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：

[root@localhost ~]# uptime

04:43:35 up 2:49, 2 users, load average: 0.00, 0.00, 0.00

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：

[root@localhost ~]# cat /proc/loadavg

0.00 0.00 0.00 1/118 15960

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：

[root@localhost ~]# dmesg | more

BIOS EBDA/lowmem at: 0009f000/0009f000

Linux version 2.6.28l7 (root@localhost.localdomain) (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--

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：

[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

CPU占用情况包括四块内容：

%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。

磁盘使用报告分成以下几个部分：

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 |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。

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

[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

各输出列的含义：

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).

– 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.

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

[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

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。

[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

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：

traffic-collector -i eth0 -s /root/output_traffic-collector

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：

killall -9 traffic-collector

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：

traffic-sort -i output_traffic-collector -o output_traffic-sort -Hp

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：

traffic-tohtml -i output_traffic-sort -o output_traffic-tohtml.html

如要生成GIF格式（600X600）的报告，请运行命令：

traffic-togif -i output_traffic-sort -o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600

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：

cat output_traffic-collector | traffic-sort -Hp | traffic-tohtml -o output_traffic-tohtml.html

如要生成GIF文件，执行命令：

cat output_traffic-collector | traffic-sort -Hp | traffic-togif -o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600

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。

[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

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：

[root@localhost ~]# strace -p 1

Process 1 attached - interrupt to quit

select(11, [10], NULL, NULL, {4, 868510}) = 0 (Timeout)