系统活动报告器 ：sar 优化性能 | 解读系统运行状态

sar：系统活动报告器

sar 是 System Activity Reporter 的缩写，是一个系统性能监视工具，用于收集、报告以及分析系统的活动信息。能够收集系统各种资源的使用情况，如CPU利用率、内存使用、磁盘I/O等，并将这些信息保存在文件中，供后续分析和监视使用。

sar 能够提供关于系统资源的历史信息，对于系统性能分析和故障排除非常有用。通过预先设置的时间间隔，定期地记录系统的活动状态，并将数据保存在指定的文件中，这样就可以在需要的时候进行查看和分析。

sar包含在 sysstat 软件包中。通过命令行可以调用 sar 监视查看资源历史数据，还可以分析和比较不同时间段的数据，从而了解系统在不同时间的性能状况。
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起源 | 介绍

最初由 Solbourne Computer 公司开发，用于 SunOS 操作系统。随后被移植到多个 UNIX 和类 UNIX 操作系统上，包括 Linux。

sar主要基于在系统上运行的后台守护进程，守护进程定期收集系统的性能指标数据。数据可以通过配置文件来控制收集的频率和种类。
默认情况下，sar每隔（10分钟）收集一次数据。
sar 工作流程：

1. 数据收集：sar会在后台周期性地收集系统性能数据，比如CPU使用率、内存利用率、磁盘I/O、网络活动等。
2. 数据存储：收集到的数据以二进制或文本文件的形式存储在指定的位置，默认/var/log/sa目录下。
3. 报告生成：sar命令来生成报告，根据需要查看历史性能数据。

sar 的力量

sar 收集的系统统计信息包括：

• 输入/输出以及传输速率统计信息（全局、每个设备、每个分区和每个网络文件系统）；
• CPU 统计信息（全局和每个 CPU），包括对虚拟化体系结构的支持；
• 内存、大页和交换空间利用率统计信息；
• 虚拟内存、分页和故障统计信息；
• 流程创建活动；
• 中断统计信息（全局、每个 CPU 和每个中断，包括潜在的 APIC 中断源、硬件和软件中断）；
• 广泛的网络统计信息：网络接动（每秒接收和传输的数据包数和 kB 数等），包括网络设备的故障;基于SNMPv2标准的IP、TCP、ICMP和UDP协议的- 网络流量统计;支持 IPv6 相关协议；
• 光纤通道流量统计；
• 基于软件的网络处理（softnet）统计信息；
• NFS 服务器和客户端活动；
• 套接字统计信息；
• 运行队列和系统负载统计信息；
• 内核内部表利用率统计信息；
• 交换统计；
• TTY 设备活动；
• 电源管理统计信息（瞬时和平均 CPU 时钟频率、风扇速度、设备温度、电压输入）；
• 插入系统的 USB 设备；
• 文件系统利用率（索引节点和块）；
• 压力失速信息统计；

基本语法

sar [选项] [时间间隔] [次数]

• 选项：指定要获取的性能数据，比如 -u 用于CPU使用率，-r 用于内存使用情况等。
• 时间间隔：表示每次采样的时间间隔。
• 次数：表示执行 sar 命令的次数，即采样的次数。

sar 还支持许多其他选项和标志，允许你筛选特定时间段的数据、将数据保存到文件中、显示历史数据等。

常用选项

• -u：显示CPU使用情况。
• -r：显示内存的使用情况。
• -b：显示磁盘I/O统计信息。
• -n：显示网络统计信息。
• -q：显示负载统计信息。
• -P：显示系统中每个CPU的统计信息。
• -A：显示系统所有可用的报告。

此外，还可以使用以下参数：

• -f：指定历史文件分析已记录的数据。
• -s 和 -e：指定开始和结束时间。
• -o：将数据保存到文件中。
• -p：显示指定 PID 的数据。
• -h：显示帮助信息。
• -c: 用于指定要发送的命令, -c ls /root
• #时间间隔：表示数据收集的时间间隔。例如，-u 5表示每5秒收集一次CPU使用情况。
• #次数：表示数据收集的次数。例如，-u 5 10表示每5秒收集一次CPU使用情况，共收集10次。

语法示例

• 显示CPU使用情况：

  sar -u
  

• 显示磁盘I/O统计信息：

  sar -b
  

• 显示网络统计信息：

  sar -n
  

• 指定时间间隔和次数：

  sar -u 5 10
  

sar命令执行后，会显示收集的性能数据。此外，sar的输出也可以重定向到文件进行保存以供日后分析

sar -u > cpu_usage.txt

数据收集

• 性能监控：收集 CPU、内存、磁盘 I/O、网络等资源的使用情况。
• 数据记录：周期性记录系统活动数据，并保存为文件以供后续分析。
• 时间间隔设置：用户可以设置收集数据的时间间隔，从而灵活控制数据的采集频率。
• 历史数据比较：允许比较不同时间段的数据，帮助了解系统性能的变化。
  sar，可以监视系统性能的变化，识别潜在的性能问题，并根据历史数据做出调整和优化，确保系统运行最佳状态。
  sar命令的高级功能和用法允许更深入地分析系统性能，包括定时收集、报告生成以及与其他工具的结合等。

定时收集

可以使用crontab或其他定时任务工具设置sar命令周期性地收集系统性能数据，保存到文件中进行分析。

报告生成

sar命令生成报告，将性能数据整理为易读的格式。结合选项 -f 和 -o 来读取之前保存的数据文件并生成报告：

sar -f /var/log/sa/sar -n DEV > network_report.txt

数据存储

sar命令收集的数据存储在指定的系统日志目录（默认 /var/log/sa/）中。

报告示例

使用sar 和 awk 结合，提取系统负载信息：

#!/bin/bash

# 收集系统活动数据
sar -q 1 5 > system_load.txt  # 每秒采样一次，共采样5次，保存到文件

# 使用 awk 分析并提取数据
awk '/Average:/ {print "Average load: "$4}' system_load.txt  # 提取平均负载信息
awk '/CPU/ {print "CPU idle percentage: "$8}' system_load.txt  # 提取CPU空闲百分比

# 删除临时文件
rm system_load.txt

示例释义：

1. 使用 sar -q 1 5 > system_load.txt 命令采集系统活动数据。每秒采集一次，共采集5次，将结果保存到名为 system_load.txt 的文件中。
   详细输出：

Linux 5.4.0-70-generic (hostname)    07/10/21    _x86_64_    (4 CPU)

12:00:01 AM    runq-sz   plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15   blocked
12:00:02 AM         1       120       0.01       0.03       0.00         0
12:00:03 AM         1       120       0.01       0.03       0.00         0
12:00:04 AM         1       120       0.01       0.03       0.00         0
12:00:05 AM         1       120       0.01       0.03       0.00         0
Average:            1       120       0.01       0.03       0.00         0

这里是每秒采集一次的系统负载情况，包括 runq-sz（运行队列长度）、plist-sz（进程列表长度）和 ldavg-1、ldavg-5、ldavg-15（1分钟、5分钟和15分钟的平均负载）以及 blocked（被阻塞的进程数）等信息。最后一行是这五次采样的平均值。

这些指标提供系统负载和进程等待情况的重要信息，有助于评估系统的性能和稳定性。
2. 使用 awk 命令分析 system_load.txt 文件提取所需的数据。
3. awk '/Average:/ {print "Average load: "$4}' system_load.txt 提取平均负载信息
4. awk '/CPU/ {print "CPU idle percentage: "$8}' system_load.txt 提取CPU空闲百分比。
5. 最后， rm system_load.txt 删除文件。

场景

• 收集数据：收集系统活动数据。
• 分析和比较：对数据进行分析和比较。
• 监视性能：定期查看和监视系统活动文件，了解系统性能变化。
• 性能调优：帮助系统管理员优化系统性能，发现系统瓶颈并进行优化。
• 故障排查：通过历史性能数据帮助排查问题并进行故障排除。
• 资源规划：根据历史数据制定资源规划和管理策略。

总结

sar 是一款强大的系统性能监视工具，通过收集和记录系统的活动信息，展示系统在不同时间段的性能数据，帮助我们更好的了解系统的性能状况并进行问题排查。对于系统性能分析和故障排除都具有重要作用。因其提供了丰富的系统性能数据和监控能力而受到青睐。
sar 在几乎所有主流的 Linux 发行版中都有支持，并且是轻量级的监控工具，不会对系统性能造成很大负担。

参考链接:

https://github.com/sysstat/sysstat
http://pagesperso-orange.fr/sebastien.godard/

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