Linux性能定位详解

1、CPU

  • 第一行

10:01:23 — 当前系统时间
126 days, 14:29 — 系统已经运行了126天14小时29分钟(在这期间没有重启过)
2 users — 当前有2个用户登录系统
load average: 1.15, 1.42, 1.44 — 系统负载。三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。

load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数,然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量,结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。

  • 第二行

Tasks — 任务(进程),系统现在共有183个进程,其中处于运行中的有1个,182个在休眠(sleep),stoped状态的有0个,zombie状态(僵尸)的有0个。

僵尸进程:一个子进程在其父进程没有调用wait()或waitpid()的情况下退出。这个子进程就是僵尸进程。如果其父进程还存在而一直不调用wait,则该僵尸进程将无法回收,等到其父进程退出后该进程将被init回收。

  • 第三行: cpu状态

6.7% us — 用户空间占用CPU的百分比。
0.4% sy — 内核空间占用CPU的百分比。
0.0% ni — 改变过优先级的进程占用CPU的百分比
92.9% id — 空闲CPU百分比
0.0% wa — IO等待占用CPU的百分比
0.0% hi — 硬中断(Hardware IRQ)占用CPU的百分比
0.0% si — 软中断(Software Interrupts)占用CPU的百分比

在这里CPU的使用比率和windows概念不同,如果你不理解用户空间和内核空间,需要充充电了。

  • 第四行: 内存状态

8306544k total — 物理内存总量(8GB)
7775876k used — 使用中的内存总量(7.7GB)
530668k free — 空闲内存总量(530M)
79236k buffers — 缓存的内存量 (79M)

  • 第五行: swap交换分区

2031608k total — 交换区总量(2GB)
2556k used — 使用的交换区总量(2.5M)
2029052k free — 空闲交换区总量(2GB)
4231276k cached — 缓冲的交换区总量(4GB)

​ 第四行中使用中的内存总量(used)指的是现在系统内核控制的内存数,空闲内存总量(free)是内核还未纳入其管控范围的数量。纳入内核管理的内存不见得都在使用中,还包括过去使用过的现在可以被重复利用的内存,内核并不把这些可被重新使用的内存交还到free中去,因此在linux上free内存会越来越少,但不用为此担心

如果出于习惯去计算可用内存数,这里有个近似的计算公式:第四行的free + 第四行的buffers + 第五行的cached,按这个公式此台服务器的可用内存:530668+79236+4231276 = 4.7GB

对于内存监控,在top里我们要时刻监控第五行swap交换分区的used,如果这个数值在不断的变化,说明内核在不断进行内存和swap的数据交换,这是真正的内存不够用了

  • 第六行: 各进程(任务)的状态监控

PID — 进程id
USER — 进程所有者
PR — 进程优先级
NI — nice值。负值表示高优先级,正值表示低优先级
VIRT — 进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES — 进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA
SHR — 共享内存大小,单位kb
S — 进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程
%CPU — 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM — 进程使用的物理内存百分比
TIME+ — 进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒
COMMAND — 进程名称(命令名/命令行)

在top基本视图中,按键盘数字“1”,可监控每个逻辑CPU的状况。

敲击键盘“b”(打开/关闭加亮效果)

敲击键盘“x”(打开/关闭排序列的加亮效果)

通过”shift + >”或”shift + <”可以向右或左改变排序列

top -d 刷新时间

2、内存

free命令习惯上有以下几种形式:

free -k # 以KB为单位显示内存使用情况
free -m # 以MB为单位显示内存使用情况
free -g # 以GB为单位显示内存使用情况
free -h # 以人类友好的方式显示内存使用情况

当我们输入free -m时,系统就会输出以下内容:

[root@Test_MC]# free -m

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:         32168      30119       2048          0       4438      11097
-/+ buffers/cache:      14583      17584
Swap:        31996       1899      30097

现在对free命令输出的每行进行详细的解释:

  • total:内存总数,物理内存总数
  • used:已经使用的内存数
  • free:空闲的内存数
  • shared:多个进程共享的内存总额
  • buffers:缓冲内存数
  • cached:缓存内存数
  • - buffers/cached:应用使用内存数
  • + buffers/cached:应用可用内存数
  • Swap:交换分区,虚拟内存

我们通过free命令查看机器空闲内存时,会发现free的值很小。这主要是因为,在Linux系统中有这么一种思想,内存不用白不用,因此它尽可能的cache和buffer一些数据,以方便下次使用。但实际上这些内存也是可以立刻拿来使用的。

在使用free命令时,我们都是需要重点关注- buffers/cached+ buffers/cached

  • - buffers/cached,即used - buffers/cached,表示应用程序实际使用的内存
  • + buffers/cached,即free + buffers/cached,表示理论上都可以被使用的内存

可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存,而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。

3、网络

netstat -nlpt

输出信息解释:

Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State

  1. Proto:网络连接的协议,一般就是 TCP 协议或者 UDP 协议。
  2. Recv-Q:表示接收到的数据,已经在本地的缓冲中,但是还没有被进程取走。
  3. Send-Q:表示从本机发送,对方还没有收到的数据,依然在本地的缓冲中,不具备 ACK 标志的数据包。
  4. Local Address:本机的 IP 地址和端口号。
  5. ForeignAddress:远程主机的 IP 地址和端口号。
  6. State:状态。常见的状态主要有以下几种。
    -LISTEN:监听状态,只有 TCP 协议需要监听,而 UDP 协议不需要监听。
    -ESTABLISHED:已经建立连接的状态。如果使用"-I"选项,则看不到已经建立连接的状态。
    -SYN_SENT:SYN 发起包,就是主动发起连接的数据包。
    -SYN_RECV:接收到主动连接的数据包。
    -FIN_WAIT1:正在中断的连接。
    -FIN_WAIT2:已经中断的连接,但是正在等待对方主机进行确认。
    -TIME_WAIT:连接已经中断,但是套接字依然在网络中等待结束。
    -CLOSED:套接字没有被使用。

4、IO

top 命令通过查看 CPU 的 wa% 值来判断当前磁盘 IO 性能,如果这个数值过大,很可能是磁盘 IO 太高了,当然也可能是其他原因,例如网络 IO 过高等。

iostat 3 10 的意思是每3秒检测一次,一共检测10次

%iowait 值得注意的一个地方,表示理论上越低表示磁盘越不繁忙。
tps:每秒事务处理量,也就是没秒磁盘读写IO的次数(可以分为读tps和写tps)。
Blk_read/s:每秒的读的扇区(512byte)数。
Blk_wrtn/s:每秒的写的扇区(512byte)数。

如果觉得字节扇区单位不直观,可以用-k 选项

显示kB_read/s 就为每秒读的千字节数 kB_wrtn/s 每秒写的千字节数。

要想显示详细的磁盘IO信息

用iostat –x 命令

rrqm/s:每秒读请求IO合并数。
wrqm/s:每秒写请求IO合并数。
r/s:rrqm后,每秒请求读的IO数。
w/s:rrqm后,每秒请求写的IO数。
rsec/s:每秒读扇区数。
wsec/s:每秒写扇区数。
rsec/s ,wsec/s与不加-x选项中的Blk_read/s,Blk_wrtn/s对应,加上-k 选项也将显示每秒读写的千字节数(rkB/s ,wkB/s)。
await: 设备平均每次I/O操作花费的时间 (毫秒)。包括在队列中的请求所花费的时间和服务他们所花费的时间。(一般一个10k转的磁盘每次IO的总时间为7-8MS)
svctm: 向设备发出的I / O请求的平均服务时间(毫秒)。(官网上说不要相信这个数据)。
%util:一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作,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。

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