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Linux命令拾遗-硬件资源观测

时间:01-26来源:作者:点击数:37

简介#

这是Linux命令拾遗系列的第四篇,本篇主要介绍Linux中观测硬件资源的命令,如top、vmstat、pidstat、iostat、sar等。

CPU与内存观测#

vmstat#

vmstat全名是虚拟内存统计信息命令,看起来好像是用来观测内存的,实际上cpu、内存、io资源它都能观测。

  • $ vmstat -w 1
  • procs -----------------------memory---------------------- ---swap-- -----io---- -system-- --------cpu--------
  • r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
  • 4 0 0 12531512 102680 274940 0 0 0 3 0 3 0 0 100 0 0
  • 2 0 0 12531512 102680 274940 0 0 0 0 106 55 25 0 75 0 0
  • 2 0 0 12531512 102680 274940 0 0 0 0 105 58 25 0 75 0 0
  • 2 0 0 12531512 102680 274940 0 0 0 0 105 56 25 0 75 0 0

1s显示一次,第一行是系统启动以来的统计信息,一般可忽略不看,从第二行开始看即可。

  • r:cpu运行队列长度,即有多少线程等待操作系统调度运行,这可看做是cpu的饱和度指标,长时间处于高值一般都有问题。
  • b: 不可中断阻塞的线程数量,一般就是阻塞于io访问的线程数量。
  • swpd: 内存交换到磁盘的内存大小,单位kB
  • free:剩余内存大小,单位kB
  • buff: 用于buff的内存大小,单位kB
  • cache:用于文件页面缓存的内存大小,单位kB
  • si:磁盘换入到内存的当前速度,单位kB/s
  • so:内存换出到磁盘的当前速度,单位kB/s
  • bi:每秒读取的磁盘块数量,单位blocks/s
  • bo:每秒写入的磁盘块数量,单位blocks/s
  • in:每秒中断数量
  • cs:每秒线程上下文切换次数
  • us:cpu用户态使用率
  • sy:cpu内核态使用率
  • id:cpu空闲率
  • wa:等待I/O,线程被阻塞等待磁盘I/O时的CPU空闲时间占总时间的比例
  • st:steal偷取,CPU在虚拟化环境下在其他租户上的开销

mpstat#

mpstat是用来查看cpu上各个核的cpu使用率的,如下:

  • $ mpstat -P ALL 1
  • Linux 4.19.128-microsoft-standard (DESKTOP-GC9LLHC) 10/24/21 _x86_64_ (8 CPU)
  • 12:39:37 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
  • 12:39:38 all 24.57 0.00 0.00 0.00 0.00 1.72 0.00 0.00 0.00 73.71
  • 12:39:38 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 12.28 0.00 0.00 0.00 87.72
  • 12:39:38 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • 12:39:38 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • 12:39:38 3 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
  • 12:39:38 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • 12:39:38 5 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
  • 12:39:38 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • 12:39:38 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00

如上,可见3、5号核的cpu使用率基本满载,而其它核非常空闲,这一般是由于程序多线程设计上有问题,导致某部分线程非常忙,另一部分线程没事干,而mpstat就是用来观测是否有这种cpu核负载不均的问题的。

上面之所以cpu不均衡,是因为我使用stress命令,让2个核满载了,如下:

  • $ stress -c 2

另外,如果你使用了Linux中的绑核机制,将程序固定在某些核上运行,但绑核配置不合理,也会出现这种现象,如下,我将已在运行的stree进程绑定到1,2号核上运行:

  • # 查询stress进程号
  • $ pgrep stress
  • 5477
  • 5478
  • 5479
  • #使用taskset绑核
  • $ taskset -pc 1,2 5478
  • pid 5478 current affinity list: 0-7
  • pid 5478 new affinity list: 1,2
  • $ taskset -pc 1,2 5479
  • pid 5479 current affinity list: 0-7
  • pid 5479 new affinity list: 1,2
  • #查看绑核情况
  • $ taskset -pc 5479
  • pid 5479 current affinity list: 1,2
  • # 用mpstat查看cpu使用率,现在发现1,2号核都100%了
  • $ mpstat -P ALL 1 1
  • Average: CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
  • Average: all 24.78 0.00 0.00 0.00 0.00 0.99 0.00 0.00 0.00 74.23
  • Average: 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.48 0.00 0.00 0.00 92.52
  • Average: 1 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
  • Average: 2 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
  • Average: 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • Average: 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • Average: 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • Average: 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
  • Average: 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00

注:绑核其实有利有弊的,程序绑定在某些核上运行,可以避免线程在核间迁移,从而提高CPU缓存的利用率,但一般来说,现在的大多数程序其实是不推荐使用绑核机制的,这应该交给Docker等基础设施来管理。

top#

上面的vmstat、mpstat命令只能看整个系统的情况,而top、pidstat则可以看各个进程的情况,如下:

  • $ top
  • top - 13:14:07 up 2 days, 6:38, 0 users, load average: 1.65, 0.59, 0.27
  • Tasks: 17 total, 3 running, 14 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
  • %Cpu(s): 25.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 74.9 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
  • MiB Mem : 12693.4 total, 12052.8 free, 271.6 used, 368.9 buff/cache
  • MiB Swap: 4096.0 total, 4096.0 free, 0.0 used. 12171.8 avail Mem
  • PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
  • 3174 work 20 0 3860 104 0 R 100.0 0.0 1:40.75 stress
  • 3175 work 20 0 3860 104 0 R 100.0 0.0 1:40.76 stress
  • 1 root 20 0 900 492 428 S 0.0 0.0 0:00.11 init
  • 10 work 20 0 10044 5140 3424 S 0.0 0.0 0:00.12 bash
  • 3051 work 20 0 6393208 204364 20116 S 0.0 1.6 0:07.51 java
  • 3173 work 20 0 3860 980 896 S 0.0 0.0 0:00.00 stress
  • 3176 work 20 0 10888 3932 3348 R 0.0 0.0 0:00.02 top
  • 第一行是系统概要:当前时间,系统启动时长,系统用户数,系统负载1min/5min/15min
  • 第二行是任务概要:总任务数,正在运行/睡眠/暂停/僵尸任务数
  • 第三行cpu使用率:
    us:非niced进程花费的cpu时间占比
    sy:内核进程花费的cpu时间占比
    ni:niced进程花费的cpu时间占比
    id:内核空闲进程花费的cpu时间占比,一般来说CPU是无法空闲的,CPU空闲着,指的是在运行一个空闲程序的代码。
    wa:等待磁盘io完成花费的cpu时间占比
    hi:处理硬件中断花费的cpu时间占比
    si:处理软件中断花费的cpu时间占比
    st:被其它虚拟机偷取的cpu时间占比
  • 第四行是内存使用率:
    total:总内存大小(MB)
    free:空闲内存大小(MB)
    used:使用中的内存大小(MB)
    buff/cache:用于文件缓存与系统缓存的内存大小(MB)
  • 第五行是swap情况:
    total:总swap文件大小
    free:swap空闲大小
    used:swap使用大小
    avail Mem:可用内存大小,和swap无关,约等于上一行中free+buff/cache

下面的列表显示的就是各进程情况了,除此之外,top还是个交互式命令,可直接在这个界面输入指令使用其更多功能,如下:

指令 功能描述
1 查看1号cpu各核的cpu使用情况,类似mpstat
M 进程按内存使用率倒序,同时按shift + m
P 进程按cpu使用率倒序,同时按shift + p
H 查看线程情况,同时按shift + h
c 查看进程的完整命令行
k 杀死指定pid的进程
h 查看帮助
q 退出top

注意,这里面的指令,很多都是开关式的,比如按1显示cpu各核使用率,再按1就显示整体cpu使用率了。

另外,如果你的电脑是8核的,top中进程的CPU%最高可以到800%,初次看到这种现象时,还很容易吓一跳呢!

pidstat#

pidstat基本和top功能是类似的,不过它是非交互式的命令,一般作为top的补充使用,如下:

  • # 默认查看活动进程的cpu使用情况,加-t可以查看线程的
  • $ pidstat 1
  • 13:32:45 UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
  • 13:32:46 1000 3051 0.00 1.00 0.00 0.00 1.00 1 java
  • 13:32:46 1000 3241 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 7 stress
  • 13:32:46 1000 3242 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 5 stress
  • Average: UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
  • Average: 1000 3051 0.00 0.33 0.00 0.00 0.33 - java
  • Average: 1000 3241 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 - stress
  • Average: 1000 3242 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 - stress
  • # -w可以看线程上下文切换情况
  • # cswch/s:自愿上下文切换,比如等待io或锁
  • # nvcswch/s:非自愿上下文切换,比如分给自己时间片用完了,一般需要关注这个,因为现在的程序大多是io密集型的,用完时间片的机会很少
  • $ pidstat -w 1
  • 13:37:57 UID PID cswch/s nvcswch/s Command
  • 13:37:58 1000 3299 1.00 0.00 pidstat
  • 13:37:58 UID PID cswch/s nvcswch/s Command
  • 13:37:59 0 8 1.00 0.00 init
  • 13:37:59 1000 9 1.00 0.00 wsltermd
  • 13:37:59 1000 3299 1.00 0.00 pidstat
  • # -v可以看运行进程的线程数与文件描述符数量
  • $ pidstat -v 1
  • 01:41:34 PM UID PID threads fd-nr Command
  • 01:41:35 PM 1000 876 95 177 java
  • # -r可以看运行进程的内存使用情况以及缺页情况
  • # minflt/s:轻微缺页,一般不用太关注
  • # majflt/s:严重缺页,一般意味着发生了swrap,量较大时需要关注
  • $ pidstat -r 1
  • 02:07:24 PM UID PID minflt/s majflt/s VSZ RSS %MEM Command
  • 02:07:25 PM 999 2786 2.00 0.00 52792 3140 0.08 redis-server
  • 02:07:25 PM 1000 601098 1.00 0.00 13976 6296 0.16 sshd
  • # -d可以看某个进程的io使用情况
  • $ pidstat -d 1
  • 14:12:06 UID PID kB_rd/s kB_wr/s kB_ccwr/s iodelay Command
  • 14:12:07 1000 3051 0.00 80.00 0.00 0 java
  • 14:12:07 1000 3404 0.00 0.00 0.00 79 stress

free#

其实上面的vmstat、top已经可以看到内存使用情况了,free命令更纯粹一点,如下:

  • # 查看内存使用情况,-m以MB为单位,-g可以使其以GB为单位
  • $ free -m
  • total used free shared buff/cache available
  • Mem: 3907 1117 778 3 2012 2503
  • Swap: 1897 708 1189

要特别注意里面的free、buff/cache以及available,如下:

  • free:系统空闲内存,一般来说,随着使用时间越来越长,Linux中free会越来越小,原因是Linux会把访问的文件数据尽可能地缓存在内存中,以便下次读取时能快速返回
  • buff/cache:就是文件缓存到内存中所占内存的大小
  • available:系统真正的可用内存,约等于free+buff/cache,所以系统内存是否足够,你应该看available的值。

slabtop#

slab是Linux操作系统的一种内存分配机制。slab分配器是基于对象进行管理,相同类型的对象归为一类(如进程描述符就是一类),每申请这样一个对象,slab分配器就从一个slab列表中分配一个这样大小的单元出去,而释放时,将其重新保存在该列表中,当以后又要请求新的对象时,就可以从列表中直接获取而不用重复初始化。

其实你可以直接把它理解为内核实现对象池的一种机制,它包含在buff/cache列中,如下可以观测它的内存占用情况:

  • $ sudo slabtop
  • Active / Total Objects (% used) : 1641750 / 1772440 (92.6%)
  • Active / Total Slabs (% used) : 35906 / 35906 (100.0%)
  • Active / Total Caches (% used) : 107 / 158 (67.7%)
  • Active / Total Size (% used) : 512123.18K / 553465.83K (92.5%)
  • Minimum / Average / Maximum Object : 0.01K / 0.31K / 16.75K
  • OBJS ACTIVE USE OBJ SIZE SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME
  • 282324 246579 87% 0.19K 6722 42 53776K dentry
  • 173824 159910 91% 0.03K 1358 128 5432K kmalloc-32
  • 173784 164054 94% 0.10K 4456 39 17824K buffer_head
  • 167580 159572 95% 0.13K 2793 60 22344K kernfs_node_cache
  • 100839 89862 89% 1.07K 3479 29 111328K ext4_inode_cache
  • 91260 86183 94% 0.81K 2340 39 74880K fuse_inode
  • 65084 62708 96% 0.59K 1228 53 39296K inode_cache
  • 64576 64401 99% 0.50K 1009 64 32288K kmalloc-512
  • 53120 51516 96% 0.06K 830 64 3320K anon_vma_chain

磁盘观测#

df#

df命令可以很容易的看到文件系统的空间使用情况,如下:

  • $ df -h
  • Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
  • udev 1.9G 0 1.9G 0% /dev
  • tmpfs 391M 2.7M 389M 1% /run
  • /dev/sda1 276G 150G 115G 57% /
  • tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev/shm
  • tmpfs 5.0M 4.0K 5.0M 1% /run/lock

/dev/sda1Use%这一列可以看到磁盘使用了57%了。

iostat#

iostat命令可以很方便的查看磁盘当前的IO情况,如下:

  • $ iostat -xz 1
  • avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
  • 0.06 0.00 0.00 0.00 0.00 99.94
  • Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
  • sda 1.87 17854.96 3799.10 14930.26 42642.19 208548.03 26.82 7.10 0.37 1.04 0.20 0.28 522.73
  • avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
  • 4.36 0.00 0.00 0.00 0.00 95.64
  • Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
  • sda 0.00 0.00 0.00 606.00 0.00 2616.00 8.63 0.04 0.06 0.00 0.06 0.06 3.40

注意,和vmstat一样,第一次的输出结果是历史以来的统计值,一般可以忽略不计,如下:

  • %util :磁盘使用率,Linux认为磁盘只能处理一个并发,但SSD或raid实际可以超过一个,所以100%也不一定代表满载。
  • avgqu-sz:磁盘任务队列长度,大于磁盘的并发任务数则磁盘处于饱和状态。
  • svctm:平均服务时间,不包括在磁盘队列中的等待时间。
  • r_await,w_await:读写延迟时间(ms),磁盘队列等待时间+svctm,太大则磁盘饱和。
  • r/s + w/s: 就是当前的IOPS。
  • avgrq-sz:就是当前每秒平均吞吐量 单位是扇区(512b)。

注:上面的命令输出结果是centos中的,ubuntu中iostat命令输出结果稍有不同。

iotop#

iotop以进程的角度查看io情况,如下:

  • # -P表示只看进程整体的,不然iotop看的是每个线程的
  • # -o表示只看有io操作的进程,不然iotop会列出所有进程
  • $ sudo iotop -P -o
  • Total DISK READ: 3.84 K/s | Total DISK WRITE: 138.97 M/s
  • Current DISK READ: 3.84 K/s | Current DISK WRITE: 80.63 M/s
  • PID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO> COMMAND
  • 737183 be/4 root 3.84 K/s 0.00 B/s 0.00 % 88.89 % [kworker/u256:1+flush-8:0]
  • 761496 be/4 work 0.00 B/s 138.96 M/s 0.00 % 79.09 % stress -d 1
  • 876 be/4 work 0.00 B/s 7.68 K/s 0.00 % 0.00 % java -Xms256m -Xmx1g -Xss1m -XX:MaxMetaspaceSize=1g ...

可以看到整个磁盘的当前读写速率,以及各个进程占用的比例。

hcache与vmtouch#

当我们访问一个文件时,内核会帮我们将文件数据缓存到内存中,就是上面free命令中buff/cache这一项,而hcache与vmtouch则可以查看文件缓存的详细信息,如下:

  • # 查看前6个文件的pagecache大户
  • $ sudo ./hcache -top 6
  • +---------------------------------------------------------------------+----------------+------------+-----------+---------+
  • | Name | Size (bytes) | Pages | Cached | Percent |
  • |---------------------------------------------------------------------+----------------+------------+-----------+---------|
  • | /var/log/journal/ae4a8a4eec6f418a9596826e2f4f6891/system.journal | 33554432 | 8192 | 7415 | 090.515 |
  • | /snap/core/11993/usr/lib/snapd/snapd | 24113872 | 5888 | 3777 | 064.147 |
  • | /usr/bin/dockerd | 104770064 | 25579 | 2692 | 010.524 |
  • | /usr/local/mysql/bin/mysqld | 227306584 | 55495 | 1774 | 003.197 |
  • | /var/log/journal/ae4a8a4eec6f418a9596826e2f4f6891/user-1000.journal | 8388608 | 2048 | 1590 | 077.637 |
  • | /usr/bin/python3.8 | 5482296 | 1339 | 1072 | 080.060 |
  • +---------------------------------------------------------------------+----------------+------------+-----------+---------+
  • # 查看指定文件的pagecache详细信息
  • $ vmtouch -v /usr/local/mysql/bin/mysqld
  • /usr/local/mysql/bin/mysqld
  • [OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO] 55495/55495
  • Files: 1
  • Directories: 0
  • Resident Pages: 55495/55495 216M/216M 100%
  • Elapsed: 0.000275 seconds
  • # 清除指定文件的pagecache
  • $ vmtouch -ve /var/log/journal/ae4a8a4eec6f418a9596826e2f4f6891/system.journal
  • Evicting /var/log/journal/ae4a8a4eec6f418a9596826e2f4f6891/system.journal
  • Files: 1
  • Directories: 0
  • Evicted Pages: 8192 (32M)
  • Elapsed: 0.008735 seconds
  • # 清除pagecache与slab,一般没必要这么做,除非很清楚自己在做什么
  • $ sync # 将修改过的pagecache(脏页),写回到磁盘
  • $ echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches # 清除pagecache
  • $ echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches # 清除slab
  • $ echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches # 清除pagecache与slab

hcache下载地址:https://github.com/silenceshell/hcache

网络观测#

nicstat#

nicstat可以查看整个网卡的使用情况,如下:

  • $ nicstat -z 1
  • Time Int rKB/s wKB/s rPk/s wPk/s rAvs wAvs %Util Sat
  • 22:35:22 ens33 38.09 7.13 32.03 6.77 1217.8 1078.4 0.03 0.00
  • 22:35:22 lo 0.07 0.07 0.36 0.36 207.6 207.6 0.00 0.00
  • Time Int rKB/s wKB/s rPk/s wPk/s rAvs wAvs %Util Sat
  • 22:35:23 ens33 0.27 0.56 3.99 4.99 69.50 114.0 0.00 0.00
  • Time Int rKB/s wKB/s rPk/s wPk/s rAvs wAvs %Util Sat
  • 22:35:24 ens33 0.21 0.34 3.00 3.00 72.67 116.7 0.00 0.00
  • Time Int rKB/s wKB/s rPk/s wPk/s rAvs wAvs %Util Sat
  • 22:35:25 ens33 0.28 0.33 4.00 3.00 70.50 111.3 0.00 0.00
  • Time Int rKB/s wKB/s rPk/s wPk/s rAvs wAvs %Util Sat
  • 22:35:26 ens33 0.34 0.34 5.00 3.00 69.20 116.7 0.00 0.00
  • Time Int rKB/s wKB/s rPk/s wPk/s rAvs wAvs %Util Sat
  • 22:35:27 ens33 0.28 0.33 4.00 3.00 70.50 111.3 0.00 0.00

其中%Util就是网卡带宽的使用率了。

iftop#

iftop可以用来查看整个网卡以及各个连接的当前网速,如下:

  • $ sudo iftop -B -nNP
  • 244KB 488KB 732KB 977KB 1.19MB
  • └──────────────────────────────┴──────────────────────────────┴───────────────────────────────┴──────────────────────────────┴───────────────────────────────
  • 10.134.60.10:10100 => 10.134.92.10:29318 85.8KB 103KB 94.3KB
  • <= 2.95KB 3.54KB 3.25KB
  • 10.134.60.10:10100 => 10.134.93.9:30981 170KB 103KB 94.3KB
  • <= 5.41KB 3.49KB 3.21KB
  • 10.134.60.10:35172 => 10.134.24.54:3961 13.3KB 9.88KB 5.25KB
  • <= 58.6KB 60.6KB 32.4KB
  • 10.134.60.10:43240 => 10.134.24.55:3960 9.83KB 5.52KB 3.09KB
  • <= 101KB 53.6KB 31.1KB
  • 10.134.60.10:60932 => 10.134.24.55:3961 4.45KB 5.07KB 6.04KB
  • <= 35.0KB 39.8KB 47.4KB
  • 10.134.60.10:58990 => 10.134.24.5:80 22.0KB 19.2KB 22.5KB
  • ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
  • TX: cum: 10.9MB peak: 1.75MB rates: 611KB 438KB 557KB
  • RX: 6.49MB 453KB 360KB 296KB 332KB
  • TOTAL: 17.4MB 2.19MB 972KB 735KB 889KB

另外,在nicstat、iftop命令不可用的情况下,也可以使用ifconfig + awk来查看网速,单位B/s,如下:

  • $ while sleep 1;do ifconfig;done|awk -v RS= 'match($0,/^(\w+):.*RX.*bytes ([0-9]+).*TX.*bytes ([0-9]+)/,a){eth=a[1];if(s[eth][1])print a[1],a[2]-s[eth][2],a[3]-s[eth][3];for(k in a)s[eth][k]=a[k]}'
  • eth0 294873 353037
  • lo 2229 2229
  • eth0 613730 666086
  • lo 17981 17981
  • eth0 317336 544921
  • lo 5544 5544
  • eth0 237694 516947
  • lo 2256 2256

全能观测工具sar#

sar是一个几乎全能的观测工具,它可以观测CPU、内存、磁盘、网络等等,不像上面的命令,只是侧重某一方面,正因为它如此强大,掌握起来也要难得多,它的常见用法如下:

  • # cpu使用率
  • sar -u ALL 1
  • # 运行队列与负载
  • sar -q 1
  • # 中断次数
  • sar -I SUM 1
  • # 进程创建次数与线程上下文切换次数
  • sar -w 1
  • # 内存使用、脏页与slab
  • sar -r ALL 1
  • # 缺页与内存页扫描
  • sar -B 1
  • # 内存swap使用
  • sar -S 1 1
  • sar -W 1
  • # 磁盘IOPS
  • sar -dp 1
  • # 文件描述符与打开终端数
  • sar -v 1 1
  • # 网卡层使用率
  • sar -n DEV 1
  • # tcp层收包发包情况
  • sar -n TCP,ETCP 1
  • # socket使用情况
  • sar -n SOCK 1

这只是列出了sar的一部分用法,实际上sar可以观测到非常多的内容,具体可以man sar查看。

USE法#

从上面介绍的命令来看,能观测到的指标非常多,让人眼花缭乱,一时抓不住重点,好在性能优化大师Brendan Gregg为我们总结了USE法,告诉了我们应该重点关注硬件资源的哪些指标,如下:

  1. 使用率(utilization):即资源使用的百分比,如CPU使用率,内存使用率。
  2. 饱和度(saturation):即资源的饱和情况,如大多数资源都有使用排队机制,饱和度代表队列中有多少任务等待处理。
  3. 错误(errors):即访问资源时发生的错误。

注:使用率与使用率是不同的,比如CPU使用率一般代表时间占用比例,如1s中有800ms在执行真正的代码,CPU使用率就是80%,而内存使用率50%,指的是容量使用了一半,所以使用率可细分为基于容量的使用率与基于时间的使用率。

可以用Java中的线程池来理解这3个指标,如下:

  1. 线程池是一个软件资源。
  2. 线程池的使用率:目前正在运行任务线程数占线程池总线程数的百分比。
  3. 线程池的饱和度:目前正在线程池任务队列中排队的任务数量。
  4. 线程池的错误:触发线程池拒绝策略的次数。

对于CPU、内存、磁盘、网络这4个常见资源,并结合上面介绍的命令,可得出如下的表格:

资源 使用率(utilization) 饱和度(saturation) 错误(errors)
CPU vmstat 1中"us" + "sy" + "st"
sar -u同理
vmstat 1r列大于虚拟cpu数量
sar -q同理
-
内存 free -m的available
vmstat 1的"free"与"swap"
sar -r的"%memused"
vmstat 1的"si"与"so"
sar -B的"pgscank"与"pgscand"
dmesg | grep killed
-
磁盘 iostat -xz 1的"%util"
sar -d 1的"%util"
iostat -xz 1的"avgqu-sz" > 1或"await"居高不下
sar -d 1同理
-
网络 iftop的rates
nicstat的"%Util"
sar -n DEV 1的"rxKB/s"与"txKB/s"
ifconfig的"overruns"与"dropped"
netstat -s|grep "segments retransmited"
sar -n EDEV 1的*drop and *fifo
ifconfig的 "errors"与"dropped"
sar -n EDEV 1的"rxerr/s"与"txerr/s"

全能监控工具#

还有很多类似sar的全能观测工具,大多都比较炫酷,在个人笔记本上使用较多,服务器上采用较少,如下:

dstat#

dstat

bpytop#

bpytop

glances#

glances

nmon#

nmon
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