Linux 如何查看系统负载 - pycod

操作系统的负载状态，反映了应用程序的资源使用情况，从中能找出应用程序优化的瓶颈所在。

系统平均负载，是指处于运行或不可打扰状态的进程的平均数。\
处于运行，表示运行态，占用 CPU，或就绪态，等待 CPU 调度。\
不可打扰，表示阻塞，正在等待 I/O

在 Linux 系统中，要查看负载情况一般使用 uptime 命令（w 命令和 top 命令也行）*

一、uptime 命令

$ uptime\
16:33:56 up 69 days,  5:10,  1 user,  load average: 0.14, 0.24, 0.29

以上信息的解析如下：

16:33:56 : 当前时间
up 69 days, 5:10 : 系统运行了 69 天 5 小时 10 分
1 user : 当前有 1 个用户登录了系统 load average: 0.14, 0.24, 0.29 : 系统在过去 1 分钟内，5 分钟内，15 分钟内的平均负载
load average: 0.14, 0.24, 0.29 : 系统在过去 1 分钟内，5 分钟内，15 分钟内的平均负载

平均负载解析

查看逻辑 CPU 核心数：

$ grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l\
1\

运行结果表示，有 1 个逻辑 CPU 核心。以 1 个 CPU 核心为例，假设 CPU 每分钟最多处理 100 个进程 –

load=0，没有进程需要 CPU
load=0.5，CPU 处理了 50 个进程
load=1, CPU 处理了 100 个进程，这时 CPU 已被占满，但系统还是能顺畅运作的
load=1.5, CPU 处理了 100 个进程，还有 50 个进程正在排除等着 CPU 处理，这时，CPU 已经超负荷工作了

为了系统顺畅运行，load 值最好不要超过 1.0，这样就没有进程需要等待了，所有进程都能第一时间得到处理。\
很显然，1.0 是一个关键值，超过这个值，系统就不在最佳状态了。一般 0.7 是一个比较理想的值。\
另外，load 值的健康状态还跟系统 CPU 核心数相关，如果 CPU 核心数为 2，那么 load 值健康值应该为 2，以此类推。 \
评价系统的负载一般采用 15 分钟内的那个平均负载值。

二、w 命令

$ w\
 17:47:40 up 69 days,  6:24,  1 user,  load average: 0.46, 0.26, 0.25\
USER     TTY      FROM              LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT\
lvinkim  pts/0    14.18.144.2      15:55    0.00s  0.02s  0.00s w

第 1 行：与 uptime 一相同。 \
第 2 行以下，当前登录用户的列表。

三、top 命令

$ top\
top - 17:51:23 up 69 days,  6:28,  1 user,  load average: 0.31, 0.30, 0.26\
Tasks:  99 total,   1 running,  98 sleeping,   0 stopped,   0 zombie\
Cpu(s):  2.3%us,  0.2%sy,  0.0%ni, 97.4%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st\
Mem:   1922244k total,  1737480k used,   184764k free,   208576k buffers\
Swap:        0k total,        0k used,        0k free,   466732k cached\
\
  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                \
    1 root      20   0 19232 1004  708 S  0.0  0.1   0:01.17 init                                                                    \
    2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.01 kthreadd                                                                \
...

第 1 行：与 uptime 一相同。

第 2 行：进程数信息。

Tasks: 99 total : 总共有 99 个进程
1 running : 1 个进程正在占用 CPU
98 sleeping : 98 个睡眠进程
0 stopped : 0 个停止的进程
0 zombie : 0 个僵尸进程

第 3 行 : CPU 使用率

us (user): 非 nice 用户进程占用 CPU 的比率
sy (system): 内核、内核进程占用 CPU 的比率
ni (nice): 用户进程空间内改变过优先级的进程占用 CPU 比率
id (idle): CPU 空闲比率，如果系统缓慢而这个值很高，说明系统慢的原因不是 CPU 负载高
wa (iowait): CPU 等待执行 I/O 操作的时间比率，该指标可以用来排查磁盘 I/O 的问题，通常结合 wa 和 id 判断
hi (Hardware IRQ): CPU 处理硬件中断所占时间的比率
si (Software Interrupts): CPU 处理软件中断所占时间的比率
st (steal): 流逝的时间，虚拟机中的其他任务所占 CPU 时间的比率

需要注意的一些情形：

用户进程 us 占比高，I/O 操作 wa 低：说明系统缓慢的原因在于进程占用大量 CPU，通常还会伴有教低的空闲比率 id，说明 CPU 空转时间很少。
I/O 操作 wa 低，空闲比率 id 高：可以排除 CPU 资源瓶颈的可能。
I/O 操作 wa 高：说明 I/O 占用了大量的 CPU 时间，需要检查交换空间的使用，交换空间位于磁盘上，性能远低于内存，当内存耗尽开始使用交换空间时，将会给性能带来严重影响，所以对于性能要求较高的服务器，一般建议关闭交换空间。另一方面，如果内存充足，但 wa 很高，说明需要检查哪个进程占用了大量的 I/O 资源。

更多负载情形，可在实际中灵活判断。

四、iostat 命令

iostat 命令可以查看系统分区的 IO 使用情况

$ iostat \
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.x86_64 (sgs02)   01/20/2017     _x86_64_   (1 CPU)\
\
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle\
           2.29    0.00    0.25    0.04    0.00   97.41\
\
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn\
vda               1.15         3.48        21.88   21016084  131997520

一些值得注意的 IO 指标 :

Device : 磁盘名称
tps : 每秒 I/O 传输请求量
Blk_read/s : 每秒读取多少块，查看块大小可参考命令 tune2fs
Blk_wrtn/s : 每秒写取多少块
Blk_read : 一共读了多少块
–Blk_wrtn : 一共写了多少块

五、iotop 命令

iotop 命令类似于 top 命令，但是显示的是各个进程的 I/O 情况，对于定位 I/O 操作较重的进程有比较大的作用。\

# iotop\
Total DISK READ: 0.00 B/s | Total DISK WRITE: 774.52 K/s\
  TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO>    COMMAND                                                                \
  272 be/3 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  4.86 % [jbd2/vda1-8]\
 9072 be/4 mysql       0.00 B/s  268.71 K/s  0.00 %  0.00 % mysqld\
 5058 be/4 lvinkim     0.00 B/s    3.95 K/s  0.00 %  0.00 % php-fpm: pool www\
    1 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % init

可以看到不同任务的读写强度。

六、sysstat 工具

很多时候当检测到或者知道历史的高负载状况时，可能需要回放历史监控数据，这时 sar 命令就派上用场了，sar 命令同样来自 sysstat 工具包，可以记录系统的 CPU 负载、I/O 状况和内存使用记录，便于历史数据的回放。

sysstat 的配置文件在 /etc/sysconfig/sysstat 文件，历史日志的存放位置为 /var/log/sa\
统计信息都是每 10 分钟记录一次，每天的 23:59 会分割统计文件，这些操作的频率都在 /etc/cron.d/sysstat 文件配置。\

七、sar 命令

使用 sar 命令查看当天 CPU 使用：

$ sar\
Linux 2.6.32-431.23.3.el6.x86_64 (szs01)   01/20/2017     _x86_64_   (1 CPU)\
\
10:50:01 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle\
11:00:01 AM     all      0.45      0.00      0.22      0.40      0.00     98.93\
Average:        all      0.45      0.00      0.22      0.40      0.00     98.93

使用 sar 命令查看当天内存使用：

$ sar -r\
Linux 2.6.32-431.23.3.el6.x86_64 (szs01)   01/20/2017     _x86_64_   (1 CPU)\
\
10:50:01 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit\
11:00:01 AM     41292    459180     91.75     44072    164620    822392    164.32\
Average:        41292    459180     91.75     44072    164620    822392    164.32

使用 sar 命令查看当天 IO 统计记录：

$ sar -b\
Linux 2.6.32-431.23.3.el6.x86_64 (szs01)   01/20/2017     _x86_64_   (1 CPU)\
\
10:50:01 AM       tps      rtps      wtps   bread/s   bwrtn/s\
11:00:01 AM      3.31      2.14      1.17     37.18     16.84\
Average:         3.31      2.14      1.17     37.18     16.84

更多 sar 用法，请 man sar 。

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