Linux CPU占用率监控工具小结

关键词：top、perf、sar、ksar、mpstat、uptime、vmstat、pidstat、time、cpustat、xload、munin、htop、glances、atop。

1. top

top是最常用的查看系统资源使用情况的工具，包括CPU、内存等等资源。

这里主要关注CPU资源。

1.1 /proc/loadavg

load average取自/proc/loadavg。

9.53 9.12 8.37 3/889 28165

前三个数字是1、5、15分钟内进程队列中平均进程数，包括正在运行的进程+准备好等待运行的进程。

第四个数字分子表示正在运行的进程数，分母是进程总数。

最后一个数字是最近运行的进程ID号。

其中top取的是/proc/loadavg的前三个数。

1.2 top使用

打开top，可以指定更新的周期。

输入H，打开隐藏的线程；输入1，可以显示单核CPU使用情况。

其中CPU信息对应的含义如下：

us是user的意思，统计nice小于等于0的用户空间进程，也即优先级为100~120。

ni是nice的意思，统计nice大于0的用户空间进程，也即优先级为121~139。

sys是system的意思，统计内核态运行时间，不包括中断。

id是idle的意思，几系统处于空闲态。

wa是iowait的意思，统计io等待时间。

hi是hardware interrupt，统计硬件中断时间。

si是software interrupt，统计软中断时间。

最后的st是steal的意思。

2. perf

《系统级性能分析工具perf的介绍与使用》有关于perf使用的详细介绍，这里重点关注CPU占用率。

通过sudo perf top -s comm，可以查看当前系统运行进程占比。

这里不像top一样区分idle、system、user，这里的占比是各个进程在总运行时间里面占比。

通过sudo perf record记录采样信息，然后通过sudo perf report -s comm。

3. sar、ksar

要使用sar需要安装sudo apt install sysstat，然后对sysstat进行配置。

sar用于记录统计信息，ksar用于将记录的信息图形化输出。

sudo gedit /etc/default/sysstat--------------------------------将 ENABLED=“false“ 改为ENABLED=“true“。

sudo gedit /etc/cron.d/sysstat--------------------------------修改sar的周期等配置。

sudo /etc/init.d/sysstat restart--------------------------------重启sar服务

/var/log/sysstat/--------------------------------------------------sar log存放目录

使用sar记录统计信息到文件sar.txt。

LC_ALL=C sar -A > sar.txt

PS：这里直接使用sar -A，在ksar中无法正常显示。

如下执行java -jar ksar.jar，然后Data->Load from text file...选择保存的sar.txt文件。

得到如下的图表。

更详细请参考《How To Create sar Graphs With kSar To Identifying Linux Bottlenecks》、《Collect and report Linux System Activity Information with sar》。

4. mpstat

mpstat是Multiprocessor Statistics。当没有参数时，mpstat显示系统系统以来所有信息平均值。

常见用法如下，-P ALL监控所有CPU，细节显示特定CPU；10表示每10秒监控一次；20表示监控20次。

mpstat -P ALL 10 20

结果如下：

Linux 4.13.0-36-generic (xxx)     2018年08月13日     _x86_64_    (4 CPU)

11时01分09秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
11时01分19秒  all    3.44    6.26    5.15    0.13    0.00    0.20    0.00    0.00    0.00   84.82
11时01分19秒    0    3.09   13.46    3.29    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00    0.00   80.06
11时01分19秒    1    4.41    3.11    5.02    0.00    0.00    0.60    0.00    0.00    0.00   86.86
11时01分19秒    2    2.96    0.20    9.29    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00    0.00   87.45
11时01分19秒    3    3.32    7.95    3.12    0.50    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   85.11

11时01分19秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
11时01分29秒  all    3.65    6.09    5.08    0.00    0.00    0.25    0.00    0.00    0.00   84.93
11时01分29秒    0    3.92   11.07    4.63    0.00    0.00    0.20    0.00    0.00    0.00   80.18
11时01分29秒    1    4.39    1.90    3.49    0.00    0.00    0.80    0.00    0.00    0.00   89.42
11时01分29秒    2    3.35    0.10   10.14    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   86.41
11时01分29秒    3    2.91   11.26    2.21    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   83.62

usr表示用户空间进程，nice表示nice值大于0的用户空间进程。

sys是内核空间，iowait是I/O等待时间，irq是硬中断，soft是软中断，idle是空闲时间，guest和gnice都是虚拟机时间。

5. uptime

uptime是一个简单获取系统总共运行多长时间，以及最近1分钟、5分钟、15分钟的平均负载。

uptime通过/proc/uptime和/proc/loadavg获取相关信息。

up前是当前系统时间，up后是系统运行时长。

load average后是1分钟、5分钟、15分钟平均负载。

11:15:41 up 82 days, 20:34,  8 users,  load average: 0.28, 0.40, 0.43

6. vmstat

vmstat主要用于监控系统内存使用情况的工具，但是也包含一些CPU相关信息。

使用方法vmstat 5 5表示运行5次，每次5秒。结果如下：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0 472576 228688 559092 1061756    0    0     9    39    1    0  8  4 87  0  0
 1  0 472576 228184 559100 1061756    0    0     0    13 1532 3395 10  6 84  0  0
 1  0 472576 229308 559100 1061616    0    0     0     0 1446 3449 10  5 85  0  0
 0  0 472576 229592 559108 1061616    0    0     0     6 1419 3474 10  5 85  0  0
 1  0 472576 229804 559108 1061616    0    0     0     0 1446 3439 10  5 85  0  0

上面的参数可以分为6大部分：进程、内存、swap、io、中断和进程切换、cpu。

更加详细的解释：

7. pidstat

pidstat主要用于监控全部或指定进程占用系统资源的情况。

7.1 查看CPU使用情况

pidstat首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息，之后运行pidstat将显示自上次运行该命令以后的统计信息。用户可以通过指定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

pidstat -p ALL---------------------------显示所有的进程统计信息，包括idle进程。

pidstat -p ALL -t------------------------更加详细的显示了线程统计信息。

pidstat [option] interval [count]-----周期采样和采样次数

除此之外还可以通过-p获取指定进程的统计信息。

pidstat还可以通过-r获取内存使用统计信息，通过-d获取IO使用统计信息。

7.2 查看内存使用情况

pidstat -p ALL -r结果如下：

15时18分21秒   UID       PID  minflt/s  majflt/s     VSZ     RSS   %MEM  Command
15时18分21秒     0         1      0.02      0.00  185316    3028   0.08  systemd
15时18分21秒     0         2      0.00      0.00       0       0   0.00  kthreadd
15时18分21秒     0         4      0.00      0.00       0       0   0.00  kworker/0:0H
15时18分21秒     0         6      0.00      0.00       0       0   0.00  mm_percpu_wq
15时18分21秒     0         7      0.00      0.00       0       0   0.00  ksoftirqd/0
15时18分21秒     0         8      0.00      0.00       0       0   0.00  rcu_sched

minflt/s: 每秒次缺页错误次数(minor page faults)，次缺页错误次数意即虚拟内存地址映射成物理内存地址产生的page fault次数。

majflt/s: 每秒主缺页错误次数(major page faults)，当虚拟内存地址映射成物理内存地址时，相应的page在swap中，这样的page fault为major page fault，一般在内存使用紧张时产生。

VSZ: 该进程使用的虚拟内存(以kB为单位)。

RSS: 该进程使用的物理内存(以kB为单位)。

%MEM: 该进程使用内存的百分比。

Command: 拉起进程对应的命令。

7.3 查看磁盘使用情况

pidstat -p ALL -d结果如下：

15时20分40秒   UID       PID   kB_rd/s   kB_wr/s kB_ccwr/s iodelay  Command
15时20分40秒     0         1     -1.00     -1.00     -1.00 243523129  systemd
15时20分40秒     0         2     -1.00     -1.00     -1.00       0  kthreadd
15时20分40秒     0         4     -1.00     -1.00     -1.00       0  kworker/0:0H
15时20分40秒     0         6     -1.00     -1.00     -1.00       0  mm_percpu_wq
15时20分40秒     0         7     -1.00     -1.00     -1.00 714512328679  ksoftirqd/0
15时20分40秒     0         8     -1.00     -1.00     -1.00 417757303594  rcu_sched

kB_rd/s: 每秒进程从磁盘读取的数据量(以kB为单位)。

kB_wr/s: 每秒进程向磁盘写的数据量(以kB为单位)。

kB_ccwr/s:每秒进程被取消向磁盘写的数据量(以kB为单位)。

Command: 拉起进程对应的命令。

8. time

time命令可以被用于统计指定程序的CPU耗时。

比如time cksum nomachine_6.0.80_1.exe得到如下结果。

2401940638 32606752 nomachine_6.0.80_1.exe

real    0m0.263s-----------------整个操作总耗时,0.263-0.094-0.011=0.158是IO等待耗时。
user    0m0.094s-----------------用户态耗时
sys    0m0.011s------------------内核态耗时
2401940638 32606752 nomachine_6.0.80_1.exe

real    0m0.098s-----------------第二次执行就可以看出等待IO操作的时间基本上没有了。
user    0m0.097s
sys    0m0.000s

9. cpustat

通过sudo apt install cpustat安装，cpustat -T -D -x结果如下。

Load Avg 0.66 0.54 0.49, Freq Avg. 1.46 GHz, 4 CPUs online------------------------------显示Load Avg信息和平均频率等。
3791.1 Ctxt/s, 1709.9 IRQ/s, 1800.0 softIRQ/s, 0.0 new tasks/s, 1 running, 0 blocked----进程切换次数、硬中断、软中断等等统计信息。
  %CPU   %USR   %SYS   PID S  CPU   Time Task-------------------------------------------CPU占用率、用户空间和内核空间占用率等。
 25.74  25.74   0.00 11435 R    3  2.29w /usr/bin/python3
 15.84  15.84   0.00  9445 S    0  1.49w /usr/lib/xorg/Xorg
 10.89   9.90   0.99  2722 S    1  1.05w compiz
  7.92   0.00   7.92 32352 S    2 16.60s [kworker/2:1]
  0.99   0.00   0.99 32397 R    1  0.01s cpustat
  0.99   0.99   0.00 11046 S    2 16.20h compiz
  0.99   0.99   0.00  1317 S    0  8.76h /usr/NX/bin/nxnode.bin
  0.99   0.00   0.99 10293 S    1  1.24m [kworker/1:2]
 64.36  53.47  10.89 Total

Load Avg 0.66 0.54 0.49, Freq Avg. 1.75 GHz, 4 CPUs online
2834.8 Ctxt/s, 1190.9 IRQ/s, 1183.3 softIRQ/s, 0.0 new tasks/s, 4 running, 0 blocked
  %CPU   %USR   %SYS   PID S  CPU   Time Task
 25.76  25.76   0.00 11435 R    3  2.29w /usr/bin/python3
 18.18  18.18   0.00  9445 S    0  1.49w /usr/lib/xorg/Xorg
  7.58   7.58   0.00  2722 S    1  1.05w compiz
  6.06   0.00   6.06 32352 S    2 16.64s [kworker/2:1]
  1.52   0.00   1.52 32397 R    1  0.02s cpustat
  1.52   0.00   1.52     8 S    0  3.00h [rcu_sched]
  1.52   0.00   1.52 18409 S    0  1.16m update-notifier
 62.12  51.52  10.61 Total

Distribution of CPU utilisation (per Task):
% CPU Utilisation   Count   (%)
  0.00 -   1.97       706  98.88
  1.97 -   3.94         0   0.00
  3.94 -   5.91         0   0.00
  5.91 -   7.88         2   0.28
  7.88 -   9.85         0   0.00
  9.85 -  11.82         0   0.00
 11.82 -  13.79         1   0.14
 13.79 -  15.76         0   0.00
 15.76 -  17.73         1   0.14
 17.73 -  19.70         1   0.14
 19.70 -  21.67         0   0.00
 21.67 -  23.64         0   0.00
 23.64 -  25.61         2   0.28
 25.61 -  27.57         0   0.00
 27.58 -  29.54         0   0.00
 29.55 -  31.51         0   0.00
 31.52 -  33.48         0   0.00
 33.48 -  35.45         0   0.00
 35.45 -  37.42         0   0.00
 37.42 -  39.39         1   0.14

Distribution of CPU utilisation (per CPU):----------------------------------------------各CPU占用率，分用户空间和内核空间。
 CPU#   USR%   SYS%
    0  17.37   1.20
    1   8.98   2.40
    2   0.60   7.19
    3  25.75   0.00

xload

4. 其他

munin、htop、glances、atop、

原文地址：https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/9462221.html

时间： 2024-10-09 21:46:28

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