Linux下使用sar进行性能监控分析

sar命令是Linux下系统运行状态统计工具。可以从14个大方面对系统的活动进行报告，包括文件的读写情况、系统调用的使用情况、串口、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等，使用也是较为复杂。

sar是查看操作系统报告指标的各种工具中，下面对sar命令进行讲解。

sar命令常用格式

用法: sar [ 选项 ] [ <时间间隔> [ <次数> ] ]

[minger@centos7 ~]$ sar -help
用法: sar [ 选项 ] [ <时间间隔> [ <次数> ] ]
Options are:
[ -A ] [ -B ] [ -b ] [ -C ] [ -d ] [ -F [ MOUNT ] ] [ -H ] [ -h ] [ -p ] [ -q ] [ -R ]
[ -r ] [ -S ] [ -t ] [ -u [ ALL ] ] [ -V ] [ -v ] [ -W ] [ -w ] [ -y ]
[ -I { [,…] | SUM | ALL | XALL } ] [ -P { [,…] | ALL } ]
[ -m { [,…] | ALL } ] [ -n { [,…] | ALL } ]
[ -j { ID | LABEL | PATH | UUID | … } ]
[ -f [ ] | -o [ ] | -[0-9]+ ]
[ -i ] [ -s [ hh:mm:ss ] ] [ -e [ hh:mm:ss ] ]

常用选项

-A：显示所有的报告信息；
-b：显示I/O速率；
-B：显示换页状态；
-c：显示进程创建活动；
-d：显示每个块设备的状态；
-e：设置显示报告的结束时间；
-f：从指定文件提取报告；
-i：设状态信息刷新的间隔时间；
-P：报告每个CPU的状态；
-R：显示内存状态；
-u：显示CPU利用率；
-v：显示索引节点，文件和其他内核表的状态；
-w：显示交换分区状态；
-x：显示给定进程的状态。

sar常用性能数据分析

来看看一个监控墙的图片

下文将说明如何使用sar获取以下性能分析数据：

查看CPU使用率
内存使用情况统计
查看平均负载
查看页面交换发生状况
整体I/O情况

查看CPU使用率

sar输出整体CPU的使用情况，不加选项时，默认使用的就是-u选项。

上面的信息是命令显示采样时间为5s，采样次数为2次，使用sar 5 2 等价于sar -u 5 2

可以看到这台机器使用了虚拟化技术，有相应的时间消耗； 各列的指标分别是:

%user 用户模式下消耗的CPU时间的比例；
%nice 通过nice改变了进程调度优先级的进程，在用户模式下消耗的CPU时间的比例
%system 系统模式下消耗的CPU时间的比例；
%iowait CPU等待磁盘I/O导致空闲状态消耗的时间比例；
%steal 利用Xen等操作系统虚拟化技术，等待其它虚拟CPU计算占用的时间比例；
%idle CPU空闲时间比例；

例如，每10秒采样一次，连续采样3次，观察CPU 的使用情况，并将采样结果以二进制形式存入当前目录下的文件test_sar中，需键入如下命令：

查看内存使用状况

sar -r： 指定-r之后，可查看物理内存使用状况

kbmemfree：这个值和free命令中的free值基本一致,所以它不包括buffer和cache的空间.
kbmemused：这个值和free命令中的used值基本一致,所以它包括buffer和cache的空间.
%memused：这个值是kbmemused和内存总量(不包括swap)的一个百分比.
kbbuffers和kbcached：这两个值就是free命令中的buffer和cache.
kbcommit：保证当前系统所需要的内存,即为了确保不溢出而需要的内存(RAM+swap).
%commit：这个值是kbcommit与内存总量(包括swap)的一个百分比.

查看平均负载

sar -q: 查看平均负载

指定-q后，就能查看运行队列中的进程数、系统上的进程大小、平均负载等；与其它命令相比，它能查看各项指标随时间变化的情况；

每1s采样一次，连续采样60次，监控进程队列长度和平均负载状态

runq-sz：运行队列的长度（等待运行的进程数）
plist-sz：进程列表中进程（processes）和线程（threads）的数量
ldavg-1：最后1分钟的系统平均负载（Systemload average）
ldavg-5：过去5分钟的系统平均负载
ldavg-15：过去15分钟的系统平均负载

整体I/O情况

使用-b选项，可以显示磁盘I/O的使用情况

tps: 每秒向磁盘设备请求数据的次数，包括读、写请求，为rtps与wtps的和。出于效率考虑，每一次IO下发后并不是立即处理请求，而是将请求合并(merge)，这里tps指请求合并后的请求计数。
rtps: 每秒向磁盘设备的读请求次数
wtps: 每秒向磁盘设备的写请求次数
bread/s：每秒钟从物理设备读入的数据量，单位为 块/s
bwrtn/s：每秒钟向物理设备写入的数据量，单位为 块/s

查看页面交换发生状况

sar -W：查看页面交换发生状况

页面发生交换时，服务器的吞吐量会大幅下降。服务器状况不良时，如果怀疑因为内存不足而导致了页面交换的发生，可以使用这个命令来确认是否发生了大量的交换。

pswpin/s：每秒系统换入的交换页面（swap page）数量
pswpout/s：每秒系统换出的交换页面（swap page）数量

总结

sar是用于监控Linux系统各个性能的优秀工具，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。如果要判断系统瓶颈问题，有时需几个 sar 命令选项结合起来：

1、怀疑CPU存在瓶颈，可用 sar -u 和 sar -q 等来查看
2、怀疑内存存在瓶颈，可用sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看
3、怀疑I/O存在瓶颈，可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看

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