linux下内存实时性能监控vmstat命令详解

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vmstat命令是最常见的Linux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。

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活动进行监控。他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 工具提供了一种低开销的系统性能观察方式。因为 vmstat 本身就是低开销工具,在非常高负荷的服务器上,你需要查看并监控系统的健康情况,在控制窗口还是能够使用vmstat 输出结果。

命令参数及解释:

  • -V:显示vmstat版本信息

  • -n:只在开始时显示一次各字段名称

  • -a:显示活跃和非活跃内存

  • -d:显示各个磁盘相关统计信息

  • -D:显示磁盘总体信息

  • -p:显示指定磁盘分区统计信息

  • -s:显示内存相关统计信息及多种系统活动数量

  • -m:显示slabinfo

  • -t:在输出信息的时候也将时间一并输出出来

  • -S:使用指定单位显示。参数有k、K、m、M,分别代表1000、1024、1000000、1048576字节(byte)。默认单位为K(1024bytes)

  • delay:刷新时间间隔。如果不指定,只显示一条结果

  • count:刷新次数。如果不指定刷新次数,但指定了刷新时间间隔,这时刷新次数为无穷

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@localhost ~]# vmstat 2 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0    0   1004652 2108 272656  0   0    67    5   65   71 1  1 98  0  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。

字段说明:

1、procs

  • r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU),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,进程阻塞,比如正在等待I/O或者内存交换等

2、memory

  • 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

  • buff   表示baffers cached内存大小,也就是缓冲大小,一般对块设备的读写才需要缓冲

  • cache 表示page cached的内存大小,也就是缓存大小,一般作为文件系统进行缓冲,频繁访问的文件都会被缓存,如果cache值非常大说明缓存文件比较多,如果此时io中的bi比较小,说明文件系统效率比较好(这是Linux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。)

3、Swap

  • si:表示有磁盘调入内存,也就是内存进入内存交换区的内存大小;通俗的讲就是 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。

  • so:表示由内存进入磁盘,也就是由内存交换区进入内存的内存大小。 注意:一般情况下si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则说明系统内存不足,需要增加系统内存

4、io

  • bi:表示由块设备读入数据的总量,即读磁盘,单位kb/s

  • bo:表示写到块设备数据的总量,即写磁盘,单位kb/s 注意:如果bi+bo的值过大,且wa值较大,则表示系统磁盘IO瓶颈

5、system

  • in:表示某一时间间隔内观测到的每秒设备终端数

  • cs:表示每秒产生的 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。

注意: 这两个值越大,则由内核消耗的CPU就越多

6、CPU

  • us:表示用户进程消耗的CPU时间百分比,us值越高,说明用户进程消耗CPU时间越多,如果长期大于50%,则需要考虑优化程序或者算法

  • sy:表示系统内核进程消耗的CPU时间百分比,一般来说us+sy应该小于80%,如果大于80%,说明可能存在CPU瓶颈

  • id:表示CPU处在空间状态的时间百分比

  • wa:表示IP等待所占用的CPU时间百分比,wa值越高,说明I/O等待越严重,根据经验wa的参考值为20%,如果超过20%,说明I/O等待严重,引起I/O等待的原因可能是磁盘大量随机读写造成的,也可能是磁盘或者监控器的贷款瓶颈(主要是块操作)造成的

综上所述,如果评估CPU,需要重点关注procs项的r列值和CPU项的us、sy、wa列的值