Linux 性能监测工具总结
前言：
Linux系统出现问题时，我们不仅需要查看系统日志信息，而且还要使用大量的性能监测工具来判断究竟是哪一部分（内存、CPU、硬盘……）出了问题。在Linux系统中，所有的运行参数保存在虚拟目录/proc中，换句话说，我们使用的性能监控工具取到的数据值实际上就是源自于这个目录，当涉及到系统高估时，我们就可以修改/proc目录中的相关参数了，当然有些是不能乱改的。下面就让我们了解一下这些常用的性能监控工具。
1、uptime
uptime命令用于查看服务器运行了多长时间以及有多少个用户登录，快速获知服务器的负荷情况。
uptime的输出包含一项内容是load average，显示了最近1，5，15分钟的负荷情况。它的值代表等待CPU处理的进程数，如果CPU没有时间处理这些进程，load average值会升高；反之则会降低。
load average的最佳值是1，说明每个进程都可以马上处理并且没有CPU cycles被丢失。对于单CPU的机器，1或者2是可以接受的值；对于多路CPU的机器，load average值可能在8到10之间。
也可以使用uptime命令来判断网络性能。例如，某个网络应用性能很低，通过运行uptime查看服务器的负荷是否很高，如果不是，那么问题应该是网络方面造成的。
以下是uptime的运行实例：
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[root@localhost ~]
# uptime
04:43:35 up 2:49, 2
users
, load average: 0.00, 0.00, 0.00
[root@localhost ~]
#
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也可以查看/proc/loadavg和/proc/uptime两个文件，注意不能编辑/proc中的文件，要用cat等命令来查看，如：
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[root@localhost ~]
# cat /proc/loadavg
0.00 0.00 0.00 1
/118
15960
[root@localhost ~]
#
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2、dmesg
dmesg命令主要用来显示内核信息。使用dmesg可以有效诊断机器硬件故障或者添加硬件出现的问题。
另外，使用dmesg可以确定您的服务器安装了那些硬件。每次系统重启，系统都会检查所有硬件并将信息记录下来。执行/bin/dmesg命令可以查看该记录。
dmesg输出实例：
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[root@localhost ~]
# dmesg | more
BIOS EBDA
/lowmem
at: 0009f000
/0009f000
Linux version 2.6.28l7 ([email protected]) (gcc version 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-48))
#1 SMP Fri Jul 5 01:37
:54 CST 2013
Command line: ro root=LABEL=/
KERNEL supported cpus:
Intel GenuineIntel
AMD AuthenticAMD
Centaur CentaurHauls
BIOS-provided physical RAM map:
BIOS-e820: 0000000000000000 - 000000000009f000 (usable)
BIOS-e820: 000000000009f000 - 00000000000a0000 (reserved)
BIOS-e820: 00000000000ca000 - 00000000000cc000 (reserved)
BIOS-e820: 00000000000dc000 - 0000000000100000 (reserved)
BIOS-e820: 0000000000100000 - 000000003fee0000 (usable)
BIOS-e820: 000000003fee0000 - 000000003feff000 (ACPI data)
BIOS-e820: 000000003feff000 - 000000003ff00000 (ACPI NVS)
BIOS-e820: 000000003ff00000 - 0000000040000000 (usable)
BIOS-e820: 00000000e0000000 - 00000000f0000000 (reserved)
BIOS-e820: 00000000fec00000 - 00000000fec10000 (reserved)
BIOS-e820: 00000000fee00000 - 00000000fee01000 (reserved)
BIOS-e820: 00000000fffe0000 - 0000000100000000 (reserved)
DMI present.
Phoenix BIOS detected: BIOS may corrupt low RAM, working it around.
last_pfn = 0x40000 max_arch_pfn = 0x3ffffffff
init_memory_mapping: 0000000000000000-0000000040000000
0000000000 - 0040000000 page 2M
kernel direct mapping tables up to 40000000 @ 10000-12000
last_map_addr: 40000000 end: 40000000
RAMDISK: 37d5c000 - 37fefa13
ACPI: RSDP 000F6B80, 0024 (r2 PTLTD )
ACPI: XSDT 3FEED65E, 005C (r1 INTEL 440BX 6040000 VMW 1324272)
ACPI: FACP 3FEFEE98, 00F4 (r4 INTEL 440BX 6040000 PTL F4240)
--More--
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3、top
top命令显示处理器的活动状况。缺省情况下，显示占用CPU最多的任务，并且每隔5秒钟做一次刷新。
Process priority的数值决定了CPU处理进程的顺序。LIUNX内核会根据需要调整该数值的大小。nice value局限于priority。priority的值不能低于nice value（nice value值越低，优先级越高）。您不可以直接修改Process priority的值，但是可以通过调整nice level值来间接地改变Process priority值，然而这一方法并不是所有时候都可用。如果某个进程运行异常的慢，可以通过降低nice level为该进程分配更多的CPU。
Linux 支持的 nice levels 由19 (优先级低)到-20 (优先级高)，缺省值为0。
执行/bin/ps命令可以查看到当前进程的情况。
4、iostat
iostat由Red Hat Enterprise Linux AS发布。同时iostat也是Sysstat的一部分，可以下载到，网址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
执行iostat命令可以从系统启动之后的CPU平均时间，类似于uptime。除此之外，iostat还对创建一个服务器磁盘子系统的活动报告。该报告包含两部分：CPU使用情况和磁盘使用情况。
iostat显示实例：
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[root@localhost ~]
# iostat
Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07
/05/2013
avg-cpu: %user %
nice
%system %iowait %steal %idle
0.07 0.14 0.29 0.03 0.00 99.46
Device: tps Blk_read
/s
Blk_wrtn
/s
Blk_read Blk_wrtn
sda 3.17 68.54 19.41 715323 202580
sda1 0.01 0.25 0.00 2568 28
sda2 3.15 67.79 19.40 707458 202496
sda3 0.01 0.27 0.01 2771 56
sda4 0.00 0.00 0.00 6 0
sda5 0.00 0.19 0.00 2000 0
hdc 0.00 0.05 0.00 496 0
[root@localhost ~]
#
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CPU占用情况包括四块内容：
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%user：显示user level (applications)时，CPU的占用情况。
%
nice
：显示user level在
nice
priority时，CPU的占用情况。
%system:显示system level (kernel)时，CPU的占用情况。
%idle: 显示CPU空闲时间所占比例。
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磁盘使用报告分成以下几个部分：
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Device: 块设备的名字
tps: 该设备每秒I
/O
传输的次数。多个I
/O
请求可以组合为一个，每个I
/O
请求传输的字节数不同，因此可以将多个I
/O
请求合并为一个。
Blk_read
/s
, Blk_wrtn
/s
: 表示从该设备每秒读写的数据块数量。块的大小可以不同，如1024, 2048 或 4048字节，这取决于partition的大小。
例如，执行下列命令获得设备
/dev/sda1
的数据块大小：
dumpe2fs -h
/dev/sda1
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grep
-F
"Block size"
输出结果如下
dumpe2fs 1.34 (25-Jul-2003)
Block size: 1024
Blk_read, Blk_wrtn: 指示自从系统启动之后数据块读/写的合计数。
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也可以查看这几个文件/proc/stat，/proc/partitions，/proc/diskstats的内容。
5、vmstat
vmstat提供了processes, memory, paging, block I/O, traps和CPU的活动状况
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[root@localhost ~]
# vmstat -n 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------
r b swpd
free
buff cache si so bi bo
in
cs us sy
id
wa st
0 0 0 535520 67236 320296 0 0 9 3 1005 16 0 0 99 0 0
0 0 0 535512 67236 320296 0 0 0 0 3965 36 0 0 100 0 0
0 0 0 535512 67236 320296 0 0 0 0 3941 26 0 1 99 0 0
0 0 0 535396 67252 320284 0 0 0 180 3895 124 0 1 99 0 0
0 0 0 535372 67252 320304 0 0 0 0 3733 28 0 1 99 0 0
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各输出列的含义：
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Process
– r: The number of processes waiting
for
runtime.
– b: The number of processes
in
uninterruptable
sleep
.
Memory
– swpd: The amount of virtual memory used (KB).
–
free
: The amount of idle memory (KB).
– buff: The amount of memory used as buffers (KB).
Swap
– si: Amount of memory swapped from the disk (KBps).
– so: Amount of memory swapped to the disk (KBps).
IO
– bi: Blocks sent to a block device (blocks
/s
).
– bo: Blocks received from a block device (blocks
/s
).
System
–
in
: The number of interrupts per second, including the clock.
– cs: The number of context switches per second.
CPU (these are percentages of total CPU
time
)
- us: Time spent running non-kernel code (user
time
, including
nice
time
).
– sy: Time spent running kernel code (system
time
).
–
id
: Time spent idle. Prior to Linux 2.5.41, this included IO-wait
time
.
– wa: Time spent waiting
for
IO. Prior to Linux 2.5.41, this appeared as zero.
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6、sar (常用)
sar是Red Hat Enterprise Linux AS发行的一个工具，同时也是Sysstat工具集的命令之一，可以从以下网址下载：http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
sar用于收集、报告或者保存系统活动信息。sar由三个应用组成：sar显示数据、sar1和sar2用于收集和保存数据。
使用sar1和sar2，系统能够配置成自动抓取信息和日志，以备分析使用。配置举例：在/etc/crontab中添加如下几行内容
同样的，你也可以在命令行方式下使用sar运行实时报告。如图所示：
从收集的信息中，可以得到详细的CPU使用情况(%user, %nice, %system, %idle)、内存页面调度、网络I/O、进程活动、块设备活动、以及interrupts/second
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[root@localhost ~]
# sar -u 3 10
Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07
/05/2013
04:51:29 AM CPU %user %
nice
%system %iowait %steal %idle
04:51:32 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
04:51:35 AM all 0.00 0.00 0.34 0.00 0.00 99.66
04:51:38 AM all 0.00 0.00 0.45 0.00 0.00 99.55
04:51:41 AM all 0.00 0.00 0.19 0.00 0.00 99.81
04:51:44 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
04:51:47 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
04:51:50 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
04:51:53 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
04:51:56 AM all 0.00 0.00 0.26 0.00 0.00 99.74
04:51:59 AM all 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00 99.91
Average: all 0.00 0.00 0.22 0.00 0.00 99.78
[root@localhost ~]
#
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7、KDE System Guard
KDE System Guard (KSysguard) 是KDE图形方式的任务管理和性能监视工具。监视本地及远程客户端/服务器架构体系的中的主机。
8、free
/bin/free命令显示所有空闲的和使用的内存数量，包括swap。同时也包含内核使用的缓存。
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[root@localhost ~]
# free -m
total used
free
shared buffers cached
Mem: 998 476 522 0 65 312
-/+ buffers
/cache
: 97 901
Swap: 996 0 996
[root@localhost ~]
#
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9、Traffic-vis
Traffic-vis是一套测定哪些主机在IP网进行通信、通信的目标主机以及传输的数据量。并输出纯文本、HTML或者GIF格式的报告。
注：Traffic-vis仅仅适用于SUSE LINUX ENTERPRISE SERVER。
如下命令用来收集网口eth0的信息：
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traffic-collector -i eth0 -s
/root/output_traffic-collector
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可以使用killall命令来控制该进程。如果要将报告写入磁盘，可使用如下命令：
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killall -9 traffic-collector
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要停止对信息的收集，执行如下命令：killall -9 traffic-collector
注意，不要忘记执行最后一条命令，否则会因为内存占用而影响性能。
可以根据packets, bytes, TCP连接数对输出进行排序，根据每项的总数或者收/发的数量进行。
例如根据主机上packets的收/发数量排序，执行命令：
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traffic-
sort
-i output_traffic-collector -o output_traffic-
sort
-Hp
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如要生成HTML格式的报告，显示传输的字节数，packets的记录、全部TCP连接请求和网络中每台服务器的信息，请运行命令：
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1
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traffic-tohtml -i output_traffic-
sort
-o output_traffic-tohtml.html
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如要生成GIF格式（600X600）的报告，请运行命令：
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1
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traffic-togif -i output_traffic-
sort
-o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600
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GIF格式的报告可以方便地发现网络广播，查看哪台主机在TCP网络中使用IPX/SPX协议并隔离网络，需要记住的是，IPX是基于广播包的协议。如果我们需要查明例如网卡故障或重复IP的问题，需要使用特殊的工具。例如SUSE LINUX Enterprise Server自带的Ethereal。
技巧和提示：使用管道，可以只需执行一条命令来产生报告。如生成HTML的报告，执行命令：
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cat
output_traffic-collector | traffic-
sort
-Hp | traffic-tohtml -o output_traffic-tohtml.html
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如要生成GIF文件，执行命令：
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cat
output_traffic-collector | traffic-
sort
-Hp | traffic-togif -o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600
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10、pmap
pmap可以报告某个或多个进程的内存使用情况。使用pmap判断主机中哪个进程因占用过多内存导致内存瓶颈。
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[root@localhost ~]
# pmap 1
1: init [3]
0000000000400000 36K r-x--
/sbin/init
0000000000609000 4K rw---
/sbin/init
000000000060a000 132K rw--- [ anon ]
00000039f8200000 112K r-x--
/lib64/ld-2
.5.so
00000039f841b000 4K r----
/lib64/ld-2
.5.so
00000039f841c000 4K rw---
/lib64/ld-2
.5.so
00000039f8600000 1336K r-x--
/lib64/libc-2
.5.so
00000039f874e000 2044K -----
/lib64/libc-2
.5.so
00000039f894d000 16K r----
/lib64/libc-2
.5.so
00000039f8951000 4K rw---
/lib64/libc-2
.5.so
00000039f8952000 20K rw--- [ anon ]
00000039f8a00000 8K r-x--
/lib64/libdl-2
.5.so
00000039f8a02000 2048K -----
/lib64/libdl-2
.5.so
00000039f8c02000 4K r----
/lib64/libdl-2
.5.so
00000039f8c03000 4K rw---
/lib64/libdl-2
.5.so
00000039f9600000 84K r-x--
/lib64/libselinux
.so.1
00000039f9615000 2048K -----
/lib64/libselinux
.so.1
00000039f9815000 8K rw---
/lib64/libselinux
.so.1
00000039f9817000 4K rw--- [ anon ]
00000039f9a00000 236K r-x--
/lib64/libsepol
.so.1
00000039f9a3b000 2048K -----
/lib64/libsepol
.so.1
00000039f9c3b000 4K rw---
/lib64/libsepol
.so.1
00000039f9c3c000 40K rw--- [ anon ]
00007f51cc8f5000 12K rw--- [ anon ]
00007f51cc908000 8K rw--- [ anon ]
00007fffd48f4000 84K rw--- [ stack ]
00007fffd4917000 4K r-x-- [ anon ]
ffffffffff600000 4K r-x-- [ anon ]
total 10360K
[root@localhost ~]
#
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11、strace
strace截取和记录系统进程调用，以及进程收到的信号。是一个非常有效的检测、指导和调试工具。系统管理员可以通过该命令容易地解决程序问题。
使用该命令需要指明进程的ID(PID)，例如：
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[root@localhost ~]
# strace -p 1
Process 1 attached - interrupt to quit
select
(11, [10], NULL, NULL, {4, 868510}) = 0 (Timeout)
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
select
(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}) = 0 (Timeout)
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
select
(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}) = 0 (Timeout)
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
select
(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}) = 0 (Timeout)
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
stat(
"/dev/initctl"
, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
select
(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}
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12、ulimit （常用）
ulimit内置在bash shell中，用来提供对shell和进程可用资源的控制
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[root@localhost ~]
# ulimit -a
core
file
size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority (-e) 0
file
size (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 8192
max locked memory (kbytes, -l) 64
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open
files (-n) 1024
pipe size (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
real-
time
priority (-r) 0
stack size (kbytes, -s) 8192
cpu
time
(seconds, -t) unlimited
max user processes (-u) 8192
virtual memory (kbytes, -
v
) unlimited
file
locks (-x) unlimited
[root@localhost ~]
#
|
-H和-S选项指明所给资源的软硬限制。如果超过了软限制，系统管理员会收到警告信息。硬限制指在用户收到超过文件句炳限制的错误信息之前，可以达到的最大值。
例如可以设置对文件句炳的硬限制：ulimit -Hn 4096
例如可以设置对文件句炳的软限制：ulimit -Sn 1024
查看软硬值，执行如下命令：
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ulimit
-Hn
ulimit
-Sn
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例如限制Oracle用户. 在/etc/security/limits.conf输入以下行:
soft nofile 4096
hard nofile 10240
对于Red Hat Enterprise Linux AS，确定文件/etc/pam.d/system-auth包含如下行
session required /lib/security/$ISA/pam_limits.so
对于SUSE LINUX Enterprise Server，确定文件/etc/pam.d/login 和/etc/pam.d/sshd包含如下行：
session required pam_limits.so
这一行使这些限制生效。
13、mpstat
mpstat是Sysstat工具集的一部分，下载地址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
mpstat用于报告多路CPU主机的每颗CPU活动情况，以及整个主机的CPU情况。
例如，下边的命令可以隔2秒报告一次处理器的活动情况，执行3次
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1
2
3
4
5
6
7
8
|
[root@localhost ~]
# mpstat 2 3
Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07
/05/2013
05:01:26 AM CPU %user %
nice
%sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr
/s
05:01:28 AM all 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 0.00 99.86 3914.81
05:01:30 AM all 0.00 0.00 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 99.88 4007.00
05:01:32 AM all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.12 0.00 99.62 4019.10
Average: all 0.00 0.00 0.13 0.00 0.00 0.09 0.00 99.79 3981.46
[root@localhost ~]
#
|
如下命令每隔1秒显示一次多路CPU主机的处理器活动情况，执行3次
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1
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6
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27
|
[root@localhost ~]
# mpstat -P ALL 1 3
Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07
/05/2013
05:02:15 AM CPU %user %
nice
%sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr
/s
05:02:16 AM all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 99.75 4008.91
05:02:16 AM 0 0.00 0.00 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 99.01 4.95
05:02:16 AM 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.98 0.00 99.02 0.99
05:02:16 AM 2 0.00 0.00 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 99.01 0.00
05:02:16 AM 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00
05:02:16 AM CPU %user %
nice
%sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr
/s
05:02:17 AM all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 99.75 4005.00
05:02:17 AM 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00
05:02:17 AM 1 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.01 3.00
05:02:17 AM 2 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.00 0.00
05:02:17 AM 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00
05:02:17 AM CPU %user %
nice
%sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr
/s
05:02:18 AM all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 99.75 4010.00
05:02:18 AM 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 5.00
05:02:18 AM 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 2.00
05:02:18 AM 2 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.00 0.00
05:02:18 AM 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00
Average: CPU %user %
nice
%sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr
/s
Average: all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 99.75 4007.97
Average: 0 0.00 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 99.67 3.32
Average: 1 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.33 0.00 99.34 1.99
Average: 2 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.00 0.00
Average: 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00
[root@localhost ~]
#
|