Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具

一、sysstat簡介

1、sysstat簡介

sysstat提供了Linux性能監控工具集,包括sar、sadf、mpstat、iostat、pidstat等,用於監控Linux系統性能和使用情況。
iostat - 提供CPU統計,存儲I/O統計(磁盤設備,分區及網絡文件系統)
mpstat - 提供單個或組合CPU相關統計
pidstat - 提供Linux進程級別統計:I/O、CPU、內存等
sar - 收集、報告、保存系統活動信息:CPU、內存、磁盤、中斷、網絡接口、TTY、內核表等
sadc - 系統活動數據收集器,作爲sar後端使用
sa1 - 收集系統活動日常數據,並二進制格式存儲,它作爲sadc的工具的前端,可以通過cron來調用
sa2 - 生成系統每日活動報告,同樣可作爲sadc的工具的前端,可以通過cron來調用
sadf - 可以以CSV、XML格式等顯示sar收集的性能數據,這樣非常方便的將系統數據導入到數據庫中,或導入到Excel中來生成圖表
nfsiostat-sysstat: 提供NFS I/O統計
cifsiostat: 提供CIFS統計
pidstat輸出結果的%wait指標,代表進程等待CPU的時間百分比,systat 11.5.5版本才引入新指標。










2、sysstat安裝

sysstat可以通過yum安裝
yum install sysstat
下載源碼sysstat-11.6.6.tar.xz安裝:
http://sebastien.godard.pagesperso-orange.fr/download.html
編譯選項配置:
configure
編譯:
make
安裝:
sudo make install








二、mpstat

1、mpstat簡介

mpstat是一個常用的多核CPU性能分析工具,用來實時查看每個CPU的性能指標以及所有CPU的平均指標,數據文件/proc/stat。
mpstat是Multiprocessor Statistics縮寫,是實時系統監控工具。

2、mpstat命令

mpstat [-P {cpu|ALL}] [internal [count]]
-P {cpu l ALL}:表示監控的CPU, cpu在[0,cpu個數-1]中取值
internal:相鄰的兩次採樣的間隔時間
count:採樣的次數,count只能和delay一起使用


3、mpstat指標展示

Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
CPU:處理器ID
%usr:在internal時間段裏,用戶態CPU時間,不包含nice值爲負的進程
%nice:在internal時間段裏,nice值爲負進程的CPU時間。
%sys:在internal時間段裏,內核太的CPU時間。
%iowait:internal時間段裏,硬盤IO等待時間。
%irq:在internal時間段裏,硬中斷時間。
%soft:在internal時間段裏,軟中斷時間。
%steal:顯示虛擬機管理器在服務另一個虛擬處理器時虛擬CPU處在非自願等待下花費時間的百分比。
%guest:顯示運行虛擬處理器時CPU花費時間的百分比。
%idle:在internal時間段裏,CPU除去等待磁盤IO操作外的因爲任何原因而空閒的時間閒置時間。









三、sar

1、sar簡介

sar(System Activity Reporter,系統活動情況報告)是Linux最爲全面的系統性能分析工具之一,可以從多方面對系統的活動進行報告,包括:文件的讀寫情況、系統調用的使用情況、磁盤IO、CPU效率、內存使用狀況、進程活動及IPC有關的活動等。

2、sar命令

sar [options] [-A] [-o file] t [n]
-A:所有報告的總和
-u:輸出CPU使用情況的統計信息
-v:輸出inode、文件和其他內核表的統計信息
-d:輸出每一個塊設備的活動信息
-r:輸出內存和交換空間的統計信息
-b:顯示IO和傳送速率的統計信息
-a:文件讀寫情況
-c:輸出進程統計信息,每秒創建的進程數
-R:輸出內存頁面的統計信息
-y:終端設備活動情況
-w:輸出系統交換活動信息










3、sar常用命令

(1)CPU資源監控
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
CPU:all表示統計信息爲所有CPU的平均值。
%user:顯示在用戶級別(application)運行使用CPU總時間的百分比。
%nice:顯示在用戶級別,用於nice操作,所佔用CPU總時間的百分比。
%system:在內核態運行所使用CPU總時間的百分比。
%iowait:顯示用於等待IO操作佔用CPU總時間的百分比。
%steal:管理程序(hypervisor)爲另一個虛擬進程提供服務而等待虛擬CPU的百分比。
%idle:顯示CPU空閒時間佔用CPU總時間的百分比。
sar -u -f test
查看二進制文件test內容
(2)文件監控
每10秒採樣一次,連續採樣3次,觀察覈心表的狀態
sar -v 10 3
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
dentunusd:目錄高速緩存中未被使用的條目數量
file-nr:文件句柄(file handle)的使用數量
inode-nr:索引節點句柄(inode handle)的使用數量
pty-nr:使用pty數量
(3)內存和交換空間監控
sar -r 10 3
每10秒採樣一次,連續採樣3次,監控內存分頁
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
kbmemfree:可用內存大小,不包括buffer和cache的空間。
kbmemused:已用內存大小,包括buffer和cache的空間.
%memused:kbmemused和內存總量(不包括swap)的一個百分比。
kbbuffers:
kbcached:
kbcommit:保證當前系統所需要的內存,即爲了確保不溢出而需要的內存(RAM+swap)。
%commit:kbcommit與內存總量(包括swap)的一個百分比。
(4)內存分頁監控
sar -B 10 3
每10秒採樣一次,連續採樣3次,監控內存分頁
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
pgpgin/s:表示每秒從磁盤或SWAP置換到內存的字節數(KB)
pgpgout/s:表示每秒從內存置換到磁盤或SWAP的字節數(KB)
fault/s:每秒鐘系統產生的缺頁數,即主缺頁與次缺頁之和(major + minor)
majflt/s:每秒鐘產生的主缺頁數.
pgfree/s:每秒被放入空閒隊列中的頁個數
pgscank/s:每秒被kswapd掃描的頁個數
pgscand/s:每秒直接被掃描的頁個數
pgsteal/s:每秒鐘從cache中被清除來滿足內存需要的頁個數
%vmeff:每秒清除的頁(pgsteal)佔總掃描頁(pgscank+pgscand)的百分比
(5)IO監控
sar -b 10 3
每10秒採樣一次,連續採樣3次,報告緩衝區的使用情況
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
tps:每秒鐘物理設備的 I/O 傳輸總量
rtps:每秒鐘從物理設備讀入的數據總量
wtps:每秒鐘向物理設備寫入的數據總量
bread/s:每秒鐘從物理設備讀入的數據量,單位爲 塊/s
bwrtn/s:每秒鐘向物理設備寫入的數據量,單位爲 塊/s
(6)進程隊列和平均負載監控
sar -q 10 3
每10秒採樣一次,連續採樣3次,監控進程隊列長度和平均負載狀態
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
runq-sz:運行隊列的長度(等待運行的進程數)
plist-sz:進程列表中進程(processes)和線程(threads)的數量
ldavg-1:最後1分鐘的系統平均負載(System load average)
ldavg-5:過去5分鐘的系統平均負載
ldavg-15:過去15分鐘的系統平均負載
(7)系統交換信息監控
sar -w 10 3
每10秒採樣一次,連續採樣3次,監控系統交換活動信息
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
(8)設備使用情況監控
sar -d -p 10 3
每10秒採樣一次,連續採樣3次,報告設備使用情況
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
DEV:設備名稱
tps:每秒從物理磁盤I/O的次數。多個邏輯請求會被合併爲一個IO磁盤請求,一次傳輸的大小是不確定的。
rd_sec/s:每秒讀扇區的次數。
wr_sec/s:每秒寫扇區的次數。
avgrq-sz:平均每次設備IO操作的數據大小(扇區)。
avgqu-sz:磁盤請求隊列的平均長度。
await:從請求磁盤操作到系統完成處理,每次請求的平均消耗時間,包括請求隊列等待時間,單位是毫秒。
svctm:系統處理每次請求的平均時間,不包括在請求隊列中消耗的時間。
%util:IO請求佔CPU的百分比,比率越大說明越飽和。
(9)網卡監控
sar –n DEV 1 4
-n參數選項:DEV | EDEV | NFS | NFSD | SOCK | ALL 。DEV顯示網絡接口信息,EDEV顯示關於網絡錯誤的統計數據,NFS統計活動的NFS客戶端的信息,NFSD統計NFS服務器的信息,SOCK顯示套 接字信息,ALL顯示所有。
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
IFACE:LAN接口
rxpck/s:每秒鐘接收的數據包
txpck/s:每秒鐘發送的數據包
rxbyt/s:每秒鐘接收的字節數
txbyt/s:每秒鐘發送的字節數
rxcmp/s:每秒鐘接收的壓縮數據包
txcmp/s:每秒鐘發送的壓縮數據包
rxmcst/s:每秒鐘接收的多播數據包
























































































四、pidstat

1、pidstat簡介

pidstat是sysstat的一個命令,用於監控全部或指定進程的CPU、內存、線程、設備IO等系統資源的佔用情況。Pidstat第一次採樣顯示自系統啓動開始的各項統計信息,後續採樣將顯示自上次運行命令後的統計信息。用戶可以通過指定統計的次數和時間來獲得所需的統計信息。

2、pidstat命令

pidstat [ 選項 ] [ <時間間隔> ] [ <次數> ]
-u:默認參數,顯示各進程的CPU使用統計
-r:顯示各進程的內存使用統計
-d:顯示各進程的IO使用情況
-p:指定進程號
-w:顯示每個進程的上下文切換情況
-t:顯示選擇任務的線程的統計信息外的額外信息
-T { TASK | CHILD | ALL }:指定pidstat監控的內容。TASK表示報告獨立的task,CHILD表示報告進程下所有線程統計信息,ALL表示報告獨立的task和task下的所有線程。
-V:版本號
-h:在一行上顯示所有活動。
-I:在SMP環境,表示任務的CPU使用率/內核數量
-l:顯示命令名和所有參數










3、pidstat常用命令

(1)查看所有進程的CPU使用情況

pidstat
pidstat -u -p ALL

Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
PID:進程ID
%usr:進程在用戶空間佔用CPU的百分比
%system:進程在內核空間佔用CPU的百分比
%guest:進程在虛擬機佔用CPU的百分比
%CPU:進程佔用CPU的百分比
CPU:運行進程的CPU
Command:當前進程對應的命令
(2)查看所有進程的CPU使用情況
pidstat -r
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
PID:進程標識符
minflt/s:任務每秒發生的次要錯誤,不需要從磁盤中加載頁
majflt/s:任務每秒發生的主要錯誤,需要從磁盤中加載頁
VSZ:虛擬地址大小,虛擬內存的使用KB
RSS:常駐集合大小,非交換區五里內存使用KB
Command:task命令名
(3)查看所有進程的IO使用情況
pidstat -d
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
PID:進程id
kB_rd/s:每秒從磁盤讀取的KB
kB_wr/s:每秒寫入磁盤KB
kB_ccwr/s:任務取消的寫入磁盤的KB。當任務截斷髒的pagecache的時候會發生。
COMMAND:task的命令名
(4)查看所有進程的上下文切換情況
pidstat -w
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
PID:進程id
Cswch/s:每秒主動任務上下文切換數量
Nvcswch/s:每秒被動任務上下文切換數量
Command:命令名
(5)查看進程的線程統計信息
pidstat -t
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
TGID:主線程的標識
TID:線程id
%usr:進程在用戶空間佔用CPU的百分比
%system:進程在內核空間佔用CPU的百分比
%guest:進程在虛擬機佔用CPU的百分比
%CPU:進程佔用CPU的百分比
CPU:運行進程的CPU
Command:當前進程對應的命令
pidstat -T ALL -p 13671
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
PID:進程id
msr-ms:任務和子線程在用戶級別使用的毫秒數。
system-ms:任務和子線程在系統級別使用的毫秒數。
guest-ms:任務和子線程在虛擬機(running a virtual processor)使用的毫秒數。
Command:命令名
















































五、iostat

1、iostat簡介

iostat是IO statistics(輸入/輸出統計)縮寫,系統級別的IO監控,用於對系統磁盤操作活動進行監視,特點是彙報磁盤活動統計情以及CPU使用情況,缺點是不能對某個進程進行深入分析,只能對系統整體情況進行分析。

2、iostat命令

iostat [ options ] [ <interval> [ <count> ] ]
-c:僅顯示顯示CPU使用情況;
-d:僅顯示顯示設備利用率;
-k:顯示狀態以千字節每秒爲單位,而不使用塊每秒;
-m:顯示狀態以兆字節每秒爲單位;
-p:顯示塊設備和所有被使用的其他分區的狀態;
-t:顯示每個報告產生時的時間;
-V:顯示版號並退出;
-x:顯示擴展狀態。







3、iostat指標展示

Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
%user:CPU處在用戶模式下的時間百分比。
%nice:CPU處在帶NICE值的用戶模式下的時間百分比。
%system:CPU處在系統模式下的時間百分比。
%iowait:CPU等待輸入輸出完成時間的百分比。
%steal:管理程序維護另一個虛擬處理器時,虛擬CPU的無意識等待時間百分比。
%idle:CPU空閒時間百分比。
tps:設備每秒的傳輸次數。
kB_read/s:每秒從設備(drive expressed)讀取的數據量;
kB_wrtn/s:每秒向設備(drive expressed)寫入的數據量;
kB_read:讀取的總數據量;
kB_wrtn:寫入的總數量數據量;
iostat -d -x -k 1 2
每隔1秒輸出磁盤IO的詳細情況,總共採樣2次。
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
rrqm/s: 每秒對該設備的讀請求被合併次數,文件系統會對讀取同塊(block)的請求進行合併
wrqm/s: 每秒對該設備的寫請求被合併次數
r/s: 每秒完成的讀次數
w/s: 每秒完成的寫次數
rkB/s: 每秒讀數據量(kB爲單位)
wkB/s: 每秒寫數據量(kB爲單位)
avgrq-sz:平均每次IO操作的數據量(扇區數爲單位)
avgqu-sz: 平均等待處理的IO請求隊列長度
await: 平均每次IO請求等待時間(包括等待時間和處理時間,毫秒爲單位)
svctm: 平均每次IO請求的處理時間(毫秒爲單位)
%util: 採用週期內用於IO操作的時間比率,即IO隊列非空的時間比率
Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具

























六、vmstat

1、vmstat簡介

vmstat(Virtual Meomory Statistics)是Linux中監控內存的常用工具,可對操作系統的虛擬內存、進程、CPU等的整體情況進行監視。

2、vmstat命令

vmstat [options] [delay [count]]
-a:顯示活躍和非活躍內存
-f:顯示從系統啓動至今的fork數量。
-m:顯示slabinfo
-n:只在開始時顯示一次各字段名稱。
-s:顯示內存相關統計信息及多種系統活動數量。
delay:刷新時間間隔。如果不指定,只顯示一條結果。
count:刷新次數。如果不指定刷新次數,但指定刷新間隔,會一直刷新。
-d:顯示磁盤相關統計信息。
-p:顯示指定磁盤分區統計信息。
-S:指定單位顯示,k、K、m、M分別代表1000、1024、1000000、1048576字節,默認單位爲K。
-V:顯示vmstat版本信息。
vmstat [-a] [-n] [-S unit] [delay [ count]]
vmstat [-s] [-n] [-S unit]
vmstat [-m] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-d] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-p disk partition] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-f]
vmstat [-V]

















vmstat [options] [delay [count]]
delay:數據採樣間隔。如果不指定,返回開啓啓動以來的均值。
count:刷新數據次數。如果指定delay,但不指定connt,默認一直刷新。
vmstat interval times
每隔interval秒採樣一次,共採樣times次。



3、vmstat常用命令

Linux性能優化(三)——sysstat性能監控工具
procs:r列顯示等待CPU的進程數量,b列顯示正在不可中斷休眠(等待IO)的進程數量。
memory:swapd列顯示被換出磁盤(頁面交換)的塊的數量,free列顯示空閒的(未被使用)塊的數量,buff顯示正在被用作緩衝區的數量,cache列顯示正在被用作操作系統的緩存的數量。
swap:顯示交換活動:每秒有多少塊正在被換入(從磁盤)和換出(到磁盤)。
io:顯示多少塊從塊設備讀取(bi)和寫出(bo),通常反映了硬盤IO。
system顯示每秒中斷(in)和上下文切換(cs)的數量。
cpu顯示所有的cpu時間花費在各類操作的百分比,包括執行用戶代碼(非內核),執行系統代碼(內核),空閒以及等待IO。





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