第21章 Linux设备驱动的调试之Linux性能监控与调优工具

21.12　Linux性能监控与调优工具

    除保证程序的正确性外，在项目开发中还关心性能和稳定性。这时，要对内核、应用程序或整个系统进行性能优化。在性能优化中常用的手段如下。

1.使用top、vmstat、iostat、sysctl等常用工具

1）top

    top命令用于显示处理器的活动状况。在缺省情况下，显示占用CPU最多的任务，并且每隔5s做一次刷新。

2）vmstat

    vmstat命令用于报告关于内核线程、虚拟内存、磁盘、陷阱和CPU活动的统计信息

3）iostat

    iostat命令用于分析各个磁盘的传输闲忙状况

4）netstat

    netstat是用来检测网络信息的工具

5）sar

sar用于收集、报告或者保存系统活动信息，其中，sar用于显示数据，sar1和sar2用于收集和保存数据。

6）sysctl

    sysctl是一个可用于改变正在运行中的Linux系统的接口。用sysctl可以读取几百个以上的系统变量。

例如：sysctl -a

    sysctl的实现原理：所有的内核参数在/proc/sys中形成一个树状结构，sysctl系统调用的内核函数是sys_sysctl，匹配项目后，最后的读写在do_sysctl_strategy中完成，如

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

等价于

sysctl –w net.ipv4.ip_forward ="1"

2.使用Benchmark（基准）评估系统

    可用于Linux的Benchmark的包括lmbench、UnixBench、AIM9、Netperf、SSLperf、dbench、Bonnie、
Bonnie++、IOZone、BYTEmark等，这些可用于评估操作系统、网络、I/O子系统、CPU等的性能，参考网

址http://lbs.sourceforge.net/列出了许多Benchmark工具。

3.使用LTP（Linux Test Project）进行压力测试

    LTP（Linux Test Project，官方网站为http://ltp.sourceforge.net/）是一个由SGI发起并由IBM负责维护的

合作计划。它的目的是为开源社区提供测试套件来验证Linux的可靠性、健壮性和稳定性。它通过压力测试来判断系统的稳定性和可靠性，在工程中可使用LTP测试套件对Linux操作系统进行超长时间的测试，它可进行文件系统压力测试、硬盘I/O测试、内存管理压力测试、IPC压力测试、SCHED测试、命令功能的验证测试、系统调用功能的验证测试等。

4.进行内核跟踪，如LTTng

    LTTng（Linux Trace Toolkit-next generation，官方网站为http://lttng.org/）是一个用于跟踪系统详细运行状态和流程的工具， LTTng可以跟踪记录系统中的特定事件。这些事件包括：系统调用的进入和退出；陷阱/中断（Trap/Irq）的进入和退出；进程调度事件；内核定时器；进程管理相关事件——创建、唤醒、信号处理等；文件系统相关事件——open/read/write/seek/ioctl等；内存管理相关事件——内存分配/释放等；其他IPC/套接字/网络等事件。而对于这些记录，可以通过图形的方式经由lttv-gui查看，如图21.9所示。

图21.9　LTTng