1.top

使用权限：所有使用者

使用方式：top [-] [d delay] [q] [c] [S] [s] [i] [n] [b]

说明：即时显示process的动态

d ：改变显示的更新速度，或是在交谈式指令列( interactive command)按s

q ：没有任何延迟的显示速度，如果使用者是有superuser的权限，则top将会以最高的优先序执行

c ：切换显示模式，共有两种模式，一是只显示执行档的名称，另一种是显示完整的路径与名称S ：累积模式，会将己完成或消失的子行程( dead child process )的CPU time累积起来

s ：安全模式，将交谈式指令取消，避免潜在的危机

i ：不显示任何闲置(idle)或无用(zombie)的行程

n ：更新的次数，完成后将会退出top

b ：批次档模式，搭配"n"参数一起使用，可以用来将top的结果输出到档案内

范例：

显示更新十次后退出：top -n 10

使用者将不能利用交谈式指令来对行程下命令：top -s

将更新显示二次的结果输入到名称为top。log的档案里：top -n 2 -b < top.log

2.vmstat

正如我们之前讨论的任何系统的性能比较都是基于基线的，并且监控CPU的性能就是以上3点，运行队列、CPU使用率和上下文切换。以下是一些对于CPU很普遍的性能要求：

1。对于每一个CPU来说运行队列不要超过3，例如，如果是双核CPU就不要超过6；

2。如果CPU在满负荷运行，应该符合下列分布，

a) User Time：65%～70%

b) System Time：30%～35%

c) Idle：0%～5%

procs

r 列表示运行和等待cpu时间片的进程数，如果长期大于1，说明cpu不足，需要增加cpu。

b 列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。

memory

swpd 切换到内存交换区的内存数量(k表示)。如果swpd的值不为0，或者比较大，比如超过了100m，只要si、so的值长期为0，系统性能还是正常

free 当前的空闲页面列表中内存数量(k表示)

buff 作为buffer cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。

cache：作为page cache的内存数量，一般作为文件系统的cache，如果cache较大，说明用到cache的文件较多，如果此时IO中bi比较小，说明文件系统效率比较好。

swap

si 由内存进入内存交换区数量。

so由内存交换区进入内存数量。

IO

bi 从块设备读入数据的总量（读磁盘）（每秒kb）。

bo 块设备写入数据的总量（写磁盘）（每秒kb）

这里我们设置的bi+bo参考值为1000，如果超过1000，而且wa值较大应该考虑均衡磁盘负载，可以结合iostat输出来分析。

system （显示采集间隔内发生的中断数）

in 列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。

cs列表示每秒产生的上下文切换次数，如当 cs 比磁盘 I/O 和网络信息包速率高得多，都应进行进一步调查。

cpu （表示cpu的使用状态）

us 列显示了用户方式下所花费 CPU 时间的百分比。us的值比较高时，说明用户进程消耗的cpu时间多，但是如果长期大于50%，需要考虑优化用户的程序。

sy 列显示了内核进程所花费的cpu时间的百分比。这里us + sy的参考值为80%，如果us+sy 大于 80%说明可能存在CPU不足。

wa 列显示了IO等待所占用的CPU时间的百分比。这里wa的参考值为30%，如果wa超过30%，说明IO等待严重，这可能是磁盘大量随机访问造成的，也可能磁盘或者磁盘访问控制器的带宽瓶颈造成的(主要是块操作)。

id 列显示了cpu处在空闲状态的时间百分比。

3. mpstat

对于上下文切换要结合CPU使用率来看，如果CPU使用满足上述分布，大量的上下文切换也是可以接受的。

常用的监视工具有：vmstat，top，dstat和mpstat。

#vmstat

r表示运行队列的大小，

b表示由于IO等待而block的线程数量，

in表示中断的数量，

cs表示上下文切换的数量，

us表示用户CPU时间，

sys表示系统CPU时间，

wa表示由于IO等待而是CPU处于idle状态的时间，

id表示CPU处于idle状态的总时间。

#dstat –cip

可以给出每一个设备产生的中断数。

我们可以看到这里有3个设备号92，107和109。设备名和设备号的关系我们可以参考文件/proc/interrupts，这里109代表网卡eth1。

#cat /proc/interrupts

#mpstat [-P {|ALL}] [internal [count]]

-P {|ALL} 表示监控哪个CPU， cpu在[0，cpu个数-1]中取值；

internal 相邻的两次采样的间隔时间；

count 采样的次数，count只能和delay一起使用；

当没有参数时，mpstat则显示系统启动以后所有信息的平均值。有interval时，第一行的信息自系统启动以来的平均信息。从第二行开始，输出为前一个interval时间段的平均信息。

mpstat可以显示每个CPU的运行状况。

%user：在internal时间段里，用户态的CPU时间(%)，不包含nice值为负进程(usr/total)*100

%nice：在internal时间段里，nice值为负进程的CPU时间(%) (nice/total)*100

%sys：在internal时间段里，内核时间(%) (system/total)*100

%iowait：在internal时间段里，硬盘IO等待时间(%) (iowait/total)*100

%irq：在internal时间段里，硬中断时间(%) (irq/total)*100

%soft：在internal时间段里，软中断时间(%) (softirq/total)*100

%idle：在internal时间段里，CPU除去等待磁盘IO操作外的因为任何原因而空闲的时间闲置时间(%) (idle/total)*100

总结的说，CPU性能监控包含以下方面：

检查系统的运行队列，确保每一个CPU的运行队列不大于3。

确保CPU使用分布满足70/30原则（用户70%，系统30%）。

如果系统时间过长，可能是因为频繁的调度和改变优先级。

CPU Bound进程总是会被惩罚（降低优先级）而IO Bound进程总会被奖励（提高优先级）。

4. sar

常用格式：sar [options] [-A] [-o file] t [n]

t为采样间隔，n为采样次数，默认值是1；

-o file表示将命令结果以二进制格式存放在文件中，file 是文件名。

-A：所有报告的总和

-u：输出CPU使用情况的统计信息

-v：输出inode、文件和其他内核表的统计信息

-d：输出每一个块设备的活动信息

-r：输出内存和交换空间的统计信息

-b：显示I/O和传送速率的统计信息

-a：文件读写情况

-c：输出进程统计信息，每秒创建的进程数

-R：输出内存页面的统计信息

-y：终端设备活动情况

-w：输出系统交换活动信息

cpu资源监控

sar -u -o test 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，观察CPU 的使用情况，并将采样结果以二进制形式存入当前目录下的文件test中。

CPU：all 表示统计信息为所有CPU的平均值。

%user：显示在用户级别(application)运行使用 CPU 总时间的百分比。

%nice：显示在用户级别，用于nice操作，所占用 CPU 总时间的百分比。

%system：在核心级别(kernel)运行所使用 CPU 总时间的百分比。

%iowait：显示用于等待I/O操作占用 CPU 总时间的百分比。

%steal：管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比。

%idle：显示 CPU 空闲时间占用 CPU 总时间的百分比。

1. 若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈

2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，此时应加大内存容量

3. 若 %idle 的值持续低于1，则系统的 CPU 处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU 。

inode、文件和其他内核表监控

#sar -v 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，观察核心表的状态。

dentunusd：目录高速缓存中未被使用的条目数量

file-nr：文件句柄（file handle）的使用数量

inode-nr：索引节点句柄（inode handle）的使用数量

pty-nr：使用的pty数量

内存和交换空间监控

#sar -r 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，监控内存分页。

kbmemfree：这个值和free命令中的free值基本一致，所以它不包括buffer和cache的空间。

kbmemused：这个值和free命令中的used值基本一致，所以它包括buffer和cache的空间。

%memused：这个值是 kbmemused 和内存总量(不包括swap)的一个百分比。

kbbuffers和kbcached：这两个值就是free命令中的buffer和cache。

kbcommit：保证当前系统所需要的内存，即为了确保不溢出而需要的内存(RAM+swap)。

%commit：这个值是kbcommit与内存总量(包括swap)的一个百分比。

内存分页监控

#sar -B 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，监控内存分页。

pgpgin/s：表示每秒从磁盘或SWAP置换到内存的字节数(KB)。

pgpgout/s：表示每秒从内存置换到磁盘或SWAP的字节数(KB)。

fault/s：每秒钟系统产生的缺页数，即主缺页与次缺页之和(major + minor)。

majflt/s：每秒钟产生的主缺页数。

pgfree/s：每秒被放入空闲队列中的页个数。

pgscank/s：每秒被kswapd扫描的页个数。

pgscand/s：每秒直接被扫描的页个数。

pgsteal/s：每秒钟从cache中被清除来满足内存需要的页个数。

%vmeff：每秒清除的页(pgsteal)占总扫描页(pgscank+pgscand)的百分比。

I/O和传送速率监控

#sar -b 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，报告缓冲区的使用情况。

tps：每秒钟物理设备的 I/O 传输总量。

rtps：每秒钟从物理设备读入的数据总量。

wtps：每秒钟向物理设备写入的数据总量。

bread/s：每秒钟从物理设备读入的数据量，单位为块/s。

bwrtn/s：每秒钟向物理设备写入的数据量，单位为块/s。

进程队列长度和平均负载状态监控

#sar -q 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，监控进程队列长度和平均负载状态：

runq-sz：运行队列的长度（等待运行的进程数）。

plist-sz：进程列表中进程（processes）和线程（threads）的数量。

ldavg-1：最后1分钟的系统平均负载（System load average）。

ldavg-5：过去5分钟的系统平均负载。

ldavg-15：过去15分钟的系统平均负载。

系统交换活动信息监控

#sar -W 10 3

每10秒采样一次，连续采样3次，监控系统交换活动信息。

pswpin/s：每秒系统换入的交换页面（swap page）数量

pswpout/s：每秒系统换出的交换页面（swap page）数量

设备使用情况监控

#sar -d 10 3 –p

每10秒采样一次，连续采样3次，报告设备使用情况，

参数-p可以打印出sda，hdc等磁盘设备名称，如果不用参数-p，设备节点则有可能是dev8-0，dev22-0

tps：每秒从物理磁盘I/O的次数。多个逻辑请求会被合并为一个I/O磁盘请求，一次传输的大小是不确定的。

rd_sec/s：每秒读扇区的次数。

wr_sec/s：每秒写扇区的次数。

avgrq-sz：平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。

avgqu-sz：磁盘请求队列的平均长度

await：从请求磁盘操作到系统完成处理，每次请求的平均消耗时间，包括请求队列等待时间，单位是毫秒(1秒=1000毫秒)。

svctm：系统处理每次请求的平均时间，不包括在请求队列中消耗的时间。

%util：I/O请求占CPU的百分比，比率越大，说明越饱和。

1. avgqu-sz 的值较低时，设备的利用率较高。

2. 当%util的值接近 1% 时，表示设备带宽已经占满。

要判断系统瓶颈问题，有时需几个 sar 命令选项结合起来。

怀疑CPU存在瓶颈，可用 sar -u 和 sar -q 等来查看。

怀疑内存存在瓶颈，可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看。

怀疑I/O存在瓶颈，可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看。

5. iostat

iostat主要用于监控系统设备的IO负载情况，iostat首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息，之后运行iostat将显示自上次运行该命令以后的统计信息。用户可以通过指定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

iostat [ -c ] [ -d ] [ -h ] [ -N ] [ -k | -m ] [ -t ] [ -V ] [ -x ] [ -z ] [ device [...] | ALL ] [ -p [ device [，...] | ALL ] ] [ interval [ count ] ]

查看TPS和吞吐量信息

#iostat -d -k 1 3

tps：该设备每秒的传输次数，一次传输的意思是“一次I/O请求”

kB_read/s：每秒从设备读取的数据量

kB_wrtn/s：每秒向设备写入的数据量

kB_read ：读取的总数据量

kB_wrtn ：写入的总数量数据量

查看设备使用率（%util）、响应时间（await）

#iostat -d -x -k 1 3

rrqm/s：每秒进行 merge 的读操作数目.即 delta(rmerge)/s

wrqm/s：每秒进行 merge 的写操作数目.即 delta(wmerge)/s

r/s：每秒完成的读 I/O 设备次数.即 delta(rio)/s

w/s：每秒完成的写 I/O 设备次数.即 delta(wio)/s

rsec/s：每秒读扇区数.即 delta(rsect)/s

wsec/s：每秒写扇区数.即 delta(wsect)/s

rkB/s：每秒读K字节数.是 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为512字节.(需要计算)

wkB/s：每秒写K字节数.是 wsect/s 的一半.(需要计算)

avgrq-sz：平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区).delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio)

avgqu-sz：平均I/O队列长度.即 delta(aveq)/s/1000(因为aveq的单位为毫秒).

await：平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒).即 delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio)

svctm：平均每次设备I/O操作的服务时间 (毫秒).即 delta(use)/delta(rio+wio)

%util：一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的.即 delta(use)/s/1000 (因为use的单位为毫秒)

如果 %util 接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。

%util：在统计时间内所有处理IO时间，除以总共统计时间。例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒在处理IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/1 = 80%，所以该参数暗示了设备的繁忙程度。一般地，如果该参数是100%表示设备已经接近满负荷运行了（当然如果是多磁盘，即使%util是100%，因为磁盘的并发能力，所以磁盘使用未必就到了瓶颈）。)

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