Linux vmstat命令--监控CPU 性能分析

top是给Linux设计的。在FreeBSD VM里面的Free概念和其他OS完全不同,使用top查看Free内存对于FreeBSD来说可以说没什么意义。正确的方法是看vmstat。

vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写, 是实时系统监控工具。该命令通过使用knlist子程序和/dev/kmen伪设备驱动器访问这些数据,输出信息直接打印在屏幕。vmstat反馈的与CPU相关的信息包括:

(1)多少任务在运行

(2)CPU使用的情况

(3)CPU收到多少中断

(4)发生多少上下文切换

使用方法:

一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的,第一个参数是采样的时间间隔数,单位是秒,第二个参数是采样的次数,如:

root@ubuntu:~# vmstat 2 1

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----

r  b  swpd  free  buff  cache  si  so    bi    bo  in  cs us sy id wa

1  0      0 3498472 315836 3819540    0    0    0    1    2    0  0  0 100  0

2表示每个两秒采集一次服务器状态,1表示只采集一次。

Linux下vmstat输出释疑:

Vmstat

procs ---- ------------------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----

r       b      swpd    free    buff    cache      si      so   bi     bo   in      cs     us sy id wa

0      0    100152 2436  97200  289740    0       1   34     45   99     33    0   0  99 0

procs

r 列表示运行和等待cpu时间片的进程数,如果长期大于1,说明cpu不足,需要增加cpu。当这个值超过了CPU数目,就会出现CPU瓶颈了。

b 列表示在等待资源的进程数,比如正在等待I/O、或者内存交换等。

cpu 表示cpu的使用状态

us 列显示了用户方式下所花费 CPU 时间的百分比。us的值比较高时,说明用户进程消耗的cpu时间多,但是如果长期大于50%,需要考虑优化用户的程序。

sy 列显示了内核进程所花费的cpu时间的百分比。这里us + sy的参考值为80%,如果us+sy 大于 80%说明可能存在CPU不足。系统CPU时间,如果太高,表示系统调用时间长,例如是IO操作频繁。

wa 列显示了IO等待所占用的CPU时间的百分比。这里wa的参考值为30%,如果wa超过30%,说明IO等待严重,这可能是磁盘大量随机访问造成的,也可能磁盘或者磁盘访问控制器的带宽瓶颈造成的(主要是块操作)。

id 列显示了cpu处在空闲状态的时间百分比。空闲 CPU时间,一般来说,id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率,us是用户CPU使用率,sy是系统CPU使用率。

system 显示采集间隔内发生的中断数

in 列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。

cs列表示每秒产生的上下文切换次数,如当 cs 比磁盘 I/O 和网络信息包速率高得多,都应进行进一步调查。每秒上下文切换次数,例如我们调用系统函数,就要进行上下文切换,线程的切换,也要进程上下文切换,这个值要越小越好,太大了,要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中,我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试,选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调,压测,直到cs到一个比较小的值,这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是,每次调用系统函数,我们的代码就会进入内核空间,导致上下文切换,这个是很耗资源,也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换,导致CPU干正经事的时间少了,CPU没有充分利用,是不可取的。

memory

swpd 切换到内存交换区的内存数量(k表示)。如果swpd的值不为0,或者比较大,比如超过了100m,只要si、so的值长期为0,系统性能还是正常。否则,表示你的机器物理内存不足了,如果不是程序内存泄露的原因,那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。

free 当前的空闲页面列表中内存数量(k表示)

buff 作为buffer cache的内存数量,一般对块设备的读写才需要缓冲。

cache: 作为page cache的内存数量,一般作为文件系统的cache,如果cache较大,说明用到cache的文件较多,如果此时IO中bi比较小,说明文件系统效率比较好。

swap

si 由内存进入内存交换区数量。

so由内存交换区进入内存数量。

IO

bi 从块设备读入数据的总量(读磁盘)(每秒kb)。

bo 块设备写入数据的总量(写磁盘)(每秒kb)

这里我们设置的bi+bo参考值为1000,如果超过1000,而且wa值较大应该考虑均衡磁盘负载,可以结合iostat输出来分析。

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