linux 性能分析

查看性能顺序:

  • [cpu] mpstat -P ALL 1 100  (sar -u,sar -p)
  • [network] sar -n DEV
  • [disk] sar -b,sar -d
  • [mem] sar -W,sar -r,sar -B
  • top

Linux CPU实时监控mpstat命令详解

简介

mpstat是Multiprocessor Statistics的缩写,是实时系统监控工具。其报告与CPU的一些统计信息,这些信息存放在/proc/stat文件中。在多CPUs系统里,其不但能查看所有CPU的平均状况信息,而且能够查看特定CPU的信息。mpstat最大的特点是:可以查看多核心cpu中每个计算核心的统计数据;而类似工具vmstat只能查看系统整体cpu情况。

语法

mpstat [-P {|ALL}] [internal [count]]
参数 解释-P {|ALL} 表示监控哪个CPU, cpu在[0,cpu个数-1]中取值
internal 相邻的两次采样的间隔时间、
count 采样的次数,count只能和delay一起使用
当没有参数时,mpstat则显示系统启动以后所有信息的平均值。有interval时,第一行的信息自系统启动以来的平均信息。从第二行开始,输出为前一个interval时间段的平均信息。

实例

查看多核CPU核心的当前运行状况信息, 每2秒更新一次

mpstat  219:45:12 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %idle19:45:14 all 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.9619:45:16 all 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 99.9719:45:18 all 0.00 0.07 0.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.87

如果要看每个cpu核心的详细当前运行状况信息,输出如下:

mpstat  -P ALL 219:43:58     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle19:43:59     all    0.00    0.00    0.04    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.9619:43:59       0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.0019:43:59       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00.......19:43:59      13    0.99    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.0119:43:59      14    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.0019:43:59      15    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

字段的含义如下

%user      在internal时间段里,用户态的CPU时间(%),不包含nice值为负进程  (usr/total)*100%nice      在internal时间段里,nice值为负进程的CPU时间(%)   (nice/total)*100%sys       在internal时间段里,内核时间(%)       (system/total)*100%iowait    在internal时间段里,硬盘IO等待时间(%) (iowait/total)*100%irq       在internal时间段里,硬中断时间(%)     (irq/total)*100%soft      在internal时间段里,软中断时间(%)     (softirq/total)*100%idle      在internal时间段里,CPU除去等待磁盘IO操作外的因为任何原因而空闲的时间闲置时间(%) (idle/total)*100

计算公式如下

total_cur=user+system+nice+idle+iowait+irq+softirq
total_pre=pre_user+ pre_system+ pre_nice+ pre_idle+ pre_iowait+ pre_irq+ pre_softirq
user=user_cur – user_pre
total=total_cur-total_pre
其中_cur 表示当前值,_pre表示interval时间前的值。上表中的所有值可取到两位小数点。

-----------------------------------sar------------------------------------------

sar(System Activity Reporter系统活动情况报告)是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一,可以从多方面对系统的活动进行报告,包括:文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。本文主要以CentOS 6.3 x64系统为例,介绍sar命令。

sar命令常用格式

sar [options] [-A] [-o file] t [n]

其中:

例如:sar -d 3 10

t(3)为采样间隔,n(10)为采样次数,默认值是1;

-o file表示将命令结果以二进制格式存放在文件中,file 是文件名。

options 为命令行选项,sar命令常用选项如下:

-A:所有报告的总和

-u:输出CPU使用情况的统计信息

-v:输出inode、文件和其他内核表的统计信息

-d:输出每一个块设备的活动信息

-r:输出内存和交换空间的统计信息

-b:显示I/O和传送速率的统计信息

-a:文件读写情况

-c:输出进程统计信息,每秒创建的进程数

-R:输出内存页面的统计信息

-y:终端设备活动情况

-w:输出系统交换活动信息

1. CPU资源监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,观察CPU 的使用情况,并将采样结果以二进制形式存入当前目录下的文件test中,需键入如下命令:

sar -u -o test 10 3

屏幕显示如下:

17:06:16 CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle

17:06:26 all 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 99.80

17:06:36 all 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 99.80

17:06:46 all 0.00 0.00 0.10 0.00 0.00 99.90

Average: all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83

输出项说明:

CPU:all 表示统计信息为所有 CPU 的平均值。

%user:显示在用户级别(application)运行使用 CPU 总时间的百分比。

%nice:显示在用户级别,用于nice操作,所占用 CPU 总时间的百分比。

%system:在核心级别(kernel)运行所使用 CPU 总时间的百分比。

%iowait:显示用于等待I/O操作占用 CPU 总时间的百分比。

%steal:管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比。

%idle:显示 CPU 空闲时间占用 CPU 总时间的百分比。

1. 若 %iowait 的值过高,表示硬盘存在I/O瓶颈

2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时,有可能是 CPU 等待分配内存,此时应加大内存容量

3. 若 %idle 的值持续低于1,则系统的 CPU 处理能力相对较低,表明系统中最需要解决的资源是 CPU 。

如果要查看二进制文件test中的内容,需键入如下sar命令:

sar -u -f test

2. inode、文件和其他内核表监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,观察核心表的状态,需键入如下命令:

sar -v 10 3

屏幕显示如下:

17:10:49 dentunusd file-nr inode-nr pty-nr

17:10:59 6301 5664 12037 4

17:11:09 6301 5664 12037 4

17:11:19 6301 5664 12037 4

Average: 6301 5664 12037 4

输出项说明:

dentunusd:目录高速缓存中未被使用的条目数量

file-nr:文件句柄(file handle)的使用数量

inode-nr:索引节点句柄(inode handle)的使用数量

pty-nr:使用的pty数量

3. 内存和交换空间监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控内存分页:

sar -r 10 3

屏幕显示如下:

输出项说明:

kbmemfree:这个值和free命令中的free值基本一致,所以它不包括buffer和cache的空间.

kbmemused:这个值和free命令中的used值基本一致,所以它包括buffer和cache的空间.

%memused:这个值是kbmemused和内存总量(不包括swap)的一个百分比.

kbbuffers和kbcached:这两个值就是free命令中的buffer和cache.

kbcommit:保证当前系统所需要的内存,即为了确保不溢出而需要的内存(RAM+swap).

%commit:这个值是kbcommit与内存总量(包括swap)的一个百分比.

4. 内存分页监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控内存分页:

sar -B 10 3

屏幕显示如下:

输出项说明:

pgpgin/s:表示每秒从磁盘或SWAP置换到内存的字节数(KB)

pgpgout/s:表示每秒从内存置换到磁盘或SWAP的字节数(KB)

fault/s:每秒钟系统产生的缺页数,即主缺页与次缺页之和(major + minor)

majflt/s:每秒钟产生的主缺页数.

pgfree/s:每秒被放入空闲队列中的页个数

pgscank/s:每秒被kswapd扫描的页个数

pgscand/s:每秒直接被扫描的页个数

pgsteal/s:每秒钟从cache中被清除来满足内存需要的页个数

%vmeff:每秒清除的页(pgsteal)占总扫描页(pgscank+pgscand)的百分比

5. I/O和传送速率监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,报告缓冲区的使用情况,需键入如下命令:

sar -b 10 3

屏幕显示如下:

18:51:05 tps rtps wtps bread/s bwrtn/s

18:51:15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

18:51:25 1.92 0.00 1.92 0.00 22.65

18:51:35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Average: 0.64 0.00 0.64 0.00 7.59

输出项说明:

tps:每秒钟物理设备的 I/O 传输总量

rtps:每秒钟从物理设备读入的数据总量

wtps:每秒钟向物理设备写入的数据总量

bread/s:每秒钟从物理设备读入的数据量,单位为 块/s

bwrtn/s:每秒钟向物理设备写入的数据量,单位为 块/s

6. 进程队列长度和平均负载状态监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控进程队列长度和平均负载状态:

sar -q 10 3

屏幕显示如下:

19:25:50 runq-sz plist-sz ldavg-1 ldavg-5 ldavg-15

19:26:00 0 259 0.00 0.00 0.00

19:26:10 0 259 0.00 0.00 0.00

19:26:20 0 259 0.00 0.00 0.00

Average: 0 259 0.00 0.00 0.00

输出项说明:

runq-sz:运行队列的长度(等待运行的进程数)

plist-sz:进程列表中进程(processes)和线程(threads)的数量

ldavg-1:最后1分钟的系统平均负载(System load average)

ldavg-5:过去5分钟的系统平均负载

ldavg-15:过去15分钟的系统平均负载

7. 系统交换活动信息监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控系统交换活动信息:

sar -    W 10 3

屏幕显示如下:

19:39:50 pswpin/s pswpout/s

19:40:00 0.00 0.00

19:40:10 0.00 0.00

19:40:20 0.00 0.00

Average: 0.00 0.00

输出项说明:

pswpin/s:每秒系统换入的交换页面(swap page)数量

pswpout/s:每秒系统换出的交换页面(swap page)数量

8. 设备使用情况监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,报告设备使用情况,需键入如下命令:

# sar -d 10 3 –p

屏幕显示如下:

17:45:54    DEV    tps    rd_sec/s    wr_sec/s    avgrq-sz    avgqu-sz    await    svctm    %util

17:46:04    scd0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

17:46:04    sda    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

17:46:04    vg_livedvd-lv_root    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

17:46:04    vg_livedvd-lv_swap    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

其中:

参数-p可以打印出sda,hdc等磁盘设备名称,如果不用参数-p,设备节点则有可能是dev8-0,dev22-0

tps:每秒从物理磁盘I/O的次数.多个逻辑请求会被合并为一个I/O磁盘请求,一次传输的大小是不确定的.

rd_sec/s:每秒读扇区的次数.

wr_sec/s:每秒写扇区的次数.

avgrq-sz:平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区).

avgqu-sz:磁盘请求队列的平均长度.

await:从请求磁盘操作到系统完成处理,每次请求的平均消耗时间,包括请求队列等待时间,单位是毫秒(1秒=1000毫秒).

svctm:系统处理每次请求的平均时间,不包括在请求队列中消耗的时间.

%util:I/O请求占CPU的百分比,比率越大,说明越饱和.

1. avgqu-sz 的值较低时,设备的利用率较高。

2. 当%util的值接近 1% 时,表示设备带宽已经占满。

要判断系统瓶颈问题,有时需几个 sar 命令选项结合起来

怀疑CPU存在瓶颈,可用 sar -u 和 sar -q 等来查看

怀疑内存存在瓶颈,可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看

怀疑I/O存在瓶颈,可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看

时间: 2024-10-05 07:19:15

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