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linux系统如何查看系统性能

一般我们查看系统性能主要是在以下几个方面
1.用户使用CPU情况 展现为 %user
2.系统使用CPU情况 展现为 %sys
3.wio或iowait     展现为 %iowait 进程由于等待磁盘IO而使CPU处于空闲状态的比率
4.CPU的空闲率
5.CPU上下文的交换的比率,也有说明为CPU上下文的切换。即内存和寄存器中数据的切换
6.nice 这个还不是很明白是啥意思
7.real-time 还是未知
8.运行队列的长度
9.平均负载

二 常用命令
1.mpstat
2.top
3.vmstat
4.sar
5.iostat
6.uptime

三命令详解
1. mpstat -P ALL 5    //需要注意的P和ALL一定要大写

17时22分24秒  CPU   %user   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal   %idle    intr/s
17时22分29秒  all    0.30    0.00    0.10    0.67    0.02    0.07    0.00   98.83    821.40
17时22分29秒    0    1.00    0.00    0.60    1.00    0.20    0.60    0.00   96.60    560.00
17时22分29秒    1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.20      0.00
17时22分29秒    2    0.60    0.00    0.20    0.20    0.00    0.20    0.00   99.00    250.20
17时22分29秒    3    0.00    0.00    0.00    4.00    0.00    0.00    0.00   96.00     11.20
17时22分29秒    4    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.20      0.00
17时22分29秒    5    0.80    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.20      0.00
17时22分29秒    6    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00
17时22分29秒    7    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00

上面信息我们可以看出,有8个CPU。
%user :在internal时间段里,即为用户态的CPU时间,及登录用户所消耗的CPU时间比。
%sys  :在internal时间段里,负进程消耗的CPU时间,占所有CPU的百分比
%nice :优先进程占用时间
%iowait:在internal时间段里,所有未等待磁盘IO操作进程占CPU的百分比
%irq  : 这个还是未知
%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 (%)
intr/s: 在internal时间段里,每秒CPU接收的中断的次数

3.vmstat

procs ———–memory———- —swap– —–io—- -system– —–cpu——
r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
1  1 1385712  66752 112164 1429992  3    4    14    50   14    2 10  2 88  1  0
1  0 1385712  64540 112208 1430976  0    0     3   104 2599 6595 15  2 81  3  0
0  0 1385712  62084 112232 1433008  0    0     1  1276 2068 7772 18  1 77  4  0
0  0 1385712  60808 112232 1434036  0    0     1    29  730 3686  9  1 90  1  0

参数详解:
r:当前系统中等待CPU的进程数(所有的CPU),若是改值连续都大于CPU的个数,表明有多数进程在等待CPU进行处理。若是该值大于CPU个数4倍的话,那么表明该服务器缺少CPU,或者CPU的处理速度过慢

in :cpu每秒产生的中断数
cs :每秒产生的上下文切换

us:用户占用的CPU时间百分比,同mpstat 的%user,说明用户进程消耗的CPU时间多,但是如果长期超50%的使用,那么我们就该考虑优化程序算法或者进行加速(比如PHP/PERL)
sy:系统占用的CPU时间百分比,同mpstat 的%sys。内核进程消耗的CPU时间百分比(sy的值高时,说明系统内核消耗的CPU资源多,这并不是良性表现,我们应该检查原因)
id:CPU处于空闲状态时间百分比,如果空闲时间(cpu id)持续为0并且系统时间(cpu sy)是用户时间的两倍(cpu us) 系统则面临着CPU资源的短缺.
wa:IO等待消耗的CPU时间百分比,wa的值高时,说明IO等待比较严重,这可能由于磁盘大量作随机访问造成,也有可能磁盘出现瓶颈(块操作)。

us+sy+id = 100%

常见用法:
vmstat -n 3 //每三秒获取一次数据
vmstat 4 5  //间隔4次输出5次数据

概念详解:
上下文切换:CPU的切换就是将轮到该时间片的进程,将该进程中的数据从内容中刷到CPU的寄存器中,同时将原寄存器中的数据刷到内存中保存。
4.sar
sar [options] [-A] [-o file] t [n]
t 和 n两个参数指定了采样间隔和采样次数
- o 较日志记录到某个文件中
sar 5 6 //每5秒采用一次,共采样6次。

Linux 2.6.18-53.el5PAE (localhost.localdomain)  03/28/2009
07:40:17 PM       CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
07:40:19 PM       all     12.44      0.00    6.97       1.74      0.00       78.86
07:40:21 PM       all     26.75      0.00    12.50      16.00     0.00       44.75
07:40:23 PM       all     16.96      0.00    7.98       0.00      0.00       75.06

参数详解:
大部分的参数同mpstat top等命令。

%idle :等同于vmstat 中的id .就是空闲CPU百分比.如果该值高,表明CPU较空闲,但是处理速度还是很慢,则表明CPU在等待内存分配,应该加大服务器的内存。若是该值持续低于10%,表明CPU处理能力较弱,需要增加CPU。
%steal:管理程序维护另一个虚拟处理器时,虚拟CPU的无意识等待时间百分比。
5.iostat 主要是为了查看磁盘IO

Linux 2.6.16.46-0.12-smp (iread-85)     03/29/2010

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
9.47    0.00    1.59    1.27    0.00   86.67

Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda              15.46       114.45       401.22   44378459  155576936

参数详解:
avg-cpu中参数不做过多解释,详细可见其他命令,类似。

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。
idle小于70% IO压力就较大了,一般读取速度有较多的wait.
同时可以结合vmstat 查看查看b参数(等待资源的进程数)和wa参数(IO等待所占用的CPU时间的百分比,高过30%时IO压力高)
2. top  //直接敲TOP即可。

//系统当前时间、启动时间、当前登录数、平均负载 1、5、15分钟负载值
top – 19:43:46 up 4 days, 10:46,  7 users,  load average: 0.25, 0.37, 0.38
//进程总数、运行进程数、休眠进程数、终止进程数、僵死进程数
Tasks: 222 total,   1 running, 221 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
//用户占用、系统占用、优先线程占用、闲置线程占用、
Cpu(s):  0.3%us,  0.1%sy,  0.0%ni, 98.5%id,  1.0%wa,  0.0%hi,  0.1%si,  0.0%st
//内存状态(总内存、已用内存、闲置内存、缓存使用内容)
Mem:   8183648k total,  8124052k used,    59596k free,   115072k buffers
//交换内存(总交换内存、已用内存、闲置内存、高速缓存容量)
Swap:  2104472k total,  1369376k used,   735096k free,  1462236k cached

PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
1 root      16   0   784   72   40 S    0  0.0   0:06.28 init
2 root      RT   0     0    0    0 S    0  0.0   0:00.08 migration/0
3 root      34  19     0    0    0 S    0  0.0   0:00.01 ksoftirqd/0
4 root      RT   0     0    0    0 S    0  0.0   0:00.29 migration/1
5 root      34  19     0    0    0 S    0  0.0   0:00.00 ksoftirqd/1
6 root      RT   0     0    0    0 S    0  0.0   0:00.21 migration/2
7 root      34  19     0    0    0 S    0  0.0   0:00.05 ksoftirqd/2
8 root      RT   0     0    0    0 S    0  0.0   0:00.08 migration/3
9 root      34  19     0    0    0 S    0  0.0   0:00.01 ksoftirqd/3
10 root      10  -5     0    0    0 S    0  0.0   0:00.02 events/0
11 root      10  -5     0    0    0 S    0  0.0   0:00.00 events/1
参数详解:top命令式将系统最敏感的参数信息列出来。
PR   :系统进程的分配的处理时间,若是16,则表示分配了16*10毫秒的时间长度来处理该线程。数值越大,代表处理时间越长。
NI   :该进程的优先级
RES  :该进程占用的物理内存的总数量,单位是KB。
SHR(SHARE) :该进程使用共享内存的数量。单位是KB
S(STAT) :该线程的状态
S:代表休眠状态;
D:代表不可中断的休眠状态;
R:代表运行状态;
Z:代表僵死状态;
T:代表停止或跟踪状态。
%CPU :该进程自最近一次刷新以来所占用的CPU时间和总时间的百分比
%MEM :该进程占用的物理内存占总内存的百分比。
TIME+:该线程启动以来,占CPU的时间

常见用法:
top -d 3    //每三秒刷新一次数据 默认是每5秒刷新一次数据
Ctrl+L      //擦除并且重写屏幕。

概念详解:
load average:
可以理解为每秒钟CPU等待运行的进程个数.
在Linux系统中,sar -q、uptime、w、top等命令都会有系统平均负载load average的输出,那么什么是系统平均负载呢?
系统平均负载被定义为在特定时间间隔内运行队列中的平均任务数。如果一个进程满足以下条件则其就会位于运行队列中:
- 它没有在等待I/O操作的结果
- 它没有主动进入等待状态(也就是没有调用’wait’)
- 没有被停止(例如:等待终止)
# iostat -x 1
avg-cpu: %user %nice %sys %idle
16.24 0.00 4.31 79.44
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
/dev/cciss/c0d0
0.00 44.90 1.02 27.55 8.16 579.59 4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00 14.29
/dev/cciss/c0d0p1
0.00 44.90 1.02 27.55 8.16 579.59 4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00 14.29
/dev/cciss/c0d0p2
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

上面的 iostat 输出表明秒有 28.57 次设备 I/O 操作: 总IO(io)/s = r/s(读) +w/s(写) = 1.02+27.55 = 28.57 (次/秒) 其中写操作占了主体 (w:r = 27:1)。

平均每次设备 I/O 操作只需要 5ms 就可以完成,但每个 I/O 请求却需要等上 78ms,为什么? 因为发出的 I/O 请求太多 (每秒钟约 29 个),假设这些请求是同时发出的,那么平均等待时间可以这样计算:

平均等待时间 = 单个 I/O 服务时间 * ( 1 + 2 + … + 请求总数-1) / 请求总数

应用到上面的例子: 平均等待时间 = 5ms * (1+2+…+28)/29 = 70ms,和 iostat 给出的78ms 的平均等待时间很接近。这反过来表明 I/O 是同时发起的。

每秒发出的 I/O 请求很多 (约 29 个),平均队列却不长 (只有 2 个 左右),这表明这 29 个请求的到来并不均匀,大部分时间 I/O 是空闲的。

一秒中有 14.29% 的时间 I/O 队列中是有请求的,也就是说,85.71% 的时间里 I/O 系统无事可做,所有 29 个 I/O 请求都在142毫秒之内处理掉了。

delta(ruse+wuse)/delta(io) = await = 78.21 => delta(ruse+wuse)/s =78.21 * delta(io)/s = 78.21*28.57 = 2232.8,表明每秒内的I/O请求总共需要等待2232.8ms。所以平均队列长度应为 2232.8ms/1000ms = 2.23,而 iostat 给出的平均队列长度 (avgqu-sz) 却为 22.35,为什么?! 因为 iostat 中有 bug,avgqu-sz 值应为 2.23,而不是 22.35。