使用 sar 和 kSar 來發現 Linux 效能瓶頸
sar命令用用收集、報告、或者儲存 UNIX /Linux系統的活動資訊。它儲存選擇的計數器到作業系統的/var/log/sa/sadd檔案中。從收集的資料中,你可以得到許多關於你的伺服器的資訊:
- CPU 使用率
- 記憶體頁面和使用率
- 網路 I/O 和傳輸統計
- 程序建立活動
- 所有的塊裝置活動
- 每秒中斷數等等
sar命令的輸出能夠用於識別伺服器瓶頸。但是,分析sar命令提供的資訊可能比較困難,所以要使用 kSar 工具。kSar 工具可以將sar命令的輸出繪製成基於時間週期的、易於理解的圖表。
sysstat 包sar、sa1、和sa2命令都是 sysstat 包的一部分。它是 Linux 包含的效能監視工具集合。
- sar:顯示資料
- sa1和sa2:收集和儲存資料用於以後分析。sa2shell 指令碼在/var/log/sa目錄中每日寫入一個報告。sa1shell 指令碼將每日的系統活動資訊以二進位制資料的形式寫入到檔案中。
- sadc —— 系統活動資料收集器。你可以通過修改sa1和sa2指令碼去配置各種選項。它們位於以下的目錄:
- /usr/lib64/sa/sa1(64 位)或者/usr/lib/sa/sa1(32 位) —— 它呼叫sadc去記錄報告到/var/log/sa/sadX格式。
- /usr/lib64/sa/sa2(64 位)或者/usr/lib/sa/sa2(32 位) —— 它呼叫sar去記錄報告到/var/log/sa/sarX格式。
在一個基於CentOS/RHEL 的系統上,輸入如下的yum 命令[1]去安裝 sysstat:
# yum install sysstat
示例輸出如下:
Loaded plugins: downloadonly, fastestmirror, priorities, : protectbase, security Loading mirror speeds from cached hostfile * addons: mirror.cs.vt.edu * base: mirror.ash.fastserv.com * epel: serverbeach1.fedoraproject.org * extras: mirror.cogentco.com * updates: centos.mirror.nac.net 0 packages excluded due to repository protections Setting up Install Process Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package sysstat.x86_64 0:7.0.2-3.el5 set to be updated --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved ==================================================================== Package Arch Version Repository Size ==================================================================== Installing: sysstat x86_64 7.0.2-3.el5 base 173 k Transaction Summary ==================================================================== Install 1 Package(s) Update 0 Package(s) Remove 0 Package(s) Total download size: 173 k Is this ok [y/N]: y Downloading Packages: sysstat-7.0.2-3.el5.x86_64.rpm | 173 kB 00:00 Running rpm_check_debug Running Transaction Test Finished Transaction Test Transaction Test Succeeded Running Transaction Installing : sysstat 1/1 Installed: sysstat.x86_64 0:7.0.2-3.el5 Complete!
編輯/etc/sysconfig/sysstat檔案去指定日誌檔案儲存多少天(最長為一個月):
# vi /etc/sysconfig/sysstat
示例輸出如下 :
# keep log for 28 days # the default is 7 HISTORY=28
儲存並關閉這個檔案。
找到 sar 預設的 cron 作業預設的 cron 作業位於[2]/etc/cron.d/sysstat:
# cat /etc/cron.d/sysstat
示例輸出如下:
# run system activity accounting tool every 10 minutes */10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 1 1 # generate a daily summary of process accounting at 23:53 53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A告訴 sadc 去報告磁碟的統計資料
使用一個文字編輯器去編輯/etc/cron.d/sysstat檔案,比如使用vim命令,輸入如下:
# vi /etc/cron.d/sysstat
像下面的示例那樣更新這個檔案,以記錄所有的硬碟統計資料(-d選項強制記錄每個塊裝置的統計資料,而-I選項強制記錄所有系統中斷的統計資料):
# run system activity accounting tool every 10 minutes */10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 -I -d 1 1 # generate a daily summary of process accounting at 23:53 53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A
在 CentOS/RHEL 7.x 系統上你需要傳遞-S DISK選項去收集塊裝置的資料。傳遞-S XALL選項去採集如下所列的資料:
- 磁碟
- 分割槽
- 系統中斷
- SNMP
- IPv6
# Run system activity accounting tool every 10 minutes */10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 -S DISK 1 1 # 0 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 600 6 & # Generate a daily summary of process accounting at 23:53 53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A # Run system activity accounting tool every 10 minutes
儲存並關閉這個檔案。
開啟 CentOS/RHEL 版本 5.x/6.x 的服務輸入如下命令:
chkconfig sysstat on service sysstat start
示例輸出如下:
Calling the system activity data collector (sadc):
對於 CentOS/RHEL 7.x,執行如下的命令:
# systemctl enable sysstat # systemctl start sysstat.service # systemctl status sysstat.service
示例輸出:
● sysstat.service - Resets System Activity Logs Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/sysstat.service; enabled; vendor preset: enabled) Active: active (exited) since Sat 2018-01-06 16:33:19 IST; 3s ago Process: 28297 ExecStart=/usr/lib64/sa/sa1 --boot (code=exited, status=0/SUCCESS) Main PID: 28297 (code=exited, status=0/SUCCESS) Jan 06 16:33:19 centos7-box systemd[1]: Starting Resets System Activity Logs... Jan 06 16:33:19 centos7-box systemd[1]: Started Resets System Activity Logs.如何使用 sar?如何檢視統計資料?
使用sar命令去顯示作業系統中選定的累積活動計數器輸出。在這個示例中,執行sar命令列,去實時獲得 CPU 使用率的報告:
# sar -u 3 10
示例輸出:
Linux 2.6.18-164.2.1.el5 (www-03.nixcraft.in) 12/14/2009 09:49:47 PM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 09:49:50 PM all 5.66 0.00 1.22 0.04 0.00 93.08 09:49:53 PM all 12.29 0.00 1.93 0.04 0.00 85.74 09:49:56 PM all 9.30 0.00 1.61 0.00 0.00 89.10 09:49:59 PM all 10.86 0.00 1.51 0.04 0.00 87.58 09:50:02 PM all 14.21 0.00 3.27 0.04 0.00 82.47 09:50:05 PM all 13.98 0.00 4.04 0.04 0.00 81.93 09:50:08 PM all 6.60 6.89 1.26 0.00 0.00 85.25 09:50:11 PM all 7.25 0.00 1.55 0.04 0.00 91.15 09:50:14 PM all 6.61 0.00 1.09 0.00 0.00 92.31 09:50:17 PM all 5.71 0.00 0.96 0.00 0.00 93.33 Average: all 9.24 0.69 1.84 0.03 0.00 88.20
其中:
- 3 表示間隔時間
- 10 表示次數
檢視程序建立的統計資料,輸入:
# sar -c 3 10
檢視 I/O 和傳輸率統計資料,輸入:
# sar -b 3 10
檢視記憶體頁面統計資料,輸入:
# sar -B 3 10
檢視塊裝置統計資料,輸入:
# sar -d 3 10
檢視所有中斷的統計資料,輸入:
# sar -I XALL 3 10
檢視網路裝置特定的統計資料,輸入:
# sar -n DEV 3 10 # sar -n EDEV 3 10
檢視 CPU 特定的統計資料,輸入:
# sar -P ALL # Only 1st CPU stats # sar -P 1 3 10
檢視佇列長度和平均負載的統計資料,輸入:
# sar -q 3 10
檢視記憶體和交換空間的使用統計資料,輸入:
# sar -r 3 10 # sar -R 3 10
檢視 inode、檔案、和其它核心表統計資料狀態,輸入:
# sar -v 3 10
檢視系統切換活動統計資料,輸入:
# sar -w 3 10
檢視交換統計資料,輸入:
# sar -W 3 10
檢視一個 PID 為 3256 的 Apache 程序,輸入:
# sar -x 3256 3 10kSar 介紹
sar和sadf提供了基於命令列介面的輸出。這種輸出可能會使新手使用者/系統管理員感到無從下手。因此,你需要使用 kSar,它是一個圖形化顯示你的sar資料的 Java 應用程式。它也允許你以 PDF/JPG/PNG/CSV 格式匯出資料。你可以用三種方式去載入資料:本地檔案、執行本地命令、以及通過 SSH 遠端執行的命令。kSar 可以處理下列作業系統的sar輸出:
- Solaris 8, 9 和 10
- Mac OS/X 10.4+
- Linux (Systat Version >= 5.0.5)
- AIX (4.3 & 5.3)
- HPUX 11.00+
訪問官方[3]網站去獲得最新版本的原始碼。使用wget[4]去下載原始碼,輸入:
$ wget https://github.com/vlsi/ksar/releases/download/v5.2.4-snapshot-652bf16/ksar-5.2.4-SNAPSHOT-all.jar如何執行 kSar?
首先要確保你的機器上JAVA jdk[5]已安裝並能夠正常工作。輸入下列命令去啟動 kSar:
$ java -jar ksar-5.2.4-SNAPSHOT-all.jar
kSar welcome screen
接下來你將看到 kSar 的主視窗,和有兩個選單的面板。
kSar - the main window
左側有一個列表,是 kSar 根據資料已經解析出的可用圖表的列表。右側視窗將展示你選定的圖表。
如何使用 kSar 去生成 sar 圖表?首先,你需要從命名為 server1 的伺服器上採集sar命令的統計資料。輸入如下的命令:
[ server1 ]# LC_ALL=C sar -A > /tmp/sar.data.txt
接下來,使用scp命令從本地桌面拷貝到遠端電腦上:
[ desktop ]$ scp [email protected]:/tmp/sar.data.txt /tmp/
切換到 kSar 視窗,點選 “Data” > “Load data from text file” > 從/tmp/中選擇sar.data.txt> 點選 “Open” 按鈕。
現在,圖表型別樹已經出現在左側面板中並選定了一個圖形:
Linux kSar Processes for server1
Linux Disk I/O Stats Using kSar
Linux Memory paging and its utilization stats
放大和縮小
通過移動你可以互動式縮放影象的一部分。在要縮放的影象的左上角點選並按下滑鼠,移動到要縮放區域的右下角,可以選定要縮放的區域。返回到未縮放狀態,點選並拖動滑鼠到除了右下角外的任意位置,你也可以點選並選擇 zoom 選項。
瞭解 kSar 影象和 sar 資料
我強烈建議你去閱讀sar和sadf命令的 man 頁面:
$ man sar $ man sadf案例學習:識別 Linux 伺服器的 CPU 瓶頸
使用sar命令和 kSar 工具,可以得到記憶體、CPU、以及其它子系統的詳細快照。例如,如果 CPU 使用率在一個很長的時間內持續高於 80%,有可能就是出現了一個 CPU 瓶頸。使用sar -x ALL你可以找到大量消耗 CPU 的程序。
mpstat 命令[6]的輸出(sysstat 包的一部分)也會幫你去了解 CPU 的使用率。但你可以使用 kSar 很容易地去分析這些資訊。
找出 CPU 瓶頸後 …對 CPU 執行如下的調整:
- 確保沒有不需要的程序在後臺執行。關閉Linux 上所有不需要的服務[7]。
- 使用cron[8]在一個非高峰時刻執行任務(比如,備份)。
- 使用top 和 ps 命令[9]去找出所有非關鍵的後臺作業/服務。使用renice 命令[10]去調整低優先順序作業。
- 使用taskset 命令去設定程序使用的 CPU[11](解除安裝所使用的 CPU),即,繫結程序到不同的 CPU 上。例如,在 2# CPU 上執行 MySQL 資料庫,而在 3# CPU 上執行 Apache。
- 確保你的系統使用了最新的驅動程式和韌體。
- 如有可能在系統上增加額外的 CPU。
- 為單執行緒應用程式使用更快的 CPU(比如,Lighttpd web 伺服器應用程式)。
- 為多執行緒應用程式使用多個 CPU(比如,MySQL 資料庫伺服器應用程式)。
- 為一個 web 應用程式使用多個計算節點並設定一個負載均衡器[12]。
isag命令圖形化顯示了以前執行sar命令時儲存在二進位制檔案中的系統活動資料。isag命令引用sar並提取出它的資料來繪製圖形。與 kSar 相比,isag的選項比較少。
Fig.06: isag CPU utilization graphs