Linux是一个功能强大且高效的操作系统，但当你运行服务器、工作站或嵌入式系统时，高内存和 CPU 使用率可能会导致性能下降、应用程序变慢，甚至导致系统崩溃，因此优化资源使用对于保持系统平稳运行至关重要。
在本文中，我们将探讨减少 Linux 上内存和 CPU 使用的实用方法。我们将涵盖监控工具、进程管理、内核调整以及系统优化技术，帮助你确保系统高效运行。
1. 识别资源消耗大的进程
减少内存和 CPU 使用的第一步是识别消耗最多资源的进程，可以通过使用多个命令行工具来完成：
a. 使用 `top` 命令
`top` 命令提供系统进程的实时视图，包括 CPU 和内存使用情况。
top
- 按 P 键根据 CPU 使用率排序进程。
- 按 M 键根据内存使用率排序进程。
- 查找消耗过多资源的进程，并记下它们的进程 ID (PID)。
b. 使用 `htop` 命令
`htop` 是一个交互式的进程查看器，提供比 `top` 更加用户友好的界面。
要在 Linux 上安装 `htop`，请根据你的 Linux 发行版使用以下命令：
sudo apt install htop # Debian, Ubuntu 和 Mint
sudo dnf install htop # RHEL/CentOS/Fedora 和 Rocky/AlmaLinux
sudo emerge -a sys-apps/htop # Gentoo Linux
sudo apk add htop # Alpine Linux
sudo pacman -S htop # Arch Linux
sudo zypper install htop # OpenSUSE
sudo pkg install htop # FreeBSD
运行 `htop`，轻松查看和管理进程。
htop
- 按 F6 键根据 CPU 或内存使用率排序进程。
- 按 F9 键终止选定的进程。
c. 使用 `ps` 命令
`ps` 命令可以列出进程及其资源使用情况。
ps aux --sort=-%mem | head # 列出内存使用最多的进程
ps aux --sort=-%cpu | head # 列出 CPU 使用最多的进程
2. 终止不必要的进程
一旦识别出资源占用过多的进程，你可以使用 `kill` 命令终止它们，从而释放资源。执行 `kill` 命令后跟进程 ID（PID）。
kill PID
如果进程没有终止，可以使用 `-9` 标志强制终止它。
kill -9 PID
另外，你也可以使用 `pkill` 命令按进程名称终止进程。
pkill process_name
3. 优化启动应用程序
许多应用程序和服务会在启动时自动运行，消耗宝贵的系统资源。
要管理启动应用程序：
a. 使用 `systemctl` 命令
使用 `systemctl` 命令列出所有已启用的服务。
systemctl list-unit-files --type=service | grep enabled
禁用不必要的服务。
sudo systemctl disable service_name
b. 使用图形化工具
如果你使用的是桌面环境，如 GNOME 或 KDE，可以使用内置的启动应用程序管理器禁用不必要的程序。
4. 减少交换空间使用（优化交换使用）
`swappiness` 控制系统使用交换空间而非 RAM 的频率。较高的 `swappiness` 值可能导致过多的交换，进而降低系统性能。
要检查当前的 `swappiness` 值：
cat /proc/sys/vm/swappiness
默认值通常是 60，但要减少 `swappiness`，你需要编辑 `/etc/sysctl.conf` 文件。
sudo nano /etc/sysctl.conf
添加或修改以下行：
vm.swappiness=10
保存文件并应用更改。
sudo sysctl -p
5. 使用轻量级桌面替代品
重型桌面环境和应用程序可能会占用大量系统资源，因此可以考虑切换到轻量级替代品：
a. 桌面环境
可以用 XFCE、LXDE 或 MATE 替代 GNOME 或 KDE。
b. 应用程序
使用轻量级应用程序，例如：
- 文本编辑器：用 AbiWord 或 Mousepad 替代 LibreOffice。
- 网页浏览器：使用扩展少的 Firefox，或切换到轻量级浏览器，如 Midori。
- 文件管理器：用 Thunar 或 PCManFM 替代 Nautilus。
6. 清理缓存和缓冲区
Linux 使用 RAM 来缓存文件以提高性能。但如果需要，你可以手动清理缓存：
sudo sync; sudo sysctl -w vm.drop_caches=3
此命令会清除页面缓存、目录项和 inode。请谨慎使用，因为它可能暂时减慢文件访问速度。
7. 优化内核参数
要调整或优化内核参数，你需要编辑 `/etc/sysctl.conf` 文件，添加或调整以下参数以改善系统性能：
vm.dirty_background_ratio=5
vm.dirty_ratio=10
vm.min_free_kbytes=65536
kernel.sched_autogroup_enabled=0
这些设置控制脏数据写入磁盘的频率，从而减少内存使用。
8. 使用 ZRAM 减少内存使用
Zram 和 Zswap 是压缩内存技术，可以减少内存使用。
sudo apt install zram-config
sudo systemctl start zram-config
安装后，你需要编辑 GRUB 配置文件（`/etc/default/grub`），并添加：
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="zswap.enabled=1"
更新 GRUB 并重启系统：
sudo update-grub
sudo reboot
9. 限制进程的 CPU 使用
如果某个进程占用了过多的 CPU，可以使用 `cpulimit` 限制其使用量。
sudo apt install cpulimit # Debian/Ubuntu
sudo yum install cpulimit # RHEL/CentOS
限制一个进程（如 firefox）使用 30% 的 CPU：
sudo cpulimit -e firefox -l 30
要永久限制某个进程的 CPU 使用，可以使用 systemd。
sudo systemctl set-property <service_name> CPUQuota=30%
10. 定期更新系统
保持系统更新可以确保你获得最新的性能改进和错误修复。
sudo apt update && sudo apt upgrade # Debian/Ubuntu
sudo yum update # CentOS/RHEL
故障排除提示
- 如果进程无法使用 `kill` 终止，可以使用 `kill -9 PID` 强制终止。
- 如果 `zram` 或 `zswap` 无法工作，请确保内核支持这些功能。
- 如果系统性能没有改善，考虑升级硬件（例如增加更多 RAM 或切换到 SSD）。
优化Linux上的内存和CPU使用是一种监控、调整和偶尔升级硬件的综合方法。通过识别资源消耗大的进程、调整系统设置并选择轻量级替代品，你可以为系统注入新的活力。
