vmstat详解

一、前言

    vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。

二、虚拟内存原理

    在系统中运行的每个进程都需要使用到内存，但不是每个进程都需要每时每刻使用系统分配的内存空间。当系统运行所需内存超过实际的物理内存，内核会释放某些进程所占用但未使用的部分或所有物理内存，将这部分资料存储在磁盘上直到进程下一次调用，并将释放出的内存提供给有需要的进程使用。

    在Linux内存管理中，主要是通过“调页Paging”和“交换Swapping”来完成上述的内存调度。调页算法是将内存中最近不常使用的页面换到磁盘上，把活动页面保留在内存中供进程使用。交换技术是将整个进程，而不是部分页面，全部交换到磁盘上。

    分页(Page)写入磁盘的过程被称作Page-Out，分页(Page)从磁盘重新回到内存的过程被称作Page-In。当内核需要一个分页时，但发现此分页不在物理内存中(因为已经被Page-Out了)，此时就发生了分页错误（Page Fault）。

    当系统内核发现可运行内存变少时，就会通过Page-Out来释放一部分物理内存。经管Page-Out不是经常发生，但是如果Page-out频繁不断的发生，直到当内核管理分页的时间超过运行程式的时间时，系统效能会急剧下降。这时的系统已经运行非常慢或进入暂停状态，这种状态亦被称作thrashing(颠簸)。

三、vmstat用法说明

vmstat 

    -a：显示活跃和非活跃内存

    -f：显示从系统启动至今的fork数量 。

    -m：显示slabinfo

    -n：只在开始时显示一次各字段名称。

    -s：显示内存相关统计信息及多种系统活动数量。

    delay：刷新时间间隔。如果不指定，只显示一条结果。

    count：刷新次数。如果不指定刷新次数，但指定了刷新时间间隔，就会一直刷新，直到手动终止

    -d：显示磁盘相关统计信息。

    -p：显示指定磁盘分区统计信息 

    -S：使用指定单位显示。参数有 k 、K 、m 、M ，分别代表1000、1024、1000000、1048576字节（byte）。默认单位为K（1024 bytes） 

示例：

    

字段说明：

    procs：

        r：运行队列中进程数量，一般不应该大于cpu数量，如果长期大于cpu数量，则考虑对cpu进行调优

        b：等待资源的进程数，如I/O等待

    memory：

        swpd：使用虚拟内存的大小，如果swpd的值不为0，但是si，so的值长期为0，这种情况不会影响系统性能，因为linux会主动去使用swap，在sysctl中有个参数为vm.swappiness，默认为60，在内存足够时，建议设成0

        free：空闲物理内存大小

        buff：用作缓冲区的内存大小

        cache：用作缓存的内存大小

    swap：

        si：每秒从交换分区置换到内存的大小，由磁盘写入内存

        so：每秒从内存置换到交换分区的大小，由内存写入磁盘

        内存够用的时候，这2个值都是0，如果这2个值长期大于0时，系统性能会受到影响，磁盘IO和CPU资源都会被消耗。

    io：

        bi：每秒读取的块数，在linux上可以通过tunefs来查看块大小，以计算每秒读取的数据大小

        bo：每秒写入的块数

        这两个值越大，CPU在IO等待的值就会越大

    system：

        in：每秒处理的中断数，包括时钟中断

        cs：每秒上下文切换数

        这两个值越大，则内核消息的CPU时间越大

    CPU：

        us：用户进程消耗的cpu

        sy：内核系统进程消耗的cpu

        wa：IO等待造成的cpu消耗，如果该值高时，可能由于磁盘大量随机访问导致，也可能是磁盘出现瓶颈

        id：空闲的cpu