LINUX系统状态系统状态
一、top
1.1命令简介
top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器。top是一个动态显示过程,即可以通过用户按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台,直到用户终止该程序为止.比较准确的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间对任务进行排序；而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定。
1.2top图文详解
上图所示
第一行
系统时间；系统启动经历时间；当前在线的用户；一分钟；五分钟；15分钟的平均负载
第二行
系统任务总量；运行的任务；睡眠的任务；停止的任务；僵尸任务
第三行
用户态进程占用CPU时间百分比，不包含renice值为负的任务占用的CPU的时间；内核占用cpu的百分比；改变过优先级的进程占用cpu的百分比；空闲cpu时间百分比；等待I/O的cpu时间百分比；cpu硬中断时间百分比；cpu软终端时间百分比
注：这里显示数据是所有cpu的平均值，如果想看每一个cpu的处理情况，按1即可；折叠，再次按1。
第四行
物理内存总量；已使用的物理内存；空闲的物理内存；用于工作内核缓存的物理内存
第五行
swap总量；已经使用的；空闲的；缓冲交换区的swap使用量
剩余行的进程信息
PID：进程pid
USER：执行进程的用户
PR：优先级，越小优先级越高
NI: nice值
VIRT:进程占用的虚拟内存
RES: 进程占用的物理内存
SHR:进程使用的共享内存
S：进程的状态。S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值为负数
%CPU:该进程占用cpu的使用率
%MEM：该进程占用的物理内存和总内存的百分比
TIME+:该进程启动后占用的总的cpu时间，即占用cpu时间的累加值
COMMAND:进程启动的命令名称
下面列出一些常用的 top命令操作指令
q：退出top命令<Space>：立即刷新s：设置刷新时间间隔c：显示命令完全模式t:：显示或隐藏进程和CPU状态信息m：显示或隐藏内存状态信息l：显示或隐藏uptime信息f：增加或减少进程显示标志S：累计模式，会把已完成或退出的子进程占用的CPU时间累计到父进程的MITE+P：按%CPU使用率排行T：按MITE+排行M：按%MEM排行u：指定显示用户进程r：修改进程renice值kkill：进程i：只显示正在运行的进程W：保存对top的设置到文件~/.toprc，下次启动将自动调用toprc文件的设置。h：帮助命令。q：退出
二、free
2.1 命令简介
将used的值减去 buffer和cache的值就是你当前真实内存使用 ————– 对操作系统来讲是Mem的参数.buffers/cached 都是属于被使用,所以它认为free只有16936.
对应用程序来讲是(-/+ buffers/cach).buffers/cached 是等同可用的，因为buffer/cached是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。 所以,以应用来看看,以(-/+ buffers/cache)的free和used为主.所以我们看这个就好了.另外告诉大家 一些常识.Linux为了提高磁盘和内存存取效率, Linux做了很多精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于 VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。 前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache能有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。 记住内存是拿来用的,不是拿来看的.不象windows,无论你的真实物理内存有多少,他都要拿硬盘交换 文件来读.这也就是windows为什么常常提示虚拟空间不足的原因.你们想想,多无聊,在内存还有大部分 的时候,拿出一部分硬盘空间来充当内存.硬盘怎么会快过内存.所以我们看linux,只要不用swap的交换 空间,就不用担心自己的内存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看 内存是否够用的标准哦.
2.2 free命令的语法格式和参数
语 法： free [-bkmotV][-s <间隔秒数>]
补充说明：free指令会显示内存的使用情况，包括实体内存，虚拟的交换文件内存，共享内存区段，以及系统核心使用的缓冲区等。
参 数：
-b 以Byte为单位显示内存使用情况。
-k 以KB为单位显示内存使用情况。
-m 以MB为单位显示内存使用情况。（最常用）
-o 不显示缓冲区调节列。
-s<间隔秒数> 持续观察内存使用状况。
-t 显示内存总和列。
-V 显示版本信息
2.3 详解free命令
[root@iZ28t900vpcZ ~]# free -mtotal used free shared buffers cachedMem: 488 439 49 50 57 80-/+ buffers/cache: 300 188Swap: 0 0 0
2.3.1 Mem表示物理内存统计
total：表示物理内存总量(total = used + free)
used：表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用。
free：未被分配的内存。
shared：共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。
buffers：系统分配但未被使用的buffers 数量。
cached：系统分配但未被使用的cache 数量。
2.3.2 -/+ buffers/cache表示物理内存的缓存统计
used2：used1 – buffers1-cached1 （439-57-80）也是实际使用的内存总量。
free2= buffers1 + cached1 + free1 （49+57+80）未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和，这就是系统当前实际可用内存
2.3.3 Swap
表示硬盘上交换分区的使用情况
[root@iZ28t900vpcZ ~]# cat /proc/meminfo |grep -i swapSwapCached: 0 kBSwapTotal: 0 kBSwapFree: 0 kB
交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数：
1.减少缓冲与页面cache的大小，
2.将系统V类型的内存页面交换出去，
3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页，也就是物理内存不足）。
事实上，少量地使用swap是不是影响到系统性能的。
2.4 buffers与cached的区别
对于应用程序来说，buffers/cached 是等于可用的，因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能，当应用程序需在用到内存的时候，buffer/cached会很快地被回收。
所以从应用程序的角度来说 可用内存=系统free memory+buffers+cached(和上文命令解释相符).
buffers是指用来给块设备做的缓冲大小，他只记录文件系统的metadata以及 tracking in-flight pages.
cached是用来给文件做缓冲。
那就是说：buffers是用来存储，目录里面有什么内容，权限等等。
三、vmstat
3.1命令简介
vmstat是一个很全面的性能分析工具，可以观察到系统的进程状态、内存使用、虚拟内存使用、磁盘的IO、中断、上下文切换、CPU使用等。对于 Linux 的性能分析，100%理解 vmstat 输出内容的含义，并能灵活应用，那对系统性能分析的能力就算是基本掌握了。
3.2使用vmstat
[root@iZ28t900vpcZ ~]# vmstat 2 3 （每两秒分析一次，总共分析三次）procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st0 0 0 50296 60296 82504 0 0 3 3 1 14 0 0 99 0 00 0 0 50288 60296 82504 0 0 0 0 86 232 0 0 100 0 10 0 0 50288 60296 82504 0 0 0 0 81 222 0 0 100 0 0
详解vmstat命令的各个域
r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，我测试的服务器目前CPU比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。这个也和top的负载有关系，一般负载超过了3就比较高，超过了5就高，超过了10就不正常了，服务器的状态很危险。top的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。
b 表示阻塞的进程,这个不多说，进程阻塞，大家懂的。
swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。
free 空闲的物理内存的大小，我的机器内存总共8G，剩余3415M。
buff Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存，我本机大概占用300多M
cache cache直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲，我本机大概占用300多M(这里是Linux/Unix的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。)
si 每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常。
so 每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上。
bi 块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte，我本机上没什么IO操作，所以一直是0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s，磁盘写入速度差不多140M每秒
bo 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整。
in 每秒CPU的中断次数，包括时间中断
cs 每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。
us 用户CPU时间，我曾经在一个做加密解密很频繁的服务器上，可以看到us接近100,r运行队列达到80(机器在做压力测试，性能表现不佳)。
sy 系统CPU时间，如果太高，表示系统调用时间长，例如是IO操作频繁。
id 空闲 CPU时间，一般来说，id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率，us是用户CPU使用率，sy是系统CPU使用率。
wt 等待IO CPU时间。
