linux服务器历险之linux性能监控

1、uptime
uptime命令用于查看服务器运行了多长时间以及有多少个用户登录，快速获知服务器的负荷情况。
uptime的输出包含一项内容是load average，显示了最近1-，5-，15分钟的负荷情况。它的值代表等待CPU处理的进程数，如果CPU没有时间处理这些进程，load average值会升高；反之则会降低。
load average的最佳值是1，说明每个进程都可以马上处理并且没有CPU cycles被丢失。对于单CPU的机器，1或者2是可以接受的值；对于多路CPU的机器，load average值可能在8到10之间。

也可以使用uptime命令来判断网络性能。例如，某个网络应用性能很低，通过运行uptime查看服务器的负荷是否很高，如果不是，那么问题应该是网络方面造成的。

下边是uptime的输出样式


2、dmesg
dmesg命令主要用来显示内核信息。使用dmesg可以有效诊断机器硬件故障或者添加硬件出现的问题。
另外，使用dmesg可以确定您的服务器安装了那些硬件。每次系统重启，系统都会检查所有硬件并将信息记录下来。执行/bin/dmesg命令可以查看该记录。

3，top
top命令显示处理器的活动状况。缺省情况下，显示占用CPU最多的任务，并且每隔5秒钟做一次刷新。

3.1 Process priority and nice levels

Process priority的数值决定了CPU处理进程的顺序。LIUNX内核会根据需要调整该数值的大小。nice value局限于priority。priority的值不能低于nice value（nice value值越低，优先级越高）。您不可以直接修改Process priority的值，但是可以通过调整nice level值来间接地改变Process priority值，然而这一方法并不是所有时候都可用。如果某个进程运行异常的慢，可以通过降低nice level为该进程分配更多的CPU。
Linux 支持的 nice levels 由19 (优先级低)到-20 (优先级高)，缺省值为0。

Top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器。下面详细介绍它的使用方法。

top - 01:06:48 up  1:22,  1 user,  load average: 0.06, 0.60, 0.48 Tasks:  29 total,   1 running,  28 sleeping,   0 stopped,   0 zombie Cpu(s):  0.3% us,  1.0% sy,  0.0% ni, 98.7% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si Mem:    191272k total,   173656k used,    17616k free,    22052k buffers Swap:   192772k total,        0k used,   192772k free,   123988k cached    PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND   1379 root      16   0  7976 2456 1980 S  0.7  1.3   0:11.03 sshd 14704 root      16   0  2128  980  796 R  0.7  0.5   0:02.72 top      1 root      16   0  1992  632  544 S  0.0  0.3   0:00.90 init      2 root      34  19     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 ksoftirqd/0      3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 watchdog/0

　　统计信息区

　　前五行是系统整体的统计信息。第一行是任务队列信息，同 uptime 命令的执行结果。其内容如下：

01:06:48当前时间 up 1:22系统运行时间，格式为时:分 1 user当前登录用户数 load average: 0.06, 0.60, 0.48系统负载，即任务队列的平均长度。 三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。

第二、三行为进程和CPU的信息。当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行。内容如下：

Tasks: 29 total进程总数 1 running正在运行的进程数 28 sleeping睡眠的进程数 0 stopped停止的进程数 0 zombie僵尸进程数 Cpu(s): 0.3% us用户空间占用CPU百分比 1.0% sy内核空间占用CPU百分比 0.0% ni用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比 98.7% id空闲CPU百分比 0.0% wa等待输入输出的CPU时间百分比 0.0% hi 0.0% si

最后两行为内存信息。内容如下：

Mem: 191272k total物理内存总量 173656k used使用的物理内存总量 17616k free空闲内存总量 22052k buffers用作内核缓存的内存量 Swap: 192772k total交换区总量 0k used使用的交换区总量 192772k free空闲交换区总量 123988k cached缓冲的交换区总量。 内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖， 该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。 相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。

　　进程信息区

　　统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。

序号列名含义 aPID进程id bPPID父进程id cRUSERReal user name dUID进程所有者的用户id eUSER进程所有者的用户名 fGROUP进程所有者的组名 gTTY启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ? hPR优先级 iNInice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级 jP最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义 k%CPU上次更新到现在的CPU时间占用百分比 lTIME进程使用的CPU时间总计，单位秒 mTIME+进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒 n%MEM进程使用的物理内存百分比 oVIRT进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES pSWAP进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。 qRES进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA rCODE可执行代码占用的物理内存大小，单位kb sDATA可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb tSHR共享内存大小，单位kb unFLT页面错误次数 vnDRT最后一次写入到现在，被修改过的页面数。 wS进程状态。 D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程 xCOMMAND命令名/命令行 yWCHAN若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名 zFlags任务标志，参考 sched.h

默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。

　　更改显示内容

　　通过 f 键可以选择显示的内容。按 f 键之后会显示列的列表，按 a-z 即可显示或隐藏对应的列，最后按回车键确定。

　　按 o 键可以改变列的显示顺序。按小写的 a-z 可以将相应的列向右移动，而大写的 A-Z 可以将相应的列向左移动。最后按回车键确定。

　　按大写的 F 或 O 键，然后按 a-z 可以将进程按照相应的列进行排序。而大写的 R 键可以将当前的排序倒转。

　　命令使用

　　1． 工具（命令）名称
　　top
　　2．工具（命令）作用
　 　显示系统当前的进程和其他状况； top是一个动态显示过程,即可以通过用户按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台,直到用户终止该程序为止. 比较准确的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间 对任务进行排序；而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定.
　　3．环境设置
　　在Linux下使用。
　　4．使用方法
　　4．1使用格式
　　top [-] [d] [p] [q] [c] [C] [S] [s]  [n]
　　4．2参数说明
 　　d 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔。当然用户可以使用s交互命令来改变之。
 　　p 通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态。
 　　q该选项将使top没有任何延迟的进行刷新。如果调用程序有超级用户权限，那么top将以尽可能高的优先级运行。
 　　S 指定累计模式
 　　s 使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险。
 　　i  使top不显示任何闲置或者僵死进程。
 　　c  显示整个命令行而不只是显示命令名
　　4.3其他
　　下面介绍在top命令执行过程中可以使用的一些交互命令。从使用角度来看，熟练的掌握这些命令比掌握选项还重要一些。这些命令都是单字母的，如果在命令行选项中使用了s选项，则可能其中一些命令会被屏蔽掉。
　　Ctrl+L 擦除并且重写屏幕。
　　h或者? 显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明。
　　k 终止一个进程。系统将提示用户输入需要终止的进程PID，以及需要发送给该进程什么样的信号。一般的终止进程可以使用15信号；如果不能正常结束那就使用信号9强制结束该进程。默认值是信号15。在安全模式中此命令被屏蔽。
　　i 忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。
　　q 退出程序。
　　r 重新安排一个进程的优先级别。系统提示用户输入需要改变的进程PID以及需要设置的进程优先级值。输入一个正值将使优先级降低，反之则可以使该进程拥有更高的优先权。默认值是10。
　　S 切换到累计模式。
　　s 改变两次刷新之间的延迟时间。系统将提示用户输入新的时间，单位为s。如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s。需要注意的是如果设置太小的时间，很可能会引起不断刷新，从而根本来不及看清显示的情况，而且系统负载也会大大增加。
　　f或者F 从当前显示中添加或者删除项目。
　　o或者O 改变显示项目的顺序。
　　l 切换显示平均负载和启动时间信息。
　　m 切换显示内存信息。
　　t 切换显示进程和CPU状态信息。
　　c 切换显示命令名称和完整命令行。
　　M 根据驻留内存大小进行排序。
　　P 根据CPU使用百分比大小进行排序。
　　T 根据时间/累计时间进行排序。
　　W 将当前设置写入~/.toprc文件中。这是写top配置文件的推荐方法。

4、iostat
iostat由Red Hat Enterprise Linux AS发布。同时iostat也是Sysstat的一部分，可以下载到，网址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
执行iostat命令可以从系统启动之后的CPU平均时间，类似于uptime。除此之外，iostat还对创建一个服务器磁盘子系统的活动报告。该报告包含两部分：CPU使用情况和磁盘使用情况。

下边是iostat的输出样式

CPU占用情况包括四块内容
%user：显示user level (applications)时，CPU的占用情况。
%nice：显示user level在nice priority时，CPU的占用情况。
%sys:显示system level (kernel)时，CPU的占用情况。
%idle: 显示CPU空闲时间所占比例。

磁盘使用报告分成以下几个部分：
Device: 块设备的名字
tps: 该设备每秒I/O传输的次数。多个I/O请求可以组合为一个，每个I/O请求传输的字节数不同，因此可以将多个I/O请求合并为一个。
Blk_read/s, Blk_wrtn/s: 表示从该设备每秒读写的数据块数量。块的大小可以不同，如1024, 2048 或 4048字节，这取决于partition的大小。

例如，执行下列命令获得设备/dev/sda1 的数据块大小：

dumpe2fs -h /dev/sda1 |grep -F "Block size"

输出结果如下

dumpe2fs 1.34 (25-Jul-2003)
Block size: 1024

Blk_read, Blk_wrtn: 指示自从系统启动之后数据块读/写的合计数。

5、vmstat
vmstat提供了processes, memory, paging, block I/O, traps和CPU的活动状况.

下边是vmstat的输出样式

各输出列的含义：
Process
– r: The number of processes waiting for runtime.
– b: The number of processes in uninterruptable sleep.
Memory
– swpd: The amount of virtual memory used (KB).
– free: The amount of idle memory (KB).
– buff: The amount of memory used as buffers (KB).
Swap
– si: Amount of memory swapped from the disk (KBps).
– so: Amount of memory swapped to the disk (KBps).
IO
– bi: Blocks sent to a block device (blocks/s).
– bo: Blocks received from a block device (blocks/s).
System
– in: The number of interrupts per second, including the clock.
– cs: The number of context switches per second.
CPU (these are percentages of total CPU time)
- us: Time spent running non-kernel code (user time, including nice time).
– sy: Time spent running kernel code (system time).
– id: Time spent idle. Prior to Linux 2.5.41, this included IO-wait time.
– wa: Time spent waiting for IO. Prior to Linux 2.5.41, this appeared as zero.

 

使甩vmstat命令监视虚拟内存使用情况

vmstat 是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个 进程进行深入分析。通常使用vmstat 5 5（表示在5秒时间内进行5次采样）命令测试。将得到一个数据汇总它可以反映真正的系统情况。

＃vmstat 5 5 procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu---- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa 1 0 62792 3460 9116 88092 6 30 189 89 1061 569 17 28 54 2 0 0 62792 3400 9124 88092 0 0 0 14 884 434 4 14 81 0 0 0 62792 3400 9132 88092 0 0 0 14 877 424 4 15 81 0 1 0 62792 3400 9140 88092 0 0 0 14 868 418 6 20 74 0 1 0 62792 3400 9148 88092 0 0 0 15 847 400 9 25 67 0

vmstat命令输出分成六个部分：

(1)进程procs：

r：在运行队列中等待的进程数 。

b：在等待io的进程数 。

(2)内存memoy：

swpd：现时可用的交换内存（单位KB）。

free：空闲的内存（单位KB）。

buff: 缓冲去中的内存数（单位：KB）。

cache：被用来做为高速缓存的内存数（单位：KB）。

（3） swap交换页面

si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。

so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。

(4) io块设备:

bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。

bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。

(5)system系统：

in: 每秒的中断数，包括时钟中断。

cs: 每秒的环境（上下文）切换次数。

（6）cpu中央处理器：

cs：用户进程使用的时间 。以百分比表示。

sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。

id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

如果 r经常大于 4 ，且id经常小于40，表示中央处理器的负荷很重。 如果bi，bo 长期不等于0，表示物理内存容量太小

6 sar

sar是Red Hat Enterprise Linux AS发行的一个工具，同时也是Sysstat工具集的命令之一，可以从以下网址下载：http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
sar用于收集、报告或者保存系统活动信息。sar由三个应用组成：sar显示数据、sar1和sar2用于收集和保存数据。
使用sar1和sar2，系统能够配置成自动抓取信息和日志，以备分析使用。配置举例：在/etc/crontab中添加如下几行内容


同样的，你也可以在命令行方式下使用sar运行实时报告。如图所示：
从收集的信息中，可以得到详细的CPU使用情况(%user, %nice, %system, %idle)、内存页面调度、网络I/O、进程活动、块设备活动、以及interrupts/second


7 free
/bin/free命令显示所有空闲的和使用的内存数量，包括swap。同时也包含内核使用的缓存。


8 pmap
pmap可以报告某个或多个进程的内存使用情况。使用pmap判断主机中哪个进程因占用过多内存导致内存瓶颈。图14-9显示了SUSE LINUX
Enterprise Server下pmap命令执行结果

pmap -x


图14-10显示了smbd进程所占用的内存

pmap

 

9 mpstat
mpstat是Sysstat工具集的一部分，下载地址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
mpstat用于报告多路CPU主机的每颗CPU活动情况，以及整个主机的CPU情况。
例如，下边的命令可以隔2秒报告一次处理器的活动情况，执行3次
mpstat 2 3



如下命令每隔1秒显示一次多路CPU主机的处理器活动情况，执行3次
mpstat -P ALL 1 3