的 CPU 行 为, 但 是 HP 的 集 成 的 Lights-Out 2(iLO2) 固 件 允 许 操 作 系 统 访 问 管 理 处 理 器, 因 此 用 户 空 间 中 的 应 用 程 序 可 查 询 管 理 处 理 器 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 使 用 的 内 核 包 括 用 于 HP ilo 和 ilo2 固 件 的 驱 动 程 序, 它 们 可 允 许 程 序 查 询 /dev/hpilo/dxccbn 中 的 管 理 处 理 器 该 内 核 还 包 括 hwmon sysfs 接 口 扩 展 来 支 持 功 率 封 顶 特 性, 以 及 用 于 ACPI 4.0 使 用 sysfs 接 口 电 源 米 表 的 驱 动 程 序 这 些 特 性 允 许 操 作 系 统 和 用 户 空 间 工 具 共 同 读 取 为 功 率 封 顶 配 置 的 值 以 及 系 统 的 当 前 电 源 用 量 有 关 HP 动 态 功 率 封 顶 详 情 请 参 考 HP 功 率 封 顶 以 及 用 于 ProLiant 服 务 器 的 HP 动 态 功 率 封 顶, 地 址 为 : 24
29 第 3 章核 心 基 础 结 构 及 技 巧 Intel 节 点 管 理 器 Intel 节 点 管 理 器 在 系 统 中 强 制 使 用 功 率 封 顶, 使 用 处 理 器 P 状 态 和 T 状 态 限 制 CPU 性 能, 并 因 此 节 能 通 过 设 置 电 源 管 理 策 略, 管 理 员 可 将 系 统 配 置 为 在 系 统 负 载 低 时, 比 如 夜 间 或 者 周 末, 消 耗 较 少 的 电 力 Intel 节 点 管 理 器 使 用 直 接 操 作 系 统 配 置 和 电 源 管 理 (OSPM) 通 过 标 准 高 级 配 置 和 电 源 接 口 调 整 CPU 性 能 当 Intel 节 点 管 理 器 通 知 OSPM 驱 动 程 序 更 改 到 T 状 态 时, 该 驱 动 程 序 会 响 应 并 更 改 处 理 器 P 状 态 同 样, 当 Intel 节 点 管 理 器 通 知 OSPM 驱 动 程 序 更 改 到 P 状 态 时, 该 驱 动 程 序 也 会 相 应 更 改 T 状 态 这 些 更 改 自 动 进 行 且 不 需 要 操 作 系 统 有 进 一 步 的 输 入 管 理 员 使 用 Intel 数 据 中 心 管 理 器 (DCM) 软 件 配 置 并 监 控 Intel 节 点 管 理 器 有 关 Intel 节 点 管 理 器 详 情 请 参 考 节 点 管 理 器 - 动 态 管 理 数 据 中 心 电 源, 地 址 为 : 改 进 的 图 形 电 源 管 理 红 帽 企 业 版 Linux 6 通 过 删 除 不 必 要 的 资 源 消 耗 在 图 形 和 显 示 设 备 中 节 能 LVDS 重 新 计 时 低 压 差 分 信 号 传 输 (Low-voltage differential signalling,lvds) 是 使 用 铜 线 承 载 电 信 号 的 系 统 一 个 主 要 的 应 用 是 将 像 素 信 息 传 输 到 笔 记 本 电 脑 的 液 晶 显 示 (LCD) 屏 幕 中 所 有 显 示 都 有 刷 新 率 - 即 它 们 从 图 形 控 制 器 接 受 新 鲜 数 据 并 在 屏 幕 中 重 新 成 像 的 频 率 通 常 屏 幕 每 秒 接 受 60 次 新 鲜 数 据 ( 即 频 率 为 60 Hz) 当 屏 幕 和 图 形 控 制 器 是 以 LVDS 连 接 时,LVDS 系 统 在 每 次 刷 新 时 都 会 消 耗 能 量 当 闲 置 时, 很 多 LCD 屏 幕 的 刷 新 率 都 会 下 降 到 30 Hz, 且 不 会 产 生 明 显 的 影 响 ( 与 阴 极 射 线 管 (CRT) 显 示 器 不 同, 后 者 在 降 低 刷 新 率 时 会 产 生 闪 烁 现 象 ) 红 帽 企 业 版 Linux 6 内 核 使 用 的 Intel 图 形 适 配 器 的 驱 动 程 序 可 自 动 执 行 这 个 降 频, 并 在 屏 幕 闲 置 时 节 约 0.5 W 左 右 的 电 力 启 用 内 存 自 动 刷 新 同 步 动 态 随 机 访 问 内 存 (SDRAM) - 由 于 用 于 图 形 适 配 器 的 视 频 内 存, 因 此 每 秒 会 重 复 充 电 上 千 次, 以 便 每 个 内 存 单 元 可 保 留 保 存 在 其 中 的 数 据 除 了 管 理 数 据 的 主 要 功 能 外, 因 为 有 数 据 流 入 或 者 流 出 内 存, 所 以 内 存 控 制 器 通 常 负 责 初 始 化 这 些 刷 新 循 环 但 是 SDRAM 还 有 一 个 低 功 率 自 动 刷 新 模 式 在 这 个 模 式 中, 内 存 使 用 内 部 计 时 器 生 成 其 自 身 刷 新 循 环, 它 可 允 许 系 统 在 不 损 害 当 前 内 存 数 据 的 情 况 下 关 闭 内 存 控 制 器 红 帽 企 业 版 Linux 6 使 用 的 内 核 可 在 Intel 图 形 适 配 器 处 于 闲 置 状 态 时 触 发 内 存 自 动 刷 新, 并 可 节 约 0.8 W 左 右 的 电 力 GPU 时 钟 修 订 典 型 图 形 处 理 单 元 (GPU) 包 含 管 理 其 内 部 电 路 不 同 部 分 的 内 部 时 钟 红 帽 企 业 版 Linux 6 使 用 的 内 核 可 降 低 部 分 Intel 和 ATI GPU 的 内 部 时 钟 频 率 减 少 GPU 组 件 在 给 定 时 间 内 执 行 循 环 的 次 数 可 减 少 其 在 那 些 它 们 不 一 定 要 执 行 的 循 环 中 消 耗 的 能 量 当 GPU 闲 置 时, 内 核 可 自 动 降 低 这 些 时 钟 的 速 度 ; 同 时 当 GPU 活 性 增 强 时 会 提 高 其 时 钟 速 度 降 低 GPU 时 钟 循 环 最 多 可 节 省 5 W 电 力 GPU 关 闭 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 使 用 的 Intel 和 ATI 图 形 驱 动 程 序 可 探 测 到 什 么 时 候 适 配 器 中 没 有 连 接 显 示 器, 并 完 全 关 闭 GPU 这 个 功 能 对 不 经 常 连 接 显 示 器 的 服 务 器 尤 为 重 要 RFKILL 很 多 计 算 机 系 统 包 含 无 线 电 传 输, 其 中 包 括 Wi-Fi 蓝 牙 和 3G 设 备 这 些 设 备 消 耗 电 源, 在 不 使 用 这 些 设 备 时 是 一 种 浪 费 RFKill 是 Linux 内 核 中 的 一 个 子 系 统, 它 可 提 供 一 个 界 面, 在 此 界 面 中 可 查 询 激 活 并 取 消 激 活 计 算 机 系 统 中 的 无 线 电 传 输 当 取 消 激 活 传 输 时, 可 使 其 处 于 可 被 软 件 重 新 激 活 的 状 态 ( 软 锁 定 ) 或 者 将 其 放 在 软 件 无 法 重 新 激 活 的 位 置 ( 硬 锁 定 ) 25
30 电 源 管 理 指 南 RFKill 核 为 子 系 统 提 供 应 用 程 序 编 程 界 面 (API) 内 核 驱 动 程 序 被 设 计 为 支 持 RFKill 使 用 这 个 API 注 册 内 核, 并 包 含 启 用 和 禁 用 这 个 设 备 的 方 法 另 外,RFKill 核 提 供 用 户 程 序 可 解 读 的 通 知 以 及 用 户 程 序 查 询 传 输 状 态 的 方 法 RFKill 界 面 位 于 /dev/rfkill, 其 中 包 含 系 统 中 所 有 无 线 电 传 输 的 当 前 状 态 每 个 设 备 都 在 sysfs 中 注 册 当 前 RFKill 状 态 另 外, 在 启 用 了 RFKill 的 设 备 中 每 当 状 态 更 改 时,RFKill 会 发 出 uevents Rfkill 是 一 个 命 令 行 工 具, 您 可 使 用 它 查 询 和 更 改 系 统 中 启 用 了 RFKill 的 设 备 要 获 得 这 个 工 具, 请 安 装 rfkill 软 件 包 使 用 命 令 rfkill list 获 得 设 备 列 表, 每 个 都 包 含 与 之 关 联 的 索 引 号, 从 0 开 始 您 可 以 使 用 这 个 索 引 号 让 rfkill 停 止 使 用 或 者 使 用 某 个 设 备, 例 如 : rfkill block 0 停 用 系 统 中 第 一 个 启 用 RFKill 的 设 备 您 还 可 以 使 用 rfkill 阻 断 某 一 类 设 备, 或 者 所 有 启 用 了 RFKill 的 设 备 例 如 : rfkill block wifi 停 用 系 统 中 的 所 有 Wi-Fi 设 备 要 停 用 所 有 启 用 了 RFKill 的 设 备, 请 运 行 : rfkill block all 要 重 新 使 用 设 备, 请 运 行 rfkill unblock, 而 不 是 rfkill block 要 获 得 rfkill 可 停 用 的 完 整 设 备 类 别 列 表, 请 运 行 rfkill help 在 用 户 空 间 中 优 化 减 少 系 统 硬 件 的 工 作 量 是 节 能 的 关 键 因 此 虽 然 第 3 章核 心 基 础 结 构 及 技 巧 中 描 述 的 更 改 允 许 系 统 在 减 少 电 源 消 耗 的 各 种 状 态 下 操 作, 而 用 户 空 间 中 要 求 系 统 硬 件 进 行 不 必 要 工 作 的 程 序 会 阻 止 硬 件 进 入 这 种 状 态 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 开 发 过 程 中, 在 以 下 区 域 执 行 审 核 来 降 低 硬 件 的 不 必 要 需 求 : 减 少 唤 醒 红 帽 企 业 版 Linux 6 使 用 无 空 循 环 内 核 ( 请 参 考 第 3.4 节 无 空 循 环 内 核 ), 它 允 许 CPU 保 持 深 度 闲 置 状 态 的 时 间 更 长 一 些 但 是 计 时 器 刻 度 不 是 过 度 CPU 唤 醒 的 唯 一 原 因, 来 自 程 序 的 功 能 调 用 还 可 阻 止 CPU 进 入 或 者 保 持 闲 置 状 态 可 在 50 多 个 程 序 中 减 少 不 必 要 的 功 能 调 用 减 少 存 储 和 网 络 IO 输 入 或 者 输 出 (IO) 到 存 储 设 备 和 网 络 接 口 会 强 制 消 耗 电 源 在 具 有 处 于 闲 置 状 态 时 减 少 电 源 消 耗 功 能 ( 比 如 ALPM 或 者 ASPM) 的 存 储 和 网 络 设 备 中, 这 个 流 量 可 阻 止 该 设 备 进 入 或 者 保 持 闲 置 状 态, 并 可 阻 止 硬 盘 在 不 使 用 时 转 速 降 低 已 经 在 有 些 程 序 中 最 小 化 了 过 度 或 者 不 必 要 的 需 求 特 别 是 那 些 阻 止 硬 盘 降 低 转 速 的 需 求 初 始 化 脚 本 审 核 无 论 是 否 需 要 都 自 动 启 动 的 服 务 会 在 很 大 程 度 上 浪 费 系 统 资 源 系 统 应 尽 量 将 其 设 定 为 默 认 "off" 或 者 "on demand" 例 如 : 无 论 是 否 有 蓝 牙 设 备, 以 前 在 系 统 启 动 时, 启 用 蓝 牙 服 务 的 BlueZ 会 自 动 运 行 BlueZ 启 动 脚 本 现 在 在 启 动 该 服 务 前 检 查 系 统 中 是 否 有 蓝 牙 设 备 26
31 第 4 章使 用 案 例 第 4 章使 用 案 例 本 章 描 述 了 两 类 使 用 案 例 演 示 本 指 南 中 描 述 的 分 析 和 配 置 方 法 第 一 个 示 例 说 的 是 典 型 服 务 器, 第 二 个 是 典 型 笔 记 本 电 脑 4.1. 示 例 - 服 务 器 现 在 典 型 的 标 准 服 务 器 基 本 都 包 含 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 支 持 的 所 有 所 需 硬 件 功 能 您 的 首 要 考 虑 是 该 服 务 器 主 要 使 用 的 负 载 类 型 根 据 这 个 信 息 您 可 以 决 定 要 优 化 哪 些 组 件 节 能 不 考 虑 服 务 器 类 型, 通 常 不 需 要 图 像 性 能 因 此 可 打 开 GPU 节 能 网 页 服 务 器 网 页 服 务 器 需 要 网 络 和 磁 盘 I/O 根 据 外 部 连 接 速 度,100 Mbit/s 应 该 足 够 了 如 果 该 机 器 大 多 数 提 供 的 是 静 态 页 面,CPU 性 能 则 并 不 重 要 因 此 电 源 管 理 选 项 应 包 括 : 计 算 服 务 器 无 tuned 的 磁 盘 或 者 网 络 插 件 打 开 ALPM 打 开 按 需 调 节 器 网 卡 限 制 为 100 Mbit/s 计 算 服 务 器 主 要 是 CPU 电 源 管 理 选 择 可 能 包 括 : 邮 件 服 务 器 根 据 任 务 以 及 出 现 数 据 存 储 的 位 置, 激 活 tuned 的 磁 盘 或 者 网 络 插 件 ; 或 者 在 批 处 理 系 统 中 完 全 激 活 tuned 根 据 应 用, 可 能 是 性 能 调 节 器 邮 件 服 务 器 主 要 需 要 磁 盘 I/O 和 CPU 电 源 管 理 选 择 应 包 括 : 文 件 服 务 器 打 开 按 需 调 节 器, 因 为 CPU 最 后 的 几 个 百 分 比 并 不 重 要 无 tuned 的 磁 盘 或 者 网 络 插 件 不 应 该 限 制 网 络 速 度, 因 为 邮 件 通 常 是 内 部 的, 并 可 因 此 从 1 Gbit/s 或 者 10 Gbit/s 连 接 中 获 益 文 件 服 务 器 的 需 要 与 邮 件 服 务 器 类 似, 但 根 据 所 用 协 议, 可 能 需 要 更 多 的 CPU 性 能 通 常, 基 于 Saba 的 服 务 器 需 要 的 CPU 比 NFS 多, 而 NFS 又 比 iscsi 需 要 更 多 的 CPU 即 使 如 此, 您 应 可 以 使 用 按 需 调 节 器 目 录 服 务 器 目 录 服 务 器 通 常 对 磁 盘 I/O 的 要 求 较 低, 特 别 是 在 有 足 够 RAM 的 情 况 下 网 络 延 迟 最 重 要, 而 网 络 I/O 次 之 您 可 以 考 虑 使 用 较 低 连 接 速 度 的 延 迟 网 络 调 节, 但 您 应 为 具 体 网 络 进 行 细 心 的 测 试 4.2. 示 例 - 笔 记 本 电 脑 27
32 电 源 管 理 指 南 另 一 个 电 源 管 理 和 节 能 通 常 起 作 用 的 示 例 就 是 笔 记 本 电 脑 因 为 笔 记 本 电 脑 一 般 已 经 被 设 计 为 比 工 作 站 或 者 服 务 器 节 省 很 多 电 力 当 使 用 电 池 模 式 时, 节 能 可 让 您 的 电 池 使 用 时 间 多 几 分 钟 虽 然 这 部 分 着 重 阐 述 笔 记 本 电 脑 的 电 池 模 式, 但 您 仍 然 可 在 使 用 交 流 电 供 电 时 也 使 用 一 些 或 者 所 有 调 整 在 笔 记 本 电 脑 中 单 一 组 件 中 的 节 能 通 常 要 比 在 工 作 站 中 更 明 显 例 如 :1 Gbit/s 网 络 接 口 以 100 Mbits/s 运 行 时 可 节 电 大 约 3-4 瓦 对 于 总 耗 电 400 瓦 的 典 型 服 务 器 来 说, 这 个 节 能 大 概 是 在 1 % 在 总 耗 电 40 瓦 的 典 型 笔 记 本 电 脑 中, 这 一 个 组 件 的 节 能 就 是 总 耗 电 量 的 10 % 典 型 笔 记 本 电 脑 中 的 具 体 节 能 优 化 包 括 : 将 系 统 BIOS 配 置 为 禁 用 所 有 您 不 使 用 的 硬 件 例 如 : 并 口 或 者 串 口 读 卡 器 摄 像 头 WiFi 以 及 蓝 牙, 这 里 只 给 出 一 些 可 能 的 硬 件 在 较 暗 的 环 境 中, 您 不 需 要 使 用 最 大 亮 度 就 可 舒 服 地 阅 读 屏 幕 中 的 内 容, 此 时 可 调 暗 显 示 请 在 GNOME 桌 面 中 使 用 系 统 + 首 选 项 电 源 管 理, 在 KDE 桌 面 中 使 用 Kickoff Application Launcher + 计 算 机 + 系 统 设 置 + 高 级 电 源 管 理, 或 者 在 命 令 行 中 使 用 gnome-power-manager 或 者 xbacklight, 或 者 您 笔 记 本 电 脑 中 的 功 能 键 使 用 tuned-adm 的 laptop-battery-powersave 侧 写 启 用 整 个 节 能 机 制 请 注 意 会 影 响 硬 盘 和 网 络 接 口 的 性 能 和 延 迟 另 外 您 可 在 各 种 系 统 设 置 中 执 行 很 多 小 的 调 整 : 请 使 用 按 需 调 节 器 ( 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 默 认 启 用 ) 启 用 笔 记 本 电 脑 模 式 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): echo 5 > /proc/sys/vm/laptop_mode 增 加 磁 盘 冲 洗 时 间 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): echo 1500 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs 禁 用 nmi 监 视 器 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): echo 0 > /proc/sys/kernel/nmi_watchdog 启 用 AC97 音 频 节 能 ( 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 默 认 启 用 ): echo Y > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save 启 用 多 核 节 能 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): echo Y > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save 启 用 USB 自 动 挂 起 : for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done 请 注 意 :USB 自 动 挂 起 并 不 适 用 于 所 有 USB 设 备 为 ALPM 启 用 最 小 能 量 设 置 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): 28
33 第 4 章使 用 案 例 echo min_power > /sys/class/scsi_host/host*/link_power_management_policy 使 用 relatime 挂 载 文 件 系 统 ( 在 红 帽 企 业 版 Linux 6 中 默 认 使 用 ): mount -o remount,relatime mountpoint 为 硬 盘 激 活 最 佳 节 能 模 式 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): hdparm -B 1 -S 200 /dev/sd* 禁 用 CD-ROM 调 用 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): hal-disable-polling --device /dev/scd* 将 屏 幕 亮 度 降 低 至 50 或 更 小, 例 如 : xbacklight -set 50 为 屏 幕 闲 置 激 活 DPMS: xset +dpms; xset dpms 降 低 Wi-Fi 能 源 等 级 (laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done 取 消 激 活 Wi-Fi: echo 1 > /sys/bus/pci/devices/*/rf_kill 将 有 线 网 络 限 制 为 100 Mbit/s(laptop-battery-powersave 侧 写 的 一 部 分 ): ethtool -s eth0 advertise 0x0F 29
34 电 源 管 理 指 南 附录 A. 开 发 者 小 贴 示 每 本 优 秀 的 编 程 课 本 都 包 含 内 存 分 配 以 及 具 体 功 能 性 能 的 问 题 当 您 开 发 自 己 的 软 件 时, 请 注 意 可 能 在 运 行 该 软 件 的 系 统 中 增 加 电 源 消 耗 的 问 题 虽 然 这 些 考 虑 不 会 影 响 每 一 行 代 码, 但 您 可 以 优 化 那 些 经 常 成 为 性 能 瓶 颈 部 分 的 代 码 经 常 会 出 问 题 的 技 术 包 括 : 使 用 线 程 不 必 要 CPU 唤 醒 以 及 未 有 效 使 用 唤 醒 如 果 您 必 须 执 行 唤 醒, 尽 快 一 次 做 完 所 有 的 事 ( 迅 速 返 回 闲 置 状 态 ) 不 必 要 的 [f]sync() 使 用 不 必 要 的 活 跃 调 用 或 者 使 用 简 短 常 规 超 时 ( 使 用 响 应 事 件 ) 没 有 有 效 使 用 唤 醒 低 效 磁 盘 访 问 使 用 大 量 缓 冲 来 避 免 频 繁 的 磁 盘 访 问 一 次 写 入 大 块 信 息 低 效 使 用 计 时 器 可 能 时 使 用 跨 应 用 程 序 ( 甚 至 跨 系 统 ) 的 组 群 计 时 器 过 量 的 I/O, 电 源 消 耗 或 者 内 存 使 用 ( 包 括 内 存 泄 露 ) 执 行 不 必 要 计 算 下 面 的 部 分 更 详 细 地 阐 述 这 些 方 面 A.1. 使 用 线 程 普 遍 认 为 使 用 线 程 使 应 用 程 序 可 更 好 且 更 迅 速 地 执 行, 但 并 不 总 是 这 样 Python Python 使 用 全 局 锁 定 解 码 器 [1], 因 此 使 用 线 程 只 能 在 有 大 量 I/O 操 作 时 受 益 Unladen-swallow [2] 是 一 个 Python 快 速 部 署, 您 可 用 它 来 优 化 您 的 代 码 Perl Perl 线 程 原 是 用 于 系 统 中 不 使 用 forking 技 术 的 应 用 程 序 ( 比 如 使 用 32 位 Windows 操 作 系 统 的 系 统 ) 在 Perl 线 程 中 会 为 每 个 单 一 线 程 复 制 数 据 ( 写 时 复 制 ) 数 据 不 是 默 认 共 享 的, 因 为 用 户 应 该 可 以 定 义 数 据 共 享 等 级 必 须 包 括 共 享 threads::shared 模 块 的 数 据 但 是 数 据 不 仅 仅 是 被 复 制 ( 写 时 复 制 ), 该 模 块 还 为 这 些 数 据 生 成 了 捆 绑 变 量, 这 就 需 要 更 多 的 时 间, 且 速 度 更 慢 [3] C C 线 程 共 享 同 一 内 存, 每 个 线 程 都 有 自 己 的 栈, 同 时 内 核 不 一 定 要 生 成 新 的 文 件 描 述 符 并 分 配 新 的 内 存 空 间 C 可 以 真 正 在 更 多 线 程 中 使 用 更 多 CPU 支 持 因 此 要 最 大 化 您 的 线 程 性 能, 请 使 用 低 级 语 言, 比 如 C 或 者 C++ 如 果 您 使 用 脚 本 语 言, 请 考 虑 写 入 一 个 C 绑 定 请 使 用 分 析 器 识 别 不 能 很 好 执 行 的 代 码 [4] A.2. 唤 醒 30
35 附录 A. 开 发 者 小 贴 示 很 多 应 用 程 序 都 会 扫 描 配 置 文 件 中 的 更 改 在 很 多 情 况 下, 这 种 扫 描 的 时 间 间 隔 是 固 定 的, 例 如 : 每 分 钟 这 可 能 是 个 问 题, 因 为 它 强 制 将 磁 盘 从 低 转 速 状 态 唤 醒 最 佳 解 决 方 案 是 找 到 合 理 的 时 间 间 隔, 好 的 检 查 机 制 或 者 使 用 inotify 检 查 并 响 应 每 个 事 件 Inotify 可 查 看 文 件 或 者 目 录 中 的 各 种 更 改 例 如 : int fd; fd = inotify_init(); int wd; /* checking modification of a file - writing into */ wd = inotify_add_watch(fd, "./myconfig", IN_MODIFY); if (wd < 0) { inotify_cant_be_used(); switching_back_to_previous_checking(); }... fd_set rdfs; struct timeval tv; int retval; FD_ZERO(&rdfs); FD_SET(0, &rdfs); tv.tv_sec = 5; value = select(1, &rdfs, NULL, NULL, &tv); if (value == -1) perror(select); else { do_some_stuff(); }... 这 个 方 法 的 优 点 是 您 可 执 行 不 同 的 检 查 主 要 的 局 限 是 一 个 系 统 中 的 查 看 次 数 是 有 限 的 次 数 可 在 /proc/sys/fs/inotify/max_user_watches 中 获 得, 虽 然 该 数 字 是 可 以 更 改 的, 但 并 不 建 议 如 此 操 作 再 有,inotify 失 败 时, 该 代 码 必 须 返 回 不 同 的 检 查 方 法, 通 常 意 味 着 在 源 代 码 中 会 有 很 多 #if #define 有 关 inotify 的 详 情 请 参 考 inotify man page A.3. FSYNC Fsync 被 视 为 大 量 消 耗 I/O 的 操 作, 但 这 并 不 完 全 正 确 例 如 : 参 见 Theodore Ts'o's 的 文 章 不 要 害 怕 fsync! [5] 以 及 附 带 的 讨 论 Firefox 原 来 在 用 户 每 次 点 击 一 个 链 接 时 都 调 用 sqlite 程 序 库 进 入 新 的 页 面 Sqlite 调 用 fsync, 且 由 于 文 件 系 统 设 置 ( 主 要 使 用 数 据 排 序 模 式 的 ext3), 什 么 都 不 发 生 时 会 有 一 个 长 时 间 延 迟 如 果 另 一 个 进 程 同 时 正 在 复 制 一 个 大 文 件, 这 就 需 要 很 长 的 时 间 ( 最 长 可 达 30 秒 ) 但 在 另 一 个 示 例 中 根 本 不 使 用 fsync, 则 在 切 换 到 ext4 文 件 系 统 时 出 了 问 题 Ext3 是 被 设 定 为 数 据 排 序 模 式, 它 会 每 几 秒 钟 排 空 一 次 内 存 并 将 其 保 存 到 磁 盘 中 但 ext4 使 用 的 是 笔 记 本 电 脑 模 式, 保 存 内 存 的 时 间 间 隔 较 长, 且 可 能 在 系 统 意 外 关 闭 时 丢 失 数 据 现 在 ext4 有 一 个 补 丁, 但 我 们 必 须 仍 在 设 计 应 用 程 序 时 小 心 谨 慎, 正 确 使 用 fsync 下 面 读 取 和 写 入 配 置 文 件 的 简 单 示 例 演 示 了 如 何 备 份 文 件 或 者 数 据 是 怎 么 丢 失 的 : 31
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