如何理解CPU、記憶體、磁碟的關係？

這些子系統之間關係是彼此聯絡，相互彼此依賴的

1.程序

對於程序來說，資料是存放在記憶體中的，程序的執行需要使用CPU，程序讀寫資料需要跟磁碟打交道。

2.記憶體

當記憶體不足時需要跟磁碟進行頁(page)交換，swap交換，從而產生磁碟IO。po,so釋放實體記憶體，pi,si增加實體記憶體使用。交換分頁的過程需要佔用cpu時間。 (記憶體佔用過高)

3.磁碟

當磁碟IO負載過高時，需要監控swap和系統分割槽，要確保virtual memory不是檔案系統I/O 的瓶頸。磁碟的相當慢的，當iowait 增長,表示CPU花費大量的時間在等待磁碟IO，此時CPU Bound的應用處理將受到影響（磁碟IO過高）

4.如何理解paging in / paging out ?

• 在Linux記憶體管理中，主要是通過“調頁Paging”和“交換Swapping”來完成上述的記憶體排程。調頁演算法是將記憶體中最近不常使用的頁面換到磁碟上，把活動頁面保留在記憶體中供程序使用。交換技術是將整個程序，而不是部分頁面，全部交換到磁碟上。
• 分頁(Page)寫入磁碟的過程被稱作Page-Out，分頁(Page)從磁碟重新回到記憶體的過程被稱作Page-In。當核心需要一個分頁時，但發現此分頁不在實體記憶體中(因為已經被Page-Out了)，此時就發生了分頁錯誤（Page Fault）。
• 當系統核心發現可執行記憶體變少時，就會通過Page-Out來釋放一部分實體記憶體。經管Page-Out不是經常發生，但是如果Page-out頻繁不斷的發生，直到當核心管理分頁的時間超過執行程式的時間時，系統效能會急劇下降。這時的系統已經執行非常慢或進入暫停狀態，這種狀態亦被稱作thrashing(顛簸)。
• 可以通過vmstat -s 檢視 paged in/out 數量

5.如何監控作業系統的資源？

• CPU監控：top(利用率)， uptime(執行佇列數)， vmstat(上下文切換數)， jprofile(方法佔用cpu時間百分比)
• 記憶體監控:top， free(利用率)， vmstat(page和swap交換)， pidstat -r和sar -B(page fault)， jmap -heap(堆dump)， mat和jprofiler(檢視物件)
• 磁碟監控：iostat(%util)， top(iowait%)， pidstat -d
• 網路監控：netstat(連線數)， nethogs(流量)， wireshark和tcpdump(抓包)
• JVM監控：jstat(gc)， jmap(堆dump)， jstack(執行緒dump)， jprofiler和visualvm(剖析工具)
• nmon(長時間全域性收集資料)

6.如何理解上下文切換（context switch）?

　　每個CPU（或多核CPU中每個核心）在同一時間只能執行一個執行緒，Linux採用搶佔式排程。即為每個執行緒分配一定的執行時間，當到達執行時間，執行緒中有IO阻塞或高優先順序執行緒要執行時，Linux將切換執行的執行緒，在切換時要儲存目前執行緒的執行狀態，並恢復要執行的執行緒狀態，這個過程稱之為上下文切換。對於java應用，典型的是在進行檔案IO操作，網路IO操作，鎖等待或執行緒sleep時，當前執行緒會進入阻塞或者休眠狀態，從而觸發上下文切換，上下文切換過多會造成核心佔用過多的CPU使用，使得應用的響應速度下降。

　　vmstat其中cs那一列

7.如何理解磁碟IO？

• 磁碟IO速度是非常慢的，linux核心就是要儘量降低IO
• 記憶體不足時會進行頁交換，產生磁碟IO
• CPU Bound型別應用，當磁碟IO過多，iowait過大時會影響效能。