linux学习之八-Linux本机性能监控

Linux 优化
1、看看磁盘有没有满（根目录有没有满）、内存有没有满、CPU有没有满
查看磁盘有没有满，使用df -h  看看磁盘使用情况


查看内存使用  free -m
特别关注swap用了多少


查看进程的状态使用命令  ps -ef  或者可以模糊检索  ps -ef |grep vnc*   *是统配符
结束进程命令  kill -9 进程ID


批量杀死进程
` 键盘左上角的~键上
kill -9 `ps -ef |grep 进程部分名 |grep -v grep |awk '{print $2}'`


查看服务状态
#service servicename  status
比如查看防火墙：#service iptables status


#chkconfig --list |grep 服务名 
比如查看telnet：#chkconfig --list |grep telnet


重启服务或者启动服务 
一种是可以使用service脚本来调度,如:
service  服务名  start
service  服务名  stop
service  服务名  restart


一种是直接执行某个服务自己的管理脚本，以smb服务为例
/etc/init.d/smb  start
/etc/init.d/smb  stop
/etc/init.d/smb  restart




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vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。这个命令是我查看Linux/Unix最喜爱的命令，一个是Linux/Unix都支持，二是相比top，我可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。


一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数，如:


root@ubuntu:~# vmstat 2 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0      0 3498472 315836 3819540    0    0     0     1    2    0  0  0 100  0
2表示每个两秒采集一次服务器状态，1表示只采集一次。


实际上，在应用过程中，我们会在一段时间内一直监控，不想监控直接结束vmstat就行了


好了，命令介绍完毕，现在开始实战讲解每个参数的意思。


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。


vmstat各项：
procs: 
r-->在运行队列中等待的进程数 
b-->在等待io的进程数 
w-->可以进入运行队列但被替换的进程 
memoy 
swap-->现时可用的交换内存（k表示） 
free-->空闲的内存（k表示） 
pages 
re－－》回收的页面 
mf－－》非严重错误的页面 
pi－－》进入页面数（k表示） 
po－－》出页面数（k表示） 
fr－－》空余的页面数（k表示） 
de－－》提前读入的页面中的未命中数 
sr－－》通过时钟算法扫描的页面 
disk 显示每秒的磁盘操作。 s表示scsi盘，0表示盘号 
fault 显示每秒的中断数 
in－－》设备中断 
sy－－》系统中断 
cy－－》cpu交换 
cpu 表示cpu的使用状态 
cs－－》用户进程使用的时间 
sy－－》系统进程使用的时间 
id－－》cpu空闲的时间 


如果 r经常大于 4 ，且id经常少于40，表示cpu的负荷很重。 
如果pi，po 长期不等于0，表示内存不足。 
如果disk 经常不等于0， 且在 b中的队列 大于3， 表示 io性能不好。
Linux在具有高稳定性、可靠性的同时，具有很好的可伸缩性和扩展性，能够针对不同的应用和硬件环境调整，优化出满足当前应用需要的最佳性能。因此企业在维护Linux系统、进行系统调优时，了解系统性能分析工具是至关重要的。
在Linux下有很多系统性能分析工具，比较常见的有top、free、ps、time、timex、uptime等。下文将介绍几个较为重要的性能分析工具vmstat、iostat和sar及其使用。 
用vmstat监视内存使用情况 
vmstat是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。 
vmstat的语法如下： 


vmstat [-V] [-n] [delay [count]]
其中，－V表示打印出版本信息；－n表示在周期性循环输出时，输出的头部信息仅显示一次；delay是两次输出之间的延迟时间；count是指按照这个时间间隔统计的次数。对于vmstat输出各字段的含义，可运行man vmstat查看


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top 命令 ： 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
进程信息区 
统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。 
序号 列名 含义 
a PID 进程id 
b PPID 父进程id 
c RUSER Real user name 
d UID 进程所有者的用户id 
e USER 进程所有者的用户名 
f GROUP 进程所有者的组名 
g TTY 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ? 
h PR 优先级 
i NI nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级 
j P 最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义 
k %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比 
l TIME 进程使用的CPU时间总计，单位秒 
m TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒 
n %MEM 进程使用的物理内存百分比 
o VIRT 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES 
p SWAP 进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。 
q RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA 
r CODE 可执行代码占用的物理内存大小，单位kb 
s DATA 可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb 
t SHR 共享内存大小，单位kb 
u nFLT 页面错误次数 
v nDRT 最后一次写入到现在，被修改过的页面数。 
w 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 
x COMMAND 命令名/命令行 
y WCHAN 若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名 
z Flags 任务标志，参考 sched.h 
默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。 
更改显示内容 
通过 f 键可以选择显示的内容。按 f 键之后会显示列的列表，按 a-z 即可显示或隐藏对应的列，最后按回车键确定。 
按 o 键可以改变列的显示顺序。按小写的 a-z 可以将相应的列向右移动，而大写的 A-Z 可以将相应的列向左移动。最后按回车键确定。 
按大写的 F 或 O 键，然后按 a-z 可以将进程按照相应的列进行排序。而大写的 R 键可以将当前的排序倒转。 
命令使用 
1． 工具（命令）名称 
top 
2．工具（命令）作用 
显示系统当前的进程和其他状况； 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. 
3．环境设置 
在Linux下使用。 
4．使用方法 
4．1使用格式 
top [-] [d] [p] [q] [C] [S] [s] [n] 
4．2参数说明 
d 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔。当然用户可以使用s交互命令来改变之。 
p 通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态。 
q该选项将使top没有任何延迟的进行刷新。如果调用程序有超级用户权限，那么top将以尽可能高的优先级运行。 
S 指定累计模式 
s 使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险。 
i 使top不显示任何闲置或者僵死进程。 
c 显示整个命令行而不只是显示命令名 
4.3其他 
下面介绍在top命令执行过程中可以使用的一些交互命令。这些命令都是单字母的，如果在命令行选项中使用了s选项，则可能其中一些命令会被屏蔽掉。 
Ctrl+L 擦除并且重写屏幕。 
h或者? 显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明。 
k 终止一个进程。系统将提示用户输入需要终止的进程PID，以及需要发送给该进程什么样的信号。一般的终止进程可以使用15信号；如果不能正常结束那就使用信号9强制结束该进程。默认值是信号15。在安全模式中此命令被屏蔽。 
i 忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。 
q 退出程序。 
r 重新安排一个进程的优先级别。系统提示用户输入需要改变的进程PID以及需要设置的进程优先级值。输入一个正值将使优先级降低，反之则可以使该进程拥有更高的优先权。默认值是10。 
S 切换到累计模式。 
s 改变两次刷新之间的延迟时间。系统将提示用户输入新的时间，单位为s。如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s。需要注意的是如果设置太小的时间，很可能会引起不断刷新，从而根本来不及看清显示的情况，而且系统负载也会大大增加。 
f或者F 从当前显示中添加或者删除项目。 
o或者O 改变显示项目的顺序。 
l 切换显示平均负载和启动时间信息。 
m 切换显示内存信息。 
t 切换显示进程和CPU状态信息。 
c 切换显示命令名称和完整命令行。 


shift+
M 根据驻留内存大小进行排序。 
P 根据CPU使用百分比大小进行排序。 
T 根据时间/累计时间进行排序。 

W 将当前设置写入~/.toprc文件中。这是写top配置文件的推荐方法。

与文件系统及程序的限制关系： ulimit

想象一个状况：我的 Linux 主机里面同时登陆了十个人，这十个人不知怎么搞的， 同时开启了 100 个文件，每个文件的大小约 10MBytes ，请问一下， 我的 Linux 主机的内存要有多大才够？ 10*100*10 = 10000 MBytes = 10GBytes ... 老天爷，这样，系统不挂点才有鬼哩！为了要预防这个情况的发生，所以我们的 bash 是可以『限制用户的某些系统资源』的，包括可以开启的文件数量， 可以使用的 CPU 时间，可以使用的内存总量等等。如何配置？用 ulimit 吧！

[root@www ~]# ulimit [-SHacdfltu] [配额]
选项与参数：
-H  ：hard limit ，严格的配置，必定不能超过这个配置的数值；
-S  ：soft limit ，警告的配置，可以超过这个配置值，但是若超过则有警告信息。
      在配置上，通常 soft 会比 hard 小，举例来说，soft 可配置为 80 而 hard 
      配置为 100，那么你可以使用到 90 (因为没有超过 100)，但介于 80~100 之间时，
      系统会有警告信息通知你！
-a  ：后面不接任何选项与参数，可列出所有的限制额度；
-c  ：当某些程序发生错误时，系统可能会将该程序在内存中的信息写成文件(除错用)，
      这种文件就被称为核心文件(core file)。此为限制每个核心文件的最大容量。
-f  ：此 shell 可以创建的最大文件容量(一般可能配置为 2GB)单位为 Kbytes
-d  ：程序可使用的最大断裂内存(segment)容量；
-l  ：可用于锁定 (lock) 的内存量
-t  ：可使用的最大 CPU 时间 (单位为秒)
-u  ：单一用户可以使用的最大程序(process)数量。

范例一：列出你目前身份(假设为root)的所有限制数据数值
[root@www ~]# ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0          <==只要是 0 就代表没限制
data seg size           (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited  <==可创建的单一文件的大小
pending signals                 (-i) 11774
max locked memory       (kbytes, -l) 32
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024       <==同时可开启的文件数量
pipe size            (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 10240
cpu time               (seconds, -t) unlimited
max user processes              (-u) 11774
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
file locks                      (-x) unlimited

范例二：限制用户仅能创建 10MBytes 以下的容量的文件
[root@www ~]# ulimit -f 10240
[root@www ~]# ulimit -a
file size               (blocks, -f) 10240 <==最大量为10240Kbyes，相当10Mbytes
[root@www ~]# dd if=/dev/zero of=123 bs=1M count=20
File size limit exceeded <==尝试创建 20MB 的文件，结果失败了！