linux性能分析命令--vmstat

vmstat简介

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。相比top,可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况,而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)

命令简单用法

一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的,第一个参数是采样的时间间隔数,单位是秒,第二个参数是采样的次数

[root@vircent7 ~]# vmstat 2 3
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 1068348   2108 372104    0    0   593    42  217  214  1  5 91  3  0
 0  0      0 1068324   2108 372104    0    0     0     0   92  136  0  0 100  0  0
 0  0      0 1068324   2108 372104    0    0     0     0  102  149  0  0 100  0  0

以上命令表示每隔2秒采样一次,一共采样3次,小面的每一行实际的数字就是每次采样的数据。
如果想在一段时间内连续监控,则不需要加采样次数的参数,就会一直采样,直至手动结束。

vmstat各字段说明

1、procs-进程相关

r:表示运行和等待CPU时间片的进程数(就是说多少个进程真的分配到CPU),这个值如果长期大于系统CPU个数,说明CPU不足,需要增加CPU

b:显示多少进程在不可中断的休眠,表示在等待资源的进程数,比如正在等待I/O或者内存交换等。

2、memory--内存相关

swpd:表示切换到内存交换区的内存大小,即虚拟内存已使用的大小(单位KB),如果大于0,表示你的机器物理内存不足了,如果不是程序内存泄露的原因,那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。

free:表示当前空闲的物理内存

buff:表示baffers cached内存大小,也就是缓冲大小,一般对块设备的读写才需要缓冲

Cache:表示page cached的内存大小,也就是缓存大小,一般作为文件系统进行缓冲,频繁访问的文件都会被缓存,如果cache值非常大说明缓存文件比较多,如果此时io中的bi比较小,说明文件系统效率比较好(Linux/Unix的聪明之处,把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存,是为了提高 程序执行的性能,当程序使用内存时,buffer/cached会很快地被使用)

3、swap--交换分区

si:每秒从磁盘读入虚拟内存的大小,如果这个值大于0,表示物理内存不够用或者内存泄露了,要查找耗内存进程解决掉。

so:每秒虚拟内存写入磁盘的大小。

注意:一般情况下si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则说明系统内存不足,需要增加系统内存

4、io

bi:块设备每秒接收的块数量,即读磁盘,这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备,默认块大小是1024byte,单位kb/s

bo:表示写到块设备数据的总量,即写磁盘,单位kb/s

注意:如果bi+bo的值过大,且wa值较大,则表示系统磁盘IO瓶颈

5、system

in:每秒CPU的中断次数,包括时间中断

cs:cpu每秒产生的上下文切换次数(cs自愿上下文切换\nvcs非自愿上下文切换)

例如我们调用系统函数,就要进行上下文切换,线程的切换,也要进程上下文切换,这个值要越小越好,太大了,要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中,我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试,选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调,压测,直到cs到一个比较小的值,这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是,每次调用系统函数,我们的代码就会进入内核空间,导致上下文切换,这个是很耗资源,也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换,导致CPU干正经事的时间少了,CPU没有充分利用,是不可取的。

注意:

这两个值越大,则由内核消耗的CPU就越多

6、CPU

us:表示用户进程消耗的CPU时间百分比,us值越高,说明用户进程消耗CPU时间越多,如果长期大于50%,则需要考虑优化程序或者算法

sy:表示系统内核进程消耗的CPU时间百分比,如果太高,表示系统调用时间长,例如是IO操作频繁。

一般来说us+sy应该小于80%,如果大于80%,说明可能存在CPU瓶颈

id:表示CPU处在空间状态的时间百分比

wa:表示等待所占用的CPU时间百分比,wa值越高,说明I/O等待越严重,根据经验wa的参考值为20%,如果超过20%,说明I/O等待严重,引起I/O等待的原因可能是磁盘大量随机读写造成的,也可能是磁盘或者监控器的贷款瓶颈(主要是块操作)造成的

综上所述,如果评估CPU,需要重点关注procs项的r列值和CPU项的us、sy、wa列的值

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