Linux内存、性能诊断中vmstat命令的详解

发表时间:2015-02-05 13:44 | 分类:Linux | 浏览:631 次

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,通过vmstat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。

运行示例

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,如:

root@vm-199:~# vmstat 2 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 0  0  97640  53884 192800 578212    0    0     3    20    1   12  1  2 93  3

2表示每个两秒采集一次服务器状态,1表示只采集一次。

实际上,在应用过程中,我们会在一段时间内一直监控,不想监控直接结束vmstat就行了,例如:

root@vm-199:~# vmstat 2
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 0  1  97640  50348 192812 578352    0    0     3    20    1   12  1  2 93  3
 0  0  97640  54636 192812 578360    0    0     0    14  126  147  2  4 86  8
 0  3  97640  53908 192816 578356    0    0     0    62   96  110  2  4 86  9
 0  0  97640  54156 192816 578360    0    0     0    14  113  118  3  5 83 11
 0  0  97640  53908 192816 578360    0    0     0    16  107  103  2  3 87  9

这表示vmstat每2秒采集数据,一直采集,直到我结束程序。

参数详解

Linux 内存监控vmstat命令输出分成六个部分:

(1)进程procs: 
    r:在运行队列中等待的进程数 。
    b:在等待io的进程数 。
(2)Linux 内存监控内存memoy: 
    swpd:现时可用的交换内存(单位KB)。 
    free:空闲的内存(单位KB)。
    buff: 缓冲去中的内存数(单位:KB)。
    cache:被用来做为高速缓存的内存数(单位:KB)。
(3) Linux 内存监控swap交换页面 
    si: 从磁盘交换到内存的交换页数量,单位:KB/秒。
    so: 从内存交换到磁盘的交换页数量,单位:KB/秒。
(4)Linux 内存监控 io块设备:
    bi: 发送到块设备的块数,单位:块/秒。
    bo: 从块设备接收到的块数,单位:块/秒。
(5)Linux 内存监控system系统: 
    in: 每秒的中断数,包括时钟中断。
    cs: 每秒的环境(上下文)转换次数。
(6)Linux 内存监控cpu中央处理器:
    cs:用户进程使用的时间 。以百分比表示。
    sy:系统进程使用的时间。 以百分比表示。
    id:中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

常见诊断:

1、假如 r 经常大于4 ,且 id 经常小于40,表示中央处理器的负荷很重。

2、假如 bi,bo 长期不等于0,表示物理内存容量太小。

每个参数的具体意思如下:

r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU),我测试的服务器目前CPU比较空闲,没什么程序在跑,当这个值超过了CPU数目,就会出现CPU瓶颈 了。这个也和top的负载有关系,一般负载超过了3就比较高,超过了5就高,超过了10就不正常了,服务器的状态很危险。top的负载类似每秒的运行队 列。如果运行队列过大,表示你的CPU很繁忙,一般会造成CPU使用率很高。

b 表示阻塞的进程,这个不多说,进程阻塞,大家懂的。

swpd 虚拟内存已使用的大小,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   空闲的物理内存的大小,我的机器内存总共8G,剩余3415M。

buff   Linux/Unix系统是用来存储,目录里面有什么内容,权限等的缓存,我本机大概占用300多M

cache cache直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲,我本机大概占用300多M(这里是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。)

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。我的机器内存充裕,一切正常。

so  每秒虚拟内存写入磁盘的大小,如果这个值大于0,同上。

bi  块设备每秒接收的块数量,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,我本机上没什么IO操作,所以一直是0,但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s,磁盘写入速度差不多140M每秒

bo 块设备每秒发送的块数量,例如我们读取文件,bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0,不然就是IO过于频繁,需要调整。

in 每秒CPU的中断次数,包括时间中断

cs 每秒上下文切换次数,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。

us 用户CPU时间,我曾经在一个做加密解密很频繁的服务器上,可以看到us接近100,r运行队列达到80(机器在做压力测试,性能表现不佳)。

sy 系统CPU时间,如果太高,表示系统调用时间长,例如是IO操作频繁。

id  空闲 CPU时间,一般来说,id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率,us是用户CPU使用率,sy是系统CPU使用率。

wt 等待IO CPU时间。

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