Linux 性能分析工具汇总

Linux 性能分析工具汇总

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出于对Linux操作系统的兴趣，以及对底层知识的强烈欲望，因此整理了这篇文章。本文也可以作为检验基础知识的指标，另外文章涵盖了一个系统的方方面面。如果没有完善的计算机系统知识，网络知识和操作系统知识，文档中的工具，是不可能完全掌握的，另外对系统性能分析和优化是一个长期的系列。

本文档主要是结合Linux 大牛，Netflix 高级性能架构师 Brendan Gregg 更新 Linux 性能调优工具的博文，搜集Linux系统性能优化相关文章整理后的一篇综合性文章，主要是结合博文对涉及到的原理和性能测试的工具展开说明。

背景知识：具备背景知识是分析性能问题时需要了解的。比如硬件 cache；再比如操作系统内核。应用程序的行为细节往往是和这些东西互相牵扯的，这些底层的东西会以意想不到的方式影响应用程序的性能，比如某些程序无法充分利用 cache，从而导致性能下降。比如不必要地调用过多的系统调用，造成频繁的内核 / 用户切换等。

性能分析工具

首先来看一张图：

上图是Brendan Gregg 的一次性能分析的分享，这里面的所有工具都可以通过 man 来获得它的帮助文档，下面简单介绍介绍一下常规的用法：

vmstat–虚拟内存统计

vmstat（VirtualMeomoryStatistics，虚拟内存统计）是 Linux 中监控内存的常用工具,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU 等的整体情况进行监视。vmstat 的常规用法：vmstat interval times 即每隔 interval 秒采样一次，共采样 times 次，如果省略 times，则一直采集数据，直到用户手动停止为止。简单举个例子：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ov302OGD-1664462884742)(https://pic1.imgdb.cn/item/6335aafa16f2c2beb19f59e0.png)]

可以使用 ctrl+c 停止 vmstat 采集数据。

第一行显示了系统自启动以来的平均值，第二行开始显示现在正在发生的情况，接下来的行会显示每5秒间隔发生了什么，每一列的含义在头部，如下所示：

• procs：r 这一列显示了多少进程在等待cpu，b列显示多少进程正在不可中断的休眠（等待IO）。
• memory：swapd 列显示了多少块被换出了磁盘（页面交换），剩下的列显示了多少块是空闲的（未被使用），多少块正在被用作缓冲区，以及多少正在被用作操作系统的缓存。
• swap：显示交换活动：每秒有多少块正在被换入（从磁盘）和换出（到磁盘）。
• io：显示了多少块从块设备读取（bi）和写出（bo）,通常反映了硬盘I/O。
• system：显示每秒中断(in)和上下文切换（cs）的数量。
• cpu：显示所有的cpu时间花费在各类操作的百分比，包括执行用户代码（非内核），执行系统代码（内核），空闲以及等待