如何使用十条命令在一分钟内检查Linux服务器性能

如何使用十条命令在一分钟内检查Linux服务器性能

(一)前言

如果你的Linux服务器突然负载暴增,报警短信快发爆你的手机,如何在最短时间内找出Linux性能问题所在?来看Netflix性能工程团队的这篇博文,看它们通过十条命令在一分钟内对机器性能问题进行诊断。

通过执行以下命令,可以在1分钟内对系统资源使用情况有个大致的了解。

uptime

dmesg | tail

vmstat 1

mpstat -P ALL 1

pidstat 1

iostat -xz 1

free -m

sar -n DEV 1

sar -n TCP,ETCP 1

top

(二)详细描述

uptime

[root@localhost ~]# uptime
11:37:04 up 20 days, 19:45,  2 users,  load average: 0.00, 0.03, 0.05

这个命令可以快速查看机器的负载情况。在Linux系统中,这些数据表示等待CPU资源的进程和阻塞在不可中断IO进程(进程状态为D)的数量。这些数据可以让我们对系统资源使用有一个宏观的了解。

命令的输出分别表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况。通过这三个数据,可以了解服务器负载是在趋于紧张还是趋于缓解。如果1分钟平均负载很高,而15分钟平均负载很低,说明服务器正在命令高负载情况,需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。反之,如果15分钟平均负载很高,1分钟平均负载较低,则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。

上面例子中的输出,可以看见最近1分钟的平均负载非常高,且远高于最近15分钟负载,因此我们需要继续排查当前系统中有什么进程消耗了大量的资源。可以通过下文将会介绍的vmstat、mpstat等命令进一步排查。

demesg | tail

$ dmesg | tail

[1880957.563150] perl invoked oom-killer: gfp_mask=0x280da, order=0, oom_score_adj=0

[...]

[1880957.563400] Out of memory: Kill process 18694 (perl) score 246 or sacrifice child

[1880957.563408] Killed process 18694 (perl) total-vm:1972392kB, anon-rss:1953348kB, file-rss:0kB

[2320864.954447] TCP: Possible SYN flooding on port 7001. Dropping

request.  Check SNMP counters.

该命令会输出系统日志的最后10行。示例中的输出,可以看见一次内核的oom kill和一次TCP丢包。这些日志可以帮助排查性能问题。千万不要忘了这一步。

vmstat 1

$ vmstat 1

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

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

34  0    0 200889792  73708 591828    0    0     0     5    6   10 96  1  3  0  0

32  0    0 200889920  73708 591860    0    0     0   592 13284 4282 98  1  1  0  0

32  0    0 200890112  73708 591860    0    0     0     0 9501 2154 99  1  0  0  0

32  0    0 200889568  73712 591856    0    0     0    48 11900 2459 99  0  0  0  0

32  0    0 200890208  73712 591860    0    0     0     0 15898 4840 98  1  1  0  0

^C

vmstat 命令,每行会输出一些系统核心指标,这些指标可以让我们更详细的了解系统状态。后面跟的参数1,表示每秒输出一次统计信息,表头提示了每一列的含义,这几介绍一些和性能调优相关的列:

r:等待在CPU资源的进程数。这个数据比平均负载更加能够体现CPU负载情况,数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器CPU核数,那么机器的CPU资源已经饱和。

free:系统可用内存数(以千字节为单位),如果剩余内存不足,也会导致系统性能问题。下文介绍到的free命令,可以更详细的了解系统内存的使用情况。

si,so:交换区写入和读取的数量。如果这个数据不为0,说明系统已经在使用交换区(swap),机器物理内存已经不足。

us, sy, id, wa, st:这些都代表了CPU时间的消耗,它们分别表示用户时间(user)、系统(内核)时间(sys)、空闲时间(idle)、IO等待时间(wait)和被偷走的时间(stolen,一般被其他虚拟机消耗)。

上述这些CPU时间,可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。一般情况下,如果用户时间和系统时间相加非常大,CPU处于忙于执行指令。如果IO等待时间很长,那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。

示例命令的输出可以看见,大量CPU时间消耗在用户态,也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不一定是性能问题,需要结合r队列,一起分析。

mpstat -P ALL 1

11:53:47 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
11:53:50 AM  all    0.67    0.00    1.17    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.16
11:53:50 AM    0    0.34    0.00    1.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.32
11:53:50 AM    1    0.67    0.00    1.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   97.99

11:53:50 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
11:53:53 AM  all    1.01    0.00    3.35    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   95.64
11:53:53 AM    0    2.00    0.00    6.33    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   91.67
11:53:53 AM    1    0.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.66

11:53:53 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
11:53:56 AM  all    0.17    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.83
11:53:56 AM    0    0.00    0.00    0.33    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.67
11:53:56 AM    1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

11:53:56 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
11:53:59 AM  all    0.00    0.00    0.17    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.83
11:53:59 AM    0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
11:53:59 AM    1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

11:53:59 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
11:54:02 AM  all    0.50    0.00    1.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.16
11:54:02 AM    0    0.34    0.00    1.35    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.32
11:54:02 AM    1    0.67    0.00    1.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   97.99

该命令可以显示每个CPU的占用情况,如果有一个CPU占用率特别高,那么有可能是一个单线程应用程序引起的。从数据中可以看出,服务器CPU是双核的,每个具体的数据展示可以很清楚的展示出来。

pidstat 1

$ pidstat 1

Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015    _x86_64_    (32 CPU)

07:41:02 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command

07:41:03 PM     0         9    0.00    0.94    0.00    0.94     1  rcuos/0

07:41:03 PM     0      4214    5.66    5.66    0.00   11.32    15  mesos-slave

07:41:03 PM     0      4354    0.94    0.94    0.00    1.89     8  java

07:41:03 PM     0      6521 1596.23    1.89    0.00 1598.11    27  java

07:41:03 PM     0      6564 1571.70    7.55    0.00 1579.25    28  java

07:41:03 PM 60004     60154    0.94    4.72    0.00    5.66     9  pidstat

07:41:03 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command

07:41:04 PM     0      4214    6.00    2.00    0.00    8.00    15  mesos-slave

07:41:04 PM     0      6521 1590.00    1.00    0.00 1591.00    27  java07:41:04 PM     0      6564 1573.00   10.00    0.00 1583.00    28  java

07:41:04 PM   108      6718    1.00    0.00    0.00    1.00     0  snmp-pass

07:41:04 PM 60004     60154    1.00    4.00    0.00    5.00     9  pidstat

^C

pidstat命令输出进程的CPU占用率,该命令会持续输出,并且不会覆盖之前的数据,可以方便观察系统动态。如上的输出,可以看见两个JAVA进程占用了将近1600%的CPU时间,既消耗了大约16个CPU核心的运算资源。

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