Linux服务器性能的日常命令和工具大全
概述
通过使用以下命令和工具，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
- lsof
- tcpdump
- netstat
- htop
- iotop
- IPTraf
- Psacct 或者 Acct
- Monit
- NetHogs
- iftop
- Monitorix
- Arpwatch
- Suricata
- VnStat PHP
- Nagios
- Nmon
- Collectl
其中一些命令需要安装sysstat包，有一些由procps包提供。这些命令的输出，有助于快速定位性能瓶颈，检查出所有资源（CPU、内存、磁盘IO等）的利用率（utilization）、饱和度（saturation）和错误（error）度量，也就是所谓的USE方法
下面我们来逐一介绍下这些命令和工具，有关这些命令和工具更多的参数和说明，请参照手册
1.uptime
$ uptime
23:51:26 up 21:31, 1 user, load average: 30.02, 26.43, 19.02
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区域缓解。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。
2.dmesg | 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。
3.vmstat — 虚拟内存统计
vmstat 命令是用于显示虚拟内存、内核线程、磁盘、系统进程、I/O 模块、中断、CPU 活跃状态等更多信息
在默认的情况下，Linux 系统是没有 vmstat 这个命令的，如果你要使用它
必须安装一个包名叫 sysstat 的程序包。命令格式常用用法如下：
$ 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(8) 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出于忙于执行指令。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。
4.mpstat -P ALL 1
$ mpstat -P ALL 1
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx) 07/14/2015 _x86_64_ (32 CPU)
07:38:49 PM CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
07:38:50 PM all 98.47 0.00 0.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.78
07:38:50 PM 0 96.04 0.00 2.97 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.99
07:38:50 PM 1 97.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.00
07:38:50 PM 2 98.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00
07:38:50 PM 3 96.97 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.03
[...]
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。
5.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 java
07:41:04 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。
6.iostat — 输入/输出统计
iostat 是收集和展示系统输入和输出存储设备统计的简单工具
这个工具通常用于查找存储设备性能问题，包括设备、本地磁盘、例如 NFS 远程磁盘
$ iostat -xz 1
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx) 07/14/2015 _x86_64_ (32 CPU)
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
73.96 0.00 3.73 0.03 0.06 22.21
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
xvda 0.00 0.23 0.21 0.18 4.52 2.08 34.37 0.00 9.98 13.80 5.42 2.44 0.09
xvdb 0.01 0.00 1.02 8.94 127.97 598.53 145.79 0.00 0.43 1.78 0.28 0.25 0.25
xvdc 0.01 0.00 1.02 8.86 127.79 595.94 146.50 0.00 0.45 1.82 0.30 0.27 0.26
dm-0 0.00 0.00 0.69 2.32 10.47 31.69 28.01 0.01 3.23 0.71 3.98 0.13 0.04
dm-1 0.00 0.00 0.00 0.94 0.01 3.78 8.00 0.33 345.84 0.04 346.81 0.01 0.00
dm-2 0.00 0.00 0.09 0.07 1.35 0.36 22.50 0.00 2.55 0.23 5.62 1.78 0.03
[...]
^C
iostat命令主要用于查看机器磁盘IO情况。该命令输出的列，主要含义是：
- r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：分别表示每秒读写次数和每秒读写数据量（千字节）。读写量过大，可能会引起性能问题。
- await：IO操作的平均等待时间，单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时，需要消耗的时间，包括IO等待和实际操作的耗时。如果这个数值过大，可能是硬件设备遇到了瓶颈或者出现故障。
- avgqu-sz：向设备发出的请求平均数量。如果这个数值大于1，可能是硬件设备已经饱和（部分前端硬件设备支持并行写入）。
- %util：设备利用率。这个数值表示设备的繁忙程度，经验值是如果超过60，可能会影响IO性能（可以参照IO操作平均等待时间）。如果到达100%，说明硬件设备已经饱和。
如果显示的是逻辑设备的数据，那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是，即使IO性能不理想，也不一定意味这应用程序性能会不好，可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能。
7.free –m
$ free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 245998 24545 221453 83 59 541
-/+ buffers/cache: 23944 222053
Swap: 0 0 0
free命令可以查看系统内存的使用情况，-m参数表示按照兆字节展示。最后两列分别表示用于IO缓存的内存数，和用于文件系统页缓存的内存数。需要注意的是，第二行-/+ buffers/cache，看上去缓存占用了大量内存空间。这是Linux系统的内存使用策略，尽可能的利用内存，如果应用程序需要内存，这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。因此，这部分内存一般也被当成是可用内存。
如果可用内存非常少，系统可能会动用交换区（如果配置了的话），这样会增加IO开销（可以在iostat命令中提现），降低系统性能。
8.sar -n DEV 1
$ sar -n DEV 1
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx) 07/14/2015 _x86_64_ (32 CPU)
12:16:48 AM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s %ifutil
12:16:49 AM eth0 18763.00 5032.00 20686.42 478.30 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:49 AM lo 14.00 14.00 1.36 1.36 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:49 AM docker0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:49 AM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s %ifutil
12:16:50 AM eth0 19763.00 5101.00 21999.10 482.56 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:50 AM lo 20.00 20.00 3.25 3.25 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:50 AM docker0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
^C
sar命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。在排查性能问题时，可以通过网络设备的吞吐量，判断网络设备是否已经饱和。如示例输出中，eth0网卡设备，吞吐率大概在22 Mbytes/s，既176 Mbits/sec，没有达到1Gbit/sec的硬件上限。
9.sar -n TCP,ETCP 1
$ sar -n TCP,ETCP 1
Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx) 07/14/2015 _x86_64_ (32 CPU)
12:17:19 AM active/s passive/s iseg/s oseg/s
12:17:20 AM 1.00 0.00 10233.00 18846.00
12:17:19 AM atmptf/s estres/s retrans/s isegerr/s orsts/s
12:17:20 AM 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
12:17:20 AM active/s passive/s iseg/s oseg/s
12:17:21 AM 1.00 0.00 8359.00 6039.00
12:17:20 AM atmptf/s estres/s retrans/s isegerr/s orsts/s
12:17:21 AM 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
^C
sar命令在这里用于查看TCP连接状态，其中包括：
- active/s：每秒本地发起的TCP连接数，既通过connect调用创建的TCP连接；
- passive/s：每秒远程发起的TCP连接数，即通过accept调用创建的TCP连接；
- retrans/s：每秒TCP重传数量；
TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接，进一步可以判断是主动发起的连接，还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣，或者服务器压力过大导致丢包。
10.top — Linux 系统进程监控
top 命令是性能监控程序，它可以在很多 Linux/Unix 版本下使用，并且它也是 Linux 系统管理员经常使用的监控系统性能的工具。Top 命令可以定期显示所有正在运行和实际运行并且更新到列表中，它显示出 CPU 的使用、内存的使用、交换内存、缓存大小、缓冲区大小、过程控制、用户和更多命令。它也会显示内存和 CPU 使用率过高的正在运行的进程。当我们对 Linux 系统需要去监控和采取正确的行动时，top 命令对于系统管理员是非常有用的。让我们看下 top 命令的实际操作。
$ top
top - 00:15:40 up 21:56, 1 user, load average: 31.09, 29.87, 29.92
Tasks: 871 total, 1 running, 868 sleeping, 0 stopped, 2 zombie
%Cpu(s): 96.8 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 2.7 id, 0.1 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem: 25190241+total, 24921688 used, 22698073+free, 60448 buffers
KiB Swap: 0 total, 0 used, 0 free. 554208 cached Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
20248 root 20 0 0.227t 0.012t 18748 S 3090 5.2 29812:58 java
4213 root 20 0 2722544 64640 44232 S 23.5 0.0 233:35.37 mesos-slave
66128 titancl+ 20 0 24344 2332 1172 R 1.0 0.0 0:00.07 top
5235 root 20 0 38.227g 547004 49996 S 0.7 0.2 2:02.74 java
4299 root 20 0 20.015g 2.682g 16836 S 0.3 1.1 33:14.42 java
1 root 20 0 33620 2920 1496 S 0.0 0.0 0:03.82 init
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.02 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:05.35 ksoftirqd/0
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H
6 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:06.94 kworker/u256:0
8 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 2:38.05 rcu_sched
top命令包含了前面好几个命令的检查的内容。比如系统负载情况（uptime）、系统内存使用情况（free）、系统CPU使用情况（vmstat）等。因此通过这个命令，可以相对全面的查看系统负载的来源。同时，top命令支持排序，可以按照不同的列排序，方便查找出诸如内存占用最多的进程、CPU占用率最高的进程等。
但是，top命令相对于前面一些命令，输出是一个瞬间值，如果不持续盯着，可能会错过一些线索。这时可能需要暂停top命令刷新，来记录和比对数据。
11.lsof — 打开文件列表
lsof 命令对于很多 Linux/Unix 系统都可以使用，主要以列表的形式显示打开的文件和进程。
打开的文件主要包括磁盘文件、网络套接字、管道、设备和进程。使用这个命令的主要原因是一个一个盘不能卸载并且显示文件正在使用或者打开的错误信息。这个命令很容易看出哪些文件正在使用
这个命令最常用的格式：
12.tcpdump — 网络数据包分析器
tcpdump 是一种使用最广泛的命令行网络数据包分析器或数据包嗅探程序，主要用于捕获和过滤 TCP/IP 包收到或者转移在一个网络的特定借口信息。它也提供了一个选项参数去保存将捕获的包在一个文件中用于以后分析使用，tcpdump 几乎在所有的 Linux 版本中都是可用的。
13.netstat — 网络统计
netstat 命令是一个监控网络数据包传入和传出的统计界面的命令行工具
它对于许多系统管理员去监控网络性能和解决网络相关问题是一个非常有用的工具
14.htop — 进程监控
htop 是一个更加先进的交互式的实时监控工具。htop 与 top 命令非常相似，但是他有一些非常丰富的功能，如用户友好界面管理进程、快捷键、横向和纵向进程等更多的。htop 是一个第三方工具并不包括在 Linux 系统中，你需要使用包管理工具进行安装
15.iotop — 监控 Linux 磁盘 I/O
iotop 也是和 top 和 htop 命令相似，但是它会有一个报告功能去监控和显示实时的磁盘 I/O 输入和输出和程序进程。这个工具对于查找精确的高的磁盘读/写过程是非常有用的
16.IPTraf —实时IP局域网监控
IPTraf 是一个基于开源的 Linux 系统实时网络（IP 网络）监测工具。它能收集到各种各样的信息，如通过网络对 IP 流量监测，包括 TCP 标志信息、ICMP 详细细节、TCP/UDP 流量故障、TCP 连接的数据包和拜恩计数
并且它还收集 TCP，UDP，ICMP，IP，非 IP，IP 校验错误，界面活性等一般信息和详细信息的接口统计数据
17.Psacct 或者 Acct — 监视用户活动
Psacct 或者 Acct 是用于监测每个用户对系统的活跃状态的一个非常有用的工具。在后台有两个守护进程在运行，一个是密切关注系统上每个用户的整体活动，另一个进程关注有哪些资源被它们消耗
这个工具对于系统管理员是非常有用的去跟踪每个用户的活动，可以知道用户正在做什么，发出了什么样的命令，占用了多少资源，多长时间活跃在系统上
18.Monit — 程序和服务监测
这是一个免费的开源的基于 web 程序的自动监控和管理系统进程、程序、文件、目录、权限、校验文件系统
它监控的服务包括 Apache、MYSQL、Mail、FTP、Nginx 等。系统状态可以从命令行或自己的网络接口来查看
19.NetHogs — 监视每个进程的网络带宽
NetHogs 是一个开源的漂亮的小程序（类似于 Linux 上面的 top 命令）
在您的系统上保持每个进程的网络活动状态。它也保持了一个程序或者应用实时的网络流量带宽使用情况
20.iftop — 网络带宽监控
iftop 是另一个基于终端的开源的系统监测工具，主要功能是通过你自己系统上的网络接口显示一个经常更新的网络带宽利用率的列表（即源主机和目的主机）。iftop 监控的是网络的使用情况，而 top 监控的是 CPU 的使用情况。iftop 监视一个选定的接口并且显示两台主机之间当前宽带的使用情况
21.Monitorix — 系统和网络监控
Monitorix 是一个尽可能多的在 Linux/Unix 上一个轻量级监控工具，主要设计是监控正在运行的系统和网络资源。它有一个内置的 HTTP web 服务去定期收集系统和网络信息并显示成图片。它可以监视系统的平均负载使用、内存的分配、磁盘驱动器、系统服务、网络端口、邮件统计（Sendmail、Postfix、Dovecot ）MYSQL 数据库等更多的服务。它的主要目的是监控整个系统的性能，并且有助于监测故障、瓶颈、异常活动等状况
22.Arpwatch — 以太网活动监控器
Arpwatch是一种用来监视 Linux 网络的以太网的网络流量的地址解析（网络地址转换）的一个程序，它一直随着网络时间戳的变化监视以太网流量和产生日志的 IP 和 MAC 地址对，当一个 IP 地址或 MAC 地址对发生变化的时候，它会发送电子邮件通知管理员；并且它在检测 ARP 攻击是非常有用的
23.Suricata — 网络安全监控
Suricata 是一个高性能的开源的网络安全与入侵检测与预防 Linux、FreeBSD、Windows
等操作系统的监控工具。它是一个非营利基金 OISF（Open Information Security Foundation）拥有的
24.VnStat PHP — 监测网络带宽
VnStat PHP 是一个 web 前端应用最流行的社交工具叫“vnstat”。 VnStat PHP 使用了很好的图形模式监控网络流量的使用情况。它显示了每时、每天、每月的总结报告中的网络流量使用情况
25.Nagios — 网络/服务器监控
Nagios 是一个领先的开源的强大的监控系统，网络/系统管理员在他们影响主要业务流程之前识别和解决服务器相关的问题。Nagios 可以监控远程 Linux、Windows、开关、单窗口的路由器和打印机
它能显示你的网络和服务器关键的告警，有利于在错误反生之前帮助你解决问题
26.Nmon — 监控Linux系统性能
Nmon（即奈吉尔性能监视器）工具用来监视 Linux 系统的所有资源包括：CPU、内存、磁盘使用率、网络上的进程、NFS、内核等等。这个工具有两个模式：即在线模式和捕捉模式，在线模式适用于实时监控，捕捉模式用于存储输出为 CSV 格式后的处理
27.Collectl — 一体化性能检测工具
Collectl 是另一个功能强大的基于命令行的监控工具，它可用于收集有关系统资源的信息
包括 CPU 使用率、内存、网络、节点、进程、NFS、TCP 套接等等