要提升 CentOS 系统的上下文切换（context switch）效率，可以从多个方面入手，包括优化内核参数、调整系统配置、优化应用程序以及监控和分析系统性能。以下是一些具体的建议：

1. 理解上下文切换

• 定义：上下文切换是指 CPU 从一个进程或线程切换到另一个进程或线程的过程。
• 影响：频繁的上下文切换会导致 CPU 时间浪费，降低系统性能。

2. 优化内核参数

• 调整 vm.swappiness：

  • 这个参数控制内核使用交换空间的倾向。较低的值可以减少交换，从而减少上下文切换。

  sysctl vm.swappiness=10
  

  • 可以将其永久化到 /etc/sysctl.conf 文件中。

• 调整 overcommit_memory：

  • 控制内存分配策略，避免过度提交导致的内存不足和频繁的交换。

  sysctl vm.overcommit_memory=2
  

  • 同样可以永久化设置。

• 调整 kernel.sched_migration_cost_ns 和 kernel.sched_autogroup_enabled：

  • 这些参数影响调度器的行为，适当调整可以提高调度效率。

3. 调整系统配置

• 增加文件描述符限制：

  • 上下文切换有时与 I/O 操作有关，增加文件描述符限制可以提高并发处理能力。

  ulimit -n 65535
  

  • 可以在 /etc/security/limits.conf 中永久设置。

• 优化网络配置：

  • 调整网络缓冲区大小、TCP 参数等，减少网络相关的上下文切换。

4. 优化应用程序

• 减少线程数量：

  • 过多的线程会增加上下文切换的开销。合理设计应用程序，减少不必要的线程。

• 使用异步 I/O：

  • 异步 I/O 可以减少阻塞等待，从而减少上下文切换。

• 优化锁机制：

  • 使用更高效的锁机制，如读写锁、无锁数据结构等，减少线程间的竞争和等待。

5. 监控和分析系统性能

• 使用 vmstat：

  • 监控系统的上下文切换次数和 CPU 使用情况。

  vmstat 1
  

• 使用 pidstat：

  • 监控特定进程的上下文切换次数。

  pidstat -w 1
  

• 使用 perf 工具：

  • 进行更深入的性能分析，找出导致频繁上下文切换的具体原因。

6. 硬件优化

• 增加 CPU 核心数：

  • 更多的 CPU 核心可以并行处理更多的任务，减少单个核心上的上下文切换。

• 使用更快的存储设备：

  • SSD 相比 HDD 可以显著减少 I/O 延迟，从而减少相关的上下文切换。

7. 定期维护

• 更新系统和内核：

  • 定期更新系统和内核，获取最新的性能优化和 bug 修复。

• 清理不必要的服务和进程：

  • 关闭不必要的服务和进程，减少系统负载和上下文切换。

通过上述方法，可以有效地提升 CentOS 系统的上下文切换效率，从而提高整体性能。