linux 性能分析
查看性能順序：
[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
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Linux CPU實時監控mpstat命令詳解
簡介
mpstat是Multiprocessor Statistics的縮寫，是實時系統監控工具。其報告與CPU的一些統計信息，這些信息存放在/proc/stat文件中。在多CPUs系統裏，其不但能查看所有CPU的平均狀況信息，而且能夠查看特定CPU的信息。mpstat最大的特點是：可以查看多核心cpu中每個計算核心的統計數據；而類似工具vmstat只能查看系統整體cpu情況。
語法
mpstat [-P {|ALL}] [internal [count]]
參數 解釋-P {|ALL} 表示監控哪個CPU， cpu在[0,cpu個數-1]中取值
internal 相鄰的兩次采樣的間隔時間、
count 采樣的次數，count只能和delay一起使用
當沒有參數時，mpstat則顯示系統啟動以後所有信息的平均值。有interval時，第一行的信息自系統啟動以來的平均信息。從第二行開始，輸出為前一個interval時間段的平均信息。
實例
查看多核CPU核心的當前運行狀況信息， 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
如果要看每個cpu核心的詳細當前運行狀況信息，輸出如下：
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
字段的含義如下
%user 在internal時間段裏，用戶態的CPU時間(%)，不包含nice值為負進程 (usr/total)*100%nice 在internal時間段裏，nice值為負進程的CPU時間(%) (nice/total)*100%sys 在internal時間段裏，內核時間(%) (system/total)*100%iowait 在internal時間段裏，硬盤IO等待時間(%) (iowait/total)*100%irq 在internal時間段裏，硬中斷時間(%) (irq/total)*100%soft 在internal時間段裏，軟中斷時間(%) (softirq/total)*100%idle 在internal時間段裏，CPU除去等待磁盤IO操作外的因為任何原因而空閑的時間閑置時間(%) (idle/total)*100
計算公式如下
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 表示當前值，_pre表示interval時間前的值。上表中的所有值可取到兩位小數點。
-----------------------------------sar------------------------------------------
sar（System Activity Reporter系統活動情況報告）是目前 Linux 上最為全面的系統性能分析工具之一，可以從多方面對系統的活動進行報告，包括：文件的讀寫情況、系統調用的使用情況、磁盤I/O、CPU效率、內存使用狀況、進程活動及IPC有關的活動等。本文主要以CentOS 6.3 x64系統為例，介紹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)為采樣間隔，n(10)為采樣次數，默認值是1；
-o file表示將命令結果以二進制格式存放在文件中，file 是文件名。
options 為命令行選項，sar命令常用選項如下：
-A：所有報告的總和
-u：輸出CPU使用情況的統計信息
-v：輸出inode、文件和其他內核表的統計信息
-d：輸出每一個塊設備的活動信息
-r：輸出內存和交換空間的統計信息
-b：顯示I/O和傳送速率的統計信息
-a：文件讀寫情況
-c：輸出進程統計信息，每秒創建的進程數
-R：輸出內存頁面的統計信息
-y：終端設備活動情況
-w：輸出系統交換活動信息
1. CPU資源監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，觀察CPU 的使用情況，並將采樣結果以二進制形式存入當前目錄下的文件test中，需鍵入如下命令：
sar -u -o test 10 3
屏幕顯示如下：
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
輸出項說明：
CPU：all 表示統計信息為所有 CPU 的平均值。
%user：顯示在用戶級別(application)運行使用 CPU 總時間的百分比。
%nice：顯示在用戶級別，用於nice操作，所占用 CPU 總時間的百分比。
%system：在核心級別(kernel)運行所使用 CPU 總時間的百分比。
%iowait：顯示用於等待I/O操作占用 CPU 總時間的百分比。
%steal：管理程序(hypervisor)為另一個虛擬進程提供服務而等待虛擬 CPU 的百分比。
%idle：顯示 CPU 空閑時間占用 CPU 總時間的百分比。
1. 若 %iowait 的值過高，表示硬盤存在I/O瓶頸
2. 若 %idle 的值高但系統響應慢時，有可能是 CPU 等待分配內存，此時應加大內存容量
3. 若 %idle 的值持續低於1，則系統的 CPU 處理能力相對較低，表明系統中最需要解決的資源是 CPU 。
如果要查看二進制文件test中的內容，需鍵入如下sar命令：
sar -u -f test
2. inode、文件和其他內核表監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，觀察核心表的狀態，需鍵入如下命令：
sar -v 10 3
屏幕顯示如下：
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
輸出項說明：
dentunusd：目錄高速緩存中未被使用的條目數量
file-nr：文件句柄（file handle）的使用數量
inode-nr：索引節點句柄（inode handle）的使用數量
pty-nr：使用的pty數量
3. 內存和交換空間監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，監控內存分頁：
sar -r 10 3
屏幕顯示如下：
輸出項說明：
kbmemfree：這個值和free命令中的free值基本一致,所以它不包括buffer和cache的空間.
kbmemused：這個值和free命令中的used值基本一致,所以它包括buffer和cache的空間.
%memused：這個值是kbmemused和內存總量(不包括swap)的一個百分比.
kbbuffers和kbcached：這兩個值就是free命令中的buffer和cache.
kbcommit：保證當前系統所需要的內存,即為了確保不溢出而需要的內存(RAM+swap).
%commit：這個值是kbcommit與內存總量(包括swap)的一個百分比.
4. 內存分頁監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，監控內存分頁：
sar -B 10 3
屏幕顯示如下：
輸出項說明：
pgpgin/s：表示每秒從磁盤或SWAP置換到內存的字節數(KB)
pgpgout/s：表示每秒從內存置換到磁盤或SWAP的字節數(KB)
fault/s：每秒鐘系統產生的缺頁數,即主缺頁與次缺頁之和(major + minor)
majflt/s：每秒鐘產生的主缺頁數.
pgfree/s：每秒被放入空閑隊列中的頁個數
pgscank/s：每秒被kswapd掃描的頁個數
pgscand/s：每秒直接被掃描的頁個數
pgsteal/s：每秒鐘從cache中被清除來滿足內存需要的頁個數
%vmeff：每秒清除的頁(pgsteal)占總掃描頁(pgscank+pgscand)的百分比
5. I/O和傳送速率監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，報告緩沖區的使用情況，需鍵入如下命令：
sar -b 10 3
屏幕顯示如下：
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
輸出項說明：
tps：每秒鐘物理設備的 I/O 傳輸總量
rtps：每秒鐘從物理設備讀入的數據總量
wtps：每秒鐘向物理設備寫入的數據總量
bread/s：每秒鐘從物理設備讀入的數據量，單位為 塊/s
bwrtn/s：每秒鐘向物理設備寫入的數據量，單位為 塊/s
6. 進程隊列長度和平均負載狀態監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，監控進程隊列長度和平均負載狀態：
sar -q 10 3
屏幕顯示如下：
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
輸出項說明：
runq-sz：運行隊列的長度（等待運行的進程數）
plist-sz：進程列表中進程（processes）和線程（threads）的數量
ldavg-1：最後1分鐘的系統平均負載（System load average）
ldavg-5：過去5分鐘的系統平均負載
ldavg-15：過去15分鐘的系統平均負載
7. 系統交換活動信息監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，監控系統交換活動信息：
sar - W 10 3
屏幕顯示如下：
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
輸出項說明：
pswpin/s：每秒系統換入的交換頁面（swap page）數量
pswpout/s：每秒系統換出的交換頁面（swap page）數量
8. 設備使用情況監控
例如，每10秒采樣一次，連續采樣3次，報告設備使用情況，需鍵入如下命令：
# sar -d 10 3 –p
屏幕顯示如下：
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：
參數-p可以打印出sda,hdc等磁盤設備名稱,如果不用參數-p,設備節點則有可能是dev8-0,dev22-0
tps:每秒從物理磁盤I/O的次數.多個邏輯請求會被合並為一個I/O磁盤請求,一次傳輸的大小是不確定的.
rd_sec/s:每秒讀扇區的次數.
wr_sec/s:每秒寫扇區的次數.
avgrq-sz:平均每次設備I/O操作的數據大小(扇區).
avgqu-sz:磁盤請求隊列的平均長度.
await:從請求磁盤操作到系統完成處理,每次請求的平均消耗時間,包括請求隊列等待時間,單位是毫秒(1秒=1000毫秒).
svctm:系統處理每次請求的平均時間,不包括在請求隊列中消耗的時間.
%util:I/O請求占CPU的百分比,比率越大,說明越飽和.
1. avgqu-sz 的值較低時，設備的利用率較高。
2. 當%util的值接近 1% 時，表示設備帶寬已經占滿。
要判斷系統瓶頸問題，有時需幾個 sar 命令選項結合起來
懷疑CPU存在瓶頸，可用 sar -u 和 sar -q 等來查看
懷疑內存存在瓶頸，可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等來查看
懷疑I/O存在瓶頸，可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等來查看
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