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Linux使用sar進行性能分析

• Linux使用sar進行性能分析
  • sar簡介
  • sar命令常用格式
  • sar常用性能數據分析
    • 整體CPU使用統計-u
    • 各個CPU使用統計-P
    • 內存使用情況統計-r
    • 整體IO情況-b
    • 各個IO設備情況-d
    • 網絡統計-n
    • sar日誌保存-o
  • References

sar簡介

sar（System Activity Reporter, 系統活動情況報告）: 是用於監控Linux系統各個性能的優秀工具，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。

sar命令常用格式

sar [ options ] [ <interval> [ <count> ] ]

其中：
interval: 采樣周期，單位是秒；
count：采樣次數，默認值是連續采樣；
options：命令行選項。

sar命令的選項很多，下面只列出常用選項：
-A：所有報告的總和
-u：輸出整體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

sar常用性能數據分析

下文將說明如何使用sar獲取以下性能分析數據：
- 整體CPU使用統計
- 各個CPU使用統計
- 內存使用情況統計
- 整體I/O情況
- 各個I/O設備情況
- 網絡統計

整體CPU使用統計(-u)

使用-u選項，sar輸出整體CPU的使用情況，不加選項時，默認使用的就是-u選項。以下命令顯示采樣時間為3s，采樣次數為2次，整體CPU的使用情況：
sar 3 2 (或者 sar -u 3 2)

[root@HB05-uhost-130-157 tmp]# sar 3 2
Linux 2.6.32-279.19.31.el6.ucloud.x86_64 (HB05-uhost-130-157)   01/17/2017  _x86_64_    (32 CPU)

11:58:50 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
11:58:53 PM     all     13.25      0.00      3.16      3.72      0.00     79.87
11:58:56 PM     all     12.69      0.00      3.04      4.77      0.00     79.50
Average:        all     12.97      0.00      3.10      4.25      0.00     79.69
[root@HB05-uhost-130-157 tmp]# sar -u 3 2
Linux 2.6.32-279.19.31.el6.ucloud.x86_64 (HB05-uhost-130-157)   01/17/2017  _x86_64_    (32 CPU)

11:59:02 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
11:59:05 PM     all     22.24      0.00      3.60      8.14      0.00     66.02
11:59:08 PM     all     21.26      0.00      4.28      6.95      0.00     67.51
Average:        all     21.75      0.00      3.94      7.55      0.00     66.77
 

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輸出項說明：
CPU：all表示統計信息為所有CPU的平均值。
%usr：CPU在用戶態執行進程的時間百分比。
%nice：CPU在用戶態模式下，用於nice操作，所占用CPU總時間的百分比。
%system：CPU處在內核態執行進程的時間百分比。
%iowait：CPU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：CPU空閑時間百分比。
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

各個CPU使用統計(-P)

“-P ALL”選項指示對每個內核輸出統計信息：

其中”CPU”列輸出0,1,2,3,4,5指示對應的cpu核。也可針對單獨一個內核顯示，“-P 1”指示顯示第二個內核的統計信息。

內存使用情況統計(-r)

使用-r選項可顯示內存統計信息，以下命令顯示以1秒為采樣時間，顯示2次內存信息：
sar -r 1 2

整體I/O情況(-b)

使用-b選項，可以顯示磁盤I/O的使用情況：Report I/O and transfer rate statistics.
sar -b 3 2

輸出項說明：
tps: 每秒向磁盤設備請求數據的次數，包括讀、寫請求，為rtps與wtps的和。出於效率考慮，每一次IO下發後並不是立即處理請求，而是將請求合並(merge)，這裏tps指請求合並後的請求計數。
rtps: 每秒向磁盤設備的讀請求次數
wtps: 每秒向磁盤設備的寫請求次數
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

各個I/O設備情況(-d)

使用-d選項可以顯示各個磁盤的統計信息，再增加-p選項可以以sdX的形式顯示設備名稱：
sar -d -p 3 2

輸出項說明：
rd_sec/s: 每秒從設備讀取的扇區數
wr_sec/s: 每秒往設備寫入的扇區數
avgrq-sz: 發送給設備的請求的平均大小（以扇區為單位）
avgqu-sz: 發送給設備的請求隊列的平均長度
await ：服務等待I/O請求的平均時間，包括請求隊列等待時間 (單位毫秒)
svctm ：設備處理I/O請求的平均時間，不包括請求隊列等待時間 (單位毫秒)
%util ：一秒中有百分之多少的時間用於 I/O 操作，即被io消耗的cpu百分比。

備註：
- 如果 %util 接近 100%，說明產生的I/O請求太多，I/O系統已經滿負荷，該磁盤可能存在瓶頸。
- 如果 svctm 比較接近 await，說明 I/O 幾乎沒有等待時間；如果 await 遠大於 svctm，說明I/O 隊列太長，io響應太慢，則需要進行必要優化。
- 如果avgqu-sz比較大，也表示有當量io在等待。

網絡統計(-n)

使用-n選項可以對網絡使用情況進行顯示，-n後接關鍵詞”DEV”可顯示eth0、eth1等網卡的信息：
sar -n DEV 1 1

以上主要輸出含義如下：
IFACE: Name of the network interface for which statistics are reported.
rxpck/s: Total number of packets received per second.
txpck/s: Total number of packets transmitted per second.
rxkB/s: Total number of kilobytes(kB) received per second.
txkB/s: Total number of kilobytes(kB) transmitted per second.
rxcmp/s: Number of compressed packets received per second (for cslip etc.).
txcmp/s: Number of compressed packets transmitted per second.
rxmcst/s: Number of multicast packets received per second.

sar日誌保存(-o)

最後講一下如何保存sar日誌，使用-o選項，我們可以把sar統計信息保存到一個指定的文件，對於保存的日誌，我們可以使用-f選項讀取：

linux:~ # sar -n DEV 1 10 -o sar.out
linux:~ # sar -d 1 10 -f sar.out
相比將結果重定向到一個文件，使用-o選項，可以保存更多的系統資源信息。

References:

1 http://www.thegeekstuff.com/2011/03/sar-examples/
2 http://www.cnblogs.com/bangerlee/articles/2545747.html
3 http://www.cnblogs.com/xianghang123/archive/2011/08/25/2153591.html
4 http://www.chinaz.com/server/2013/0401/297942.shtml

Linux使用sar進行性能分析