骏马金龙 (新博客：www.junmajinlong.com)

网名骏马金龙，钟情于IT世界里的各种原理和实现机制，强迫症重症患者。爱研究、爱翻译、爱分享。特借此一亩三分田记录自己成长点滴！！！

第10章 统计和查看Linux的系统状态

写在前面的话：本文是假设你已经有了进程、内存、cpu的理论基础而写的，文中涉及的各种状态只给出了简单说明而没有解释它们的意义，如果不懂这些理论性的东西，本文可能让你看的直接想右上角叉叉。关于这些理论，可以阅读我另一篇文章：http://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/7058920.html

10.1 /proc的意义及说明

在Linux中查看各种状态，其实质是查看内核中相关进程的数据结构中的项，通过工具将其格式化后输出出来。但是内核的数据是绝对不能随意查看或更改的，至少不能直接去修改。所以，在linux上出现了伪文件系统/proc，它是内核中各属性或状态向外提供访问和修改的接口。

在/proc下，记录了内核自己的数据信息，各进程独立的数据信息，统计信息等。绝大多数文件都是只读不可改的，即使对root也一样，但/proc/sys除外，为何如此稍后解释。

其中数字命名的目录对应的是各进程的pid号，其内的文件记录的都是该进程当前的数据信息，且都是只读的，例如记录命令信息的cmdline文件，进程使用哪颗cpu信息cpuset，进程占用内存的信息mem文件，进程IO信息io文件等其他各种信息文件。

[root@xuexi ~]# ls /proc/6982
attr       clear_refs       cpuset   fd      loginuid   mounts      numa_maps      pagemap      schedstat  stat     task
autogroup  cmdline          cwd      fdinfo  maps       mountstats  oom_adj        personality  sessionid  statm    wchan
auxv       comm             environ  io      mem        net         oom_score      root         smaps      status
cgroup     coredump_filter  exe      limits  mountinfo  ns          oom_score_adj  sched        stack      syscall

非数字命名的目录各有用途，例如bus表示总线信息，driver表示驱动信息，fs表示文件系统特殊信息，net表示网络信息，tty表示跟物理终端有关的信息，最特殊的两个是/proc/self和/proc/sys。

先说/proc/self目录，它表示的是当前正在访问/proc目录的进程，因为/proc目录是内核数据向外记录的接口，所以当前访问/proc目录的进程表示的就是当前cpu正在执行的进程。如果执行cat /proc/self/cmdline，会发现其结果总是该命令本身，因为cat是手动敲入的命令，它是重要性进程，cpu会立即执行该命令。

再说/proc/sys这个目录，该目录是为管理员提供用来修改内核运行参数的，所以该目录中的文件对root都是可写的，例如管理数据包转发功能的/proc/sys/net/ipv4/ip_forward文件。使用sysctl命令修改内核运行参数，其本质也是修改/proc/sys目录中的文件。

10.2 查看进程信息

10.2.1 pstree命令

pstree命令将以树的形式显示进程信息，默认树的分支是收拢的，也不显示pid，要显示这些信息需要指定对应的选项。

pstree [-a] [-c] [-h] [-l] [-p] [pid]

选项说明：
-a：显示进程的命令行
-c：展开分支
-h：高亮当前正在运行的进程及其父进程
-p：显示进程pid，此选项也将展开分支
-l：允许显示长格式进程。默认在显示结果中超过132个字符时将截断后面的字符。

例如：

10.2.2 ps命令

ps命令查看当前这一刻的进程信息，注意查看的是静态进程信息，要查看随时刷新的动态进程信息(如windows的进程管理器那样，每秒刷新一次)，使用top或htop命令。

这个命令的man文档及其复杂，它同时支持3种类型的选项：GUN/BSD/UNIX，不同类型的选项其展示的信息格式不一样。有些加了"-"的是SysV风格 的选项，不加"-"的是BSD选项，加不加"-"它们的意义是不一样的，例如ps aux 和ps -aux是不同的。

其实只需掌握少数几个选项即可，关键的是要了解ps显示出的进程信息中每一列代表什么属性。

对于BSD风格的选项，只需知道一个用法ps aux足以，选项"a"表示列出依赖于终端的进程，选项"x"表示列出不依赖于终端的进程，所以两者结合就表示列出所有进程，选项"u"表示展现的进程信息是以用户为导向的，不用管它什么是以用户为导向，用ps aux就没错。

[root@server2 ~]# ps aux | tail
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root       1340  0.0  0.0  27176   588 ?        Ss   20:30   0:00 /usr/sbin/xinetd -stayalive -pidfile /var/run/xinetd.pid
root       2266  0.0  0.1  93212  2140 ?        Ss   20:30   0:00 /usr/libexec/postfix/master -w
postfix    2268  0.0  0.2  93384  3992 ?        S    20:30   0:00 qmgr -l -t unix -u
postfix    2306  0.0  0.2  93316  3972 ?        S    20:31   0:00 pickup -l -t unix -u
root       2307  0.0  0.2 145552  5528 ?        Ss   20:31   0:00 sshd: root@pts/0
root       2309  0.0  0.0      0     0 ?        S<   20:31   0:00 [kworker/3:1H]
root       2310  0.0  0.1 116568  3184 pts/0    Ss   20:31   0:00 -bash
root       2352  0.0  0.0      0     0 ?        S<   20:31   0:00 [kworker/1:2H]
root       2355  0.0  0.0 139492  1632 pts/0    R+   20:34   0:00 ps aux
root       2356  0.0  0.0 107928   676 pts/0    R+   20:34   0:00 tail

各列的意义：

  • %CPU：表示CPU占用百分比，注意，CPU的衡量方式是占用时间，所以百分比的计算方式是"进程占用cpu时间/cpu总时间"，而不是cpu工作强度的状态。
  • %MEM：表示各进程所占物理内存百分比。
  • VSZ：表示各进程占用的虚拟内存，也就是其在线性地址空间中实际占用的内存。单位为kb。
  • RSS：表示各进程占用的实际物理内存。单位为Kb。
  • TTY：表示属于哪个终端的进程，"?"表示不依赖于终端的进程。
  • STAT：进程所处的状态。
    •     D：不可中断睡眠
    •     R：运行中或等待队列中的进程(running/runnable)
    •     S：可中断睡眠
    •     T：进程处于stopped状态
    •     Z：僵尸进程

    对于BSD风格的ps选项，进程的状态还会显示下面几个组合信息。

    •     <：高优先级进程
    •     N：低优先级进程
    •     L：该进程在内存中有被锁定的页
    •     s：表示该进程是session leader，即进程组的首进程。例如管道左边的进程，shell脚本中的shell进程
    •     l：表示该进程是一个线程
    •     +：表示是前端进程。前端进程一般来说都是依赖于终端的
  • START：表示进程是何时被创建的
  • TIME：表示各进程占用的CPU时间
  • COMMAND：表示进程的命令行。如果是内核线程，则使用方括号"[]"包围

注意到了没，ps aux没有显示出ppid。

另外常用的ps选项是ps -elf。其中"-e"表示输出全部进程信息，"-f"和"-l"分别表示全格式输出和长格式输出。全格式会输出cmd的全部参数。

[root@server2 ~]# ps -lf
F S UID         PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  STIME TTY          TIME CMD
4 S postfix    2306   2266  0  80   0 - 23329 ep_pol 20:31 ?        00:00:00 pickup -l -t unix -u
4 S root       2307   1141  0  80   0 - 36388 poll_s 20:31 ?        00:00:00 sshd: root@pts/0
1 S root       2309      2  0  60 -20 -     0 worker 20:31 ?        00:00:00 [kworker/3:1H]
4 S root       2310   2307  0  80   0 - 29142 wait   20:31 pts/0    00:00:00 -bash
1 S root       2433      2  0  60 -20 -     0 worker 21:21 ?        00:00:00 [kworker/1:1H]
1 S root       2479      2  0  80   0 -     0 worker 21:25 ?        00:00:00 [kworker/1:0]
1 S root       2503      2  0  60 -20 -     0 worker 21:28 ?        00:00:00 [kworker/1:2H]
1 S root       2532      2  0  80   0 -     0 worker 21:30 ?        00:00:00 [kworker/1:1]
0 R root       2539   2310  0  80   0 - 34873 -      21:33 pts/0    00:00:00 ps -elf
0 S root       2540   2310  0  80   0 - 26982 pipe_w 21:33 pts/0    00:00:00 tail

各列的意义：

  • F：程序的标志位。0表示该程序只有普通权限，4表示具有root超级管理员权限，1表示该进程被创建的时候只进行了fork，没有进行exec
  • S：进程的状态位，注意ps选项加了"-"的是非BSD风格选项，不会有"s""<""N""+"等的状态标识位
  • C：CPU的百分比，注意衡量方式是时间
  • PRI：进程的优先级，值越小，优先级越高，越早被调度类选中运行
  • NI：进程的NICE值，值为-20到19，影响优先级的方式是PRI(new)=PRI(old)+NI，所以NI为负数的时候，越小将导致进程优先级越高。
  •     ：但要注意，NICE值只能影响非实时进程。
  • ADDR：进程在物理内存中哪个地方。
  • SZ：进程占用的实际物理内存
  • WCHAN：若进程处于睡眠状态，将显示其对应内核线程的名称，若进程为R状态，则显示"-"

10.2.3 ps后grep问题

在ps后加上grep筛选目标进程时，总会发现grep自身进程也被显示出来。

[root@xuexi ~]# ps aux | grep "crond"
root       1425  0.0  0.1 117332  1276 ?        Ss   Jun10   0:00 crond
root       8275  0.0  0.0 103256   856 pts/2    S+   17:07   0:00 grep crond

先解释下为何会如此。管道是bash创建的，bash创建管道后fork两个子进程，然后两子进程各自exec加载ps程序和grep程序，exec之后这两个子进程就称为ps进程和grep进程，所以ps和grep进程几乎可以认为是同时出现的，尽管ps进程作为管道的首进程（进程组首进程）它是先出现的，但是在ps出现之前确实两个进程都已经fork完成了。也就是说，管道左右两端的进程是同时被创建的(不考虑父进程创建进程消耗的那点时间)，但数据传输是有先后顺序的，左边先传，右边后收。

要将grep自身进程排除在结果之外，方法有二：

[root@xuexi ~]# ps aux | grep "crond" | grep -v "grep"   # 使用-v将grep自己筛选掉
root       1425  0.0  0.1 117332  1276 ?        Ss   Jun10   0:00 crond   

[root@xuexi ~]# ps aux | grep "cron[d]"
root       1425  0.0  0.1 117332  1276 ?        Ss   Jun10   0:00 crond

第二种方法能成功是因为grep进程被ps捕获时的结果是"grep cron[d]"，而使用cron[d]匹配时，它将只能匹配crond，所以"grep cron[d]"被筛选掉了。其实加上其他字符将更容易理解。

[root@xuexi ~]# ps aux | grep "cron[dabc]"
root       1425  0.0  0.1 117332  1276 ?        Ss   Jun10   0:00 crond

10.2.4 uptime命令

[root@xuexi ~]# uptime
 08:38:11 up 22:35,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05

显示当前时间，已开机运行多少时间，当前有多少用户已登录系统，以及3个平均负载值。

所谓负载率(load)，即特定时间长度内，cpu运行队列中的平均进程数(包括线程)，一般平均每分钟每核的进程数小于3都认为正常，大于5时负载已经非常高。在UNIX系统中，运行队列包括cpu正在执行的进程和等待cpu的进程(即所谓的可运行runable)。在Linux系统中，还包括不可中断睡眠态(IO等待)的进程。运行队列中每出现一个进程，load就加1，进程每退出运行队列，Load就减1。如果是多核cpu，则还要除以核数。

详细信息见man uptime和https://en.wikipedia.org/wiki/Load_(computing)

例如，单核cpu上的负载值为"1.73 0.60 7.98"时，表示：

最近1分钟：1.73表示平均可运行的进程数，这一分钟要一直不断地执行这1.73个进程。0.73个进程等待该核cpu。

最近5分钟：平均进程数还不足1，表示该核cpu在过去5分钟空闲了40%的时间。

最近15分钟：7.98表示平均可运行的进程数，这15分钟要一直不断地执行这7.98个进程。

结合前5分钟的结果，说明前15-前10分钟时间间隔内，该核cpu的负载非常高。

如果是多核cpu，则还要将结果除以核数。例如4核时，某个最近一分钟的负载值为3.73，则意味着有3.73个进程在运行队列中，这些进程可被调度至4核中的任何一个核上运行。最近1分钟的负载值为1.6，表示这一分钟内每核cpu都空闲(1-1.6/4)=60%的时间。
所以，load的理想值是正好等于CPU的核数，小于核数的时候表示cpu有空闲，超出核数的时候表示有进程在等待cpu，即系统资源不足。

10.2.5 top、htop以及iftop命令

top命令查看动态进程状态，默认每5秒刷新一次。

top选项说明：

-d：指定top刷新的时间间隔，默认是5 秒
-b：批处理模式，每次刷新分批显示
-n：指定top刷新几次就退出，可以配合-b使用
-p：指定监控的pid，指定方式为-pN1 -pN2 ...或-pN1, N2 [,...]
-u：指定要监控的用户的进程，可以是uid也可以是user_name

在top动态模式下，按下各种键可以进行不同操作。使用"h"或"?"可以查看相关键的说明。

  •   1     ：(数字一)表示是否要在top的头部显示出多个cpu信息
  •   H     ：表示是否要显示线程，默认不显示
  •   c,S   ： c表示是否要展开进程的命令行，S表示显示的cpu时间是否是累积模式，cpu累积模式下已死去的子进程cpu时间会累积到父进程中
  •   x,y   ：x高亮排序的列，y表示高亮running进程
  •   u     ：仅显示指定用户的进程
  •   n or #：设置要显示最大的进程数量
  •   k     ：杀进程
  •   q     ：退出top
  •   P ：以CPU 的使用资源排序显示
  •   M ：以Memory 的使用资源排序显示
  •   N ：以PID 来排序

以下是top的一次结果。

[root@xuexi ~]# top
top - 17:43:44 up 1 day, 14:16,  2 users,  load average: 0.10, 0.06, 0.01
Tasks: 156 total,   1 running, 155 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu0  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu1  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.3%si,  0.0%st
Cpu2  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu3  :  0.3%us,  0.0%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   1004348k total,   417928k used,   586420k free,    52340k buffers
Swap:  2047996k total,        0k used,  2047996k free,   243800k cached

   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND 
     1 root      20   0 19364 1444 1132 S  0.0  0.1   0:00.96 init  
     2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 kthreadd 
     3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:01.28 migration/0  
     4 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.59 ksoftirqd/0 
     5 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 stopper/0
  • 第1行：和w命令的第一行一样，也和uptime命令的结果一样。此行各列分别表示"当前时间"、"已开机时长"、"当前在线用户"、"前1、5、15分钟平均负载率"。
  • 第2行：分别表示总进程数、running状态的进程数、睡眠状态的进程数、停止状态进程数、僵尸进程数。
  • 第3-6行：每颗cpu的状况。
  •      us = user mode
  •      sy = system mode
  •      ni = low priority user mode (nice)(用户空间中低优先级进程的cpu占用百分比)
  •      id = idle task
  •      wa = I/O waiting
  •      hi = servicing IRQs(不可中断睡眠，hard interruptible)
  •      si = servicing soft IRQs(可中断睡眠，soft interruptible)
  •      st = steal (time given to other DomU instances)(被偷走的cpu时间，一般被虚拟化软件偷走)
  • 第7-8行：从字面意思理解即可。
  • VIRT：虚拟内存总量
  • RES：实际内存总量
  • SHR：共享内存量
  • TIME：进程占用的cpu时间(若开启了时间累积模式，则此处显示的是累积时间)

top命令虽然非常强大，但是太老了。所以有了新生代的top命令htop。htop默认没有安装，需要手动安装。

[root@xuexi ~]# yum -y install htop

htop可以使用鼠标完成点击选中。其他使用方法和top类似，使用h查看各按键意义即可。

iftop用于动态显示网络接口的数据流量。用法也很简单，按下h键即可获取帮助。

10.2.6 分析系统负载(system load average)

根据前文uptime中对系统负载(system load)的描述，分析一下这个top的结果。

上图中，系统负载非常之高，最近一分钟的负载量高达383.19，这表示这一分钟有383.19个进程正在运行或等待调度，如果是单核CPU，表示这一分钟要毫不停留地执行这么多进程，如果是8核CPU，表示这一分钟内平均每核心CPU要执行大概50个进程。

从load average上看，确实是非常繁忙的场景。但是看CPU的idle值为98.8，说明CPU非常闲。为什么系统负载如此高，CPU却如此闲？

前面解释system load average的时候，已经说明过可运行的(就绪态，即就绪队列的长度)、正在运行的(运行态)和不可中断睡眠(如IO等待)的进程任务都会计算到负载中。现在负载高、CPU空闲，说明当前正在执行的任务基本不消耗CPU资源，大量的负载进程都在IO等待中。

可以从ps的进程状态中获取哪些进程是正在运行或运行队列中的(状态为R)，哪些进程是在不可中断睡眠中的(状态为D)。

[root@xuexi src]# ps -eo stat,pid,ppid,comm --no-header |grep -E "^(D|R)"
R+    11864   9624 ps

10.3 vmstat命令

注意vmstat的第一次统计是自开机起的平均值信息，从第二次开始的统计才是指定刷新时间间隔内的资源利用信息，若不指定刷新时间间隔，则默认只显示一次统计信息。

vmstat [-d] [delay [ count]]
vmstat [-f]

选项说明：
-f：统计自开机起fork的次数。包括fork、clone、vfork的次数。但不包括exec次数。
-d：显示磁盘统计信息。
delay：刷新时间间隔，若不指定，则只统计一次信息就退出vmstat。
count：总共要统计的次数。

例如，只统计一次信息。

[root@xuexi ~]# vmstat
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 583692  52684 244200    0    0     5     3    4    5  0  0 100  0  0

其中各列的意义如下：

Procs

  •    r: 等待队列中的进程数
  •    b: 不可中断睡眠的进程数

Memory

  •    swpd: 虚拟内存使用总量
  •    free: 空闲内存量
  •    buff: buffer占用的内存量(buffer用于缓冲)
  •    cache: cache占用的内存量(cache用于缓存)

Swap

  •    si:从磁盘加载到swap分区的数据流量，单位为"kb/s"
  •    so: 从swap分区写到磁盘的数据流量，单位为"kb/s"

IO

  •    bi: 从块设备接受到数据的速率，单位为blocks/s
  •    bo: 发送数据到块设备的速率，单位为blocks/s

System

  •    in: 每秒中断数，包括时钟中断数量
  •    cs: 每秒上下文切换次数

CPU：统计的是cpu时间百分比，具体信息和top的cpu统计列一样

  •    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 includes IO-wait time.
  •    wa: Time spent waiting for IO. Prior to Linux 2.5.41, included in idle.
  •    st: Time stolen from a virtual machine. Prior to Linux 2.6.11, unknown.

还可以统计磁盘的IO信息。统计信息的结果很容易看懂，所以略过。

10.4 iostat命令

iostat主要统计磁盘或分区的整体使用情况。也可以输出cpu信息，甚至是NFS网络文件系统的信息。同vmstat/sar一样，第一次统计的都是自系统开机起的平均统计信息。

iostat [ -c ] [ -d ] [ -n -h ][ -k | -m ] [ -p [device][,...] ] [ interval [ count ] ]

选项说明：
-c：统计cpu信息
-d：统计磁盘信息
-n：统计NFS文件系统信息
-h：使NFS统计信息更人类可读化
-k：指定以kb/s为单位显示
-m：指定以mb/s为单位显示
-p：指定要统计的设备名称
-y：指定不显示第一次统计信息，即不显示自开机起的统计信息。
interval：刷新时间间隔
count：总统计次数

例如：

[root@xuexi ~]# iostat
Linux 2.6.32-504.el6.x86_64 (xuexi.longshuai.com)       06/11/2017      _x86_64_        (4 CPU)
 
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.01    0.00    0.03    0.01    0.00   99.96

Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda               0.58        39.44        23.14    5557194    3259968
sdb               0.00         0.03         0.00       4256          0

各列的意义都很清晰，从字面即可理解。

  • tps：每秒transfer速率(transfers per second),一次对物理设备的IO请求为一个transfer，但多个逻辑请求可能只组成一个transfer
  • Blk_read/s：每秒读取的block数量
  • Blk_wrtn/s：每秒写入的block总数
  • Blk_read：读取的总block数量
  • Blk_wrtn：写入的总block数量

10.5 sar命令

sar是一个非常强大的性能分析工具，它可以获取系统的cpu/等待队列/磁盘IO/内存/网络等性能指标。

功能多的必然结果是选项多，应用复杂，但只要知道一些常用的选项足以。

sar [options] [-o filename] [delay [count] ]
选项说明：
-A：显示系统所有资源运行状况
-b：显示磁盘IO和tranfer速率信息，和iostat的信息一样，是总体IO统计信息
-d：显示磁盘在刷新时间间隔内的活跃情况，可以指定一个或多个设备，和-b不同的是，它显示的是单设备的IO、transfer信息。
  ：建议配合-p使用显示友好的设备名，否则默认显示带主次设备号的设备名
-P：显示指定的某颗或某几颗cpu的使用情况。指定方式为，-P 0,1,2,3或ALL。
-u：显示每颗cpu整体平均使用情况。-u和-P的区别通过下面的示例很容易区分。
-r：显示内存在刷新时间间隔内的使用情况
-n：显示网络运行状态。后可接DEV/NFS/NFSD/ALL等多种参数。
  ：DEV表示显示网路接口信息，NFS和NFSD分别表示显示NFS客户端服务端的流量信息，ALL表示显示所有信息。
-q：显示等待队列大小
-o filename：将结果存入到文件中
delay：状态刷新时间间隔
count：总共刷新几次

10.5.1 统计cpu使用情况

[root@server2 ~]# sar -P ALL 1 2
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (server2.longshuai.com)     06/20/2017      _x86_64_        (4 CPU)

01:18:49 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
01:18:50 AM     all      0.00      0.00      0.25      0.00      0.00     99.75
01:18:50 AM       0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:50 AM       1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:50 AM       2      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:50 AM       3      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
 
01:18:50 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
01:18:51 AM     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:51 AM       0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:51 AM       1      0.00      0.00      0.99      0.00      0.00     99.01
01:18:51 AM       2      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:51 AM       3      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
 
Average:        CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
Average:        all      0.00      0.00      0.12      0.00      0.00     99.88
Average:          0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
Average:          1      0.00      0.00      0.50      0.00      0.00     99.50
Average:          2      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
Average:          3      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00

各列的意义就不再赘述了，在前面几个信息查看命令已经解释过多次了。

在上面的例子中，统计了所有cpu(0,1,2,3共4颗)每秒的状态信息，每秒还进行了一次汇总，即all，最后还对每颗cpu和汇总all计算了平均值。而我们真正需要关注的是最后的average部分的idle值，idle越小，说明cpu处于空闲时间越少，该颗或整体cpu使用率就越高。

或者直接对整体进行统计。如下：

[root@server2 ~]# sar -u 1 2
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (server2.longshuai.com)     06/20/2017      _x86_64_        (4 CPU)

01:18:37 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
01:18:39 AM     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
01:18:40 AM     all      0.00      0.00      0.23      0.00      0.00     99.77
Average:        all      0.00      0.00      0.12      0.00      0.00     99.88

10.5.2 统计内存使用情况

其中kbdirty表示内存中脏页的大小，即内存中还有多少应该刷新到磁盘的数据。

10.5.3 统计网络流量

第一种方法是查看/proc/net/dev文件。

关注列：receive和transmit分别表示收包和发包，关注每个网卡的bytes即可获得网卡的情况。写一个脚本计算每秒的差值即为网络流量。

或者使用sar -n命令统计网卡接口的数据。

[root@server2 ~]# sar -n DEV 1 2
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (server2.longshuai.com)     06/20/2017      _x86_64_        (4 CPU)

01:51:11 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
01:51:12 AM      eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
01:51:12 AM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

01:51:12 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
01:51:13 AM      eth0      0.99      0.99      0.06      0.41      0.00      0.00      0.00
01:51:13 AM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

Average:        IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
Average:         eth0      0.50      0.50      0.03      0.21      0.00      0.00      0.00
Average:           lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

各列的意义如下：

  • rxpck/s：每秒收到的包数量
  • txpck/s：每秒发送的包数量
  • rxkB/s：每秒收到的数据，单位为kb
  • txkB/s：每秒发送的数据，单位为kb
  • rxcmp/s：每秒收到的压缩后的包数量
  • txcmp/s：每秒发送的压缩后的包数量
  • rxmcst/s：每秒收到的多播包数量

10.5.4 查看队列情况

[root@server2 ~]# sar -q
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (server2.longshuai.com)     06/20/2017      _x86_64_        (4 CPU)

12:00:01 AM   runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15   blocked
12:10:01 AM         0       446      0.01      0.02      0.05         0
12:20:01 AM         0       445      0.02      0.03      0.05         0
12:30:01 AM         0       446      0.00      0.01      0.05         0
Average:            0       446      0.01      0.02      0.05         0

每列意义解释：

  • runq-sz：等待队列的长度，不包括正在运行的进程
  • plist-sz：任务列表中的进程数量，即总任务数
  • ldavg-N：过去1分钟、5分钟、15分钟内系统的平均哎
  • blocked：当前因为IO等待被阻塞的任务数量

10.5.5 统计磁盘IO情况

[root@server2 ~]# sar -d -p 1 2
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (server2.longshuai.com)     06/20/2017      _x86_64_        (4 CPU)
 
12:53:06 AM   DEV    tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz   await   svctm   %util
12:53:07 AM   sda   0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    0.00    0.00    0.00
 
12:53:07 AM   DEV    tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz   await   svctm   %util
12:53:08 AM   sda   0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    0.00    0.00    0.00

Average:      DEV    tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz   await   svctm   %util
Average:      sda   0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    0.00    0.00    0.00

分别统计的是12:53:06到12:53:07和12:53:07到12:53:08这两秒的IO使用情况。

各列的意义如下：

  • tps：transfer per second，每秒的transfer速率，一次物理IO请求算一次transfer，但多次逻辑IO请求可能组合起来才算一次transfer。
  • rd_sec/s：每秒读取的扇区数，扇区大小为512字节。
  • wr_sec/s：每秒写入的扇区数。
  • avgrq-sz：请求写入设备的平均大小，单位为扇区。(The average size (in sectors) of the requests that were issued to the device)
  • avgqu-sz：请求写入设备的平均队列长度。(The average queue length of the requests that were issued to the device.)
  • await：写入设备的IO请求的平均(消耗)时间，单位微秒(The average time for I/O requests issued to the device to be served.)
  • svctm：不可信的列，该列未来将被移除，所以不用管
  • %util：最重要的一列，显示的是设备的带宽情况。该列若接近100%，说明磁盘速率饱和了。

10.6 free命令

free用于查看内存使用情况。CentOS 6和CentOS 7上显示格式不太一样。

free [options]
选项说明：
-h：人类可读方式显式单位
-m：以MB为显示单位
-w：将buffers和cache分开单独显示。只对CentOS 7上有效
-s：动态查看内存信息时的刷新时间间隔
-c：一共要刷新多少次退出free

以下以CentOS 7上的free结果说明各列的意义。

[root@server2 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1824         131        1286           8         407        1511
Swap:          1999           0        1999

Mem和Swap分别表示物理内存和交换分区的使用情况。

  • total：总内存空间
  • used：已使用的内存空间。该值是total-free-buffers-cache的结果
  • free：未使用的内存空间
  • shared：/tmpfs总用的内存空间。对内核版本有要求，若版本不够，则显示为0。
  • buff/cache：buffers和cache的总占用空间
  • available：可用的内存空间。即程序启动时，将认为可用空间有这么多。可用的内存空间为free+buffers+cache。

所以available才是真正需要关注的可使用内存空间量。

使用-w可以将buffers/cache分开显示。

[root@server2 ~]# free -w -m
              total        used        free      shared     buffers       cache   available
Mem:           1824         131        1286           8           0         406        1511
Swap:          1999           0        1999

还可以动态统计内存信息，例如每秒统计一次，统计2次。

[root@server2 ~]# free -w -m -s 1 -c 2
              total        used        free      shared     buffers       cache   available
Mem:           1824         130        1287           8           0         406        1512
Swap:          1999           0        1999

              total        used        free      shared     buffers       cache   available
Mem:           1824         130        1287           8           0         406        1512
Swap:          1999           0        1999

以下是CentOS 6上的free结果。

[root@xuexi ~]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:           980        415        565          0         53        239
-/+ buffers/cache:        121        859
Swap:         1999          0       1999

在此结果中，"-/+ buffers/cache"的free列才是真正可用的内存空间了，即CentOS 7上的available列。

一般来说，内存可用量的范围低于20%应该要引起注意了。

10.7 关于内存可用量的说明

对于CentOS 6的free结果

第一行：

total总物理内存，除掉一部分用于内核管理的，所以几乎等于物理内存的总量。

used是OS已经分配出去的物理内存，包括OS自己使用的，用户进程使用的以及缓存(cache)加缓冲(buff)。

free是完全空闲的物理内存，也就是OS还没分配的。

buffers是用于缓冲数据，

cached用于缓存数据。

buffers和cached已经被包含在used中

第二行：-/+ buffers/cache

used：是第一行的used减掉buffers+cached后得到的，即完全占用而非用于缓存缓冲的数据，也就是说，它是真正被所有进程使用的，除非程序自己释放，否则就必须占用，除非杀掉进程。

free：是第一行的free加上第一行的Buffers+cached，意义是表示非程序完全占用的内存，可以被释放。

所以，第二行的数据更有意义。

对于CentOS 7的结果，available已经将free+cache+buffer全部汇总，所以只需看available。

严格来说，cache是为了临时存储，数据没了也可以再次加载，所以可以直接释放掉，但是buffer里的数据是缓冲的，是重要数据，缺了一部分可能导致数据不一致性或返回失败，要释放buffer里的数据必须先sync，sync完buffer里就空了，但是sync的时候可能会再次写入cache。所以，释放内存时，应先sync，再释放cache。

手动释放内存(buffer+cache)的方式：

sync

echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches

但有些buffer数据是无法手动释放的，只能由程序自身来释放，所以，完全认为free+buffer+cache就是可用内存也是不合理的，它只是相对比较合理的指标，属于矮子堆里拔高个的指标，比如free列的内存不足了，buffer列占用了很多内存，使得available看上去的值也不小，但仍然会出现OOM而杀掉进程的现象，这时就需要人为手动释放内存来替代OS的自动内存管理，但这样只是治标不治本的，临时解决问题罢了。

posted @ 2017-06-21 13:18  骏马金龙  阅读(7136)  评论(3)  编辑  收藏  举报