Linux 系统负载查询及分析说明

Linux 系统出现死机或卡顿时，可以参阅如下步骤进行整体排查：

1. 检查服务器进程与服务否占用了过多内存，或者内存没有正常释放，导致出现内存溢出，系统宕机。
2. 检查 /var/spool/cron 等系统配置中是否有 cron（计划任务、自动任务）在对应时间段内执行。
3. 检查 Web 服务器的参数是否超过了服务器的性能。比如最大连接数过高等。
4. 检查进程数是否非常高，导致服务瘫痪，机器假死。
5. 查看系统日志中是否有异常记录。
6. 检查磁盘是否有坏块。
7. 内核消耗过大，查看是否有瞬间资源占用过大的进程或服务。
8. 查看是否有异常进程，是否存在被攻击或入侵症状。

使用 sar 查看 Linux 系统各项资源使用情况

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sar 是System Activity Reporter（系统活动情况报告）的缩写。sar 工具对系统状态进行取样后，=通过计算数据和比例来表达系统当前的运行状态。其特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据。其取样数据和分析结果可以存入文件，所需的负载很小。

sar 是 Linux 系统中较为全面的性能分析工具，可以从多个方面对系统的活动进行监控和报告，包括文件读写情况、系统调用使用情况、串口、CPU 效率、内存使用情况、进程活动及 IPC 有关的活动情况等等。

• 安装
  使用 yum install sysstat 进行安装，然后使用 /etc/init.d/sysstat start 启动服务。
  

• 查看 CPU 负载
  用法：
   

  sar -u 1 5

  示例输出：

   

  sar -u 1 5
  Linux 3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 (iZ23pddtofdZ) 	07/04/2016 	_x86_64_	(1 CPU)
  
  10:16:35 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
  10:16:36 AM     all     14.14      0.00      1.01      0.00      0.00     84.85
  10:16:37 AM     all     14.14      0.00      0.00      1.01      0.00     84.85
  10:16:38 AM     all      0.00      0.00      1.01      0.00      0.00     98.99
  10:16:39 AM     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
  10:16:40 AM     all      1.00      0.00      0.00      0.00      0.00     99.00
  Average:        all      5.86      0.00      0.40      0.20      0.00     93.54

  回显说明：

  • %user：用户模式下消耗的 CPU 时间的比例。
  • %nice：通过 nice 改变了进程调度优先级的进程，在用户模式下消耗的 CPU 时间的比例。
  • %system：系统模式下消耗的 CPU 时间的比例。
  • %iowait：CPU 等待磁盘 I/O 导致空闲状态消耗的时间比例。
  • %steal：利用 Xen 等操作系统虚拟化技术，等待其它虚拟 CPU 计算占用的时间比例。
  • %idle：CPU 空闲时间比例。

• 查看平均负载
  用法：
   

  sar -q 1 60

  示例输出：

   

  sar -q 1 6
  Linux 3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 (iZ23pddtofdZ) 	07/04/2016 	_x86_64_	(1 CPU)
  
  10:23:13 AM   runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15   blocked
  10:23:14 AM         0       142      0.00      0.01      0.05         0
  10:23:15 AM         0       142      0.00      0.01      0.05         0
  10:23:16 AM         0       142      0.00      0.01      0.05         0
  10:23:17 AM         0       142      0.00      0.01      0.05         0
  10:23:18 AM         0       142      0.00      0.01      0.05         0
  10:23:19 AM         0       142      0.00      0.01      0.05         0
  Average:            0       142      0.00      0.01      0.05         0
  

  回显说明：
  指定 -q 后，可以查看运行队列中的进程数、系统上的进程大小、平均负载等信息。与其它命令相比，能查看各项指标随时间变化的情况。

   

  <ul>
  	<li><span><span>runq-sz：运行队列的长度（等待运行的进程数）。</span></span></li>
  	<li><span><span><span>plist-sz：进程列表中进程（processes）和线程（threads）的数量。</span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span>ldavg-1：最后 1 分钟的系统平均负载。</span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span>ldavg-5：过去 5 分钟的系统平均负载。</span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span>ldavg-15：过去 15 分钟的系统平均负载。</span></span></span></span></span></span></li>
  </ul>
  </li>
  

• 查看内存负载
  用法：
   

  sar -r 1 3

  示例输出：

   

  sar -r 1 3
  Linux 3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 (iZ23pddtofdZ) 	07/04/2016 	_x86_64_	(1 CPU)
  
  10:27:34 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit  kbactive   kbinact   kbdirty
  10:27:35 AM    275992    740664     72.85    181552    315340    362052     35.61    471216    115828        60
  10:27:36 AM    276024    740632     72.85    181552    315340    362052     35.61    471220    115828        64
  10:27:37 AM    276024    740632     72.85    181552    315340    362052     35.61    471220    115828        64
  Average:       276013    740643     72.85    181552    315340    362052     35.61    471219    115828        63

  回显说明：

  • kbmemfree：该值和 free 命令中的 free 值基本一致，它不包括 buffer 和 cache 空间。
  • kbmemused：该值和 free 命令中的 used 值基本一致，它包括 buffer 和 cache 空间。
  • %memused：物理内存使用率，该值是 kbmemused 和内存总量（不包括 swap）的百分比。
  • kbbuffers 和 kbcached：这两个值和 free 命令中的 buffer 和 cache 一致。
  • kbcommit：保证当前系统所需要的内存，即为了确保不溢出而需要的内存（RAM+swap）。
  • %commit：该值是 kbcommit 与内存总量（包括swap）的百分比。

• 查看页面交换发生状况
  用法：
   

  sar -W 1 3

  示例输出：

   

  sar -W 1 3
  Linux 3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 (iZ23pddtofdZ) 	07/04/2016 	_x86_64_	(1 CPU)
  
  10:28:59 AM  pswpin/s pswpout/s
  10:29:00 AM      0.00      0.00
  10:29:01 AM      0.00      0.00
  10:29:02 AM      0.00      0.00
  Average:         0.00      0.00

  回显说明：

  • pswpin/s：每秒系统换入的交换页面（swap page）数量。
  • pswpout/s：每秒系统换出的交换页面（swap page）数量。

• 其它常见 sar 参数说明（区分大小写）
   

  <ul>
  	<li><span><span>-A 汇总所有的报告</span></span></li>
  	<li><span><span><span>-a 报告文件读写使用情况</span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span>-B 报告附加的缓存的使用情况</span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span>-b 报告缓存的使用情况</span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span>-c 报告系统调用的使用情况</span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span>-d 报告磁盘的使用情况</span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span>-g 报告串口的使用情况</span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-h 报告关于buffer使用的统计数据</span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-m 报告IPC消息队列和信号量的使用情况</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-n 报告命名cache的使用情况</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-p 报告调页活动的使用情况</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-q 报告运行队列和交换队列的平均长度</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-R 报告进程的活动情况</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-r 报告没有使用的内存页面和硬盘块</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-u 报告CPU的利用率</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-v 报告进程、i节点、文件和锁表状态</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-w 报告系统交换活动状况</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  	<li><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>-y 报告TTY设备活动状况</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></li>
  </ul>
  </li>
  

使用 htop 查看系统负载情况

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htop 是 Linux 系统中的一个互动进程查看器，可以让用户进行交互式操作，可横向或纵向滚动浏览进程列表，支持鼠标操作。用户可以在安装 htop 来监控服务器的负载。

Linux系统默认不带有 htop 工具，需要手动安装通过 yum install htop 等方法安装后才能使用。安装方法本文不再详述。

安装成功后，可以在命令行输入 htop 来启动 htop 监控工具。htop 启动后的界面如下图所示：

返回结果左侧显示 CPU、内存、交换区 swap 的使用情况，右侧显示任务、负载、开机时间，下面的主体部分就是进程实时状况，底端是 F1-F10 功能键。

相关快捷功能键的说明如下：

功能键	对应功能	说明
F1	Invoke htop Help	查看htop帮助说明
F2	Htop Setup Menu	htop 配置菜单
F3	Search for a Process	搜索进程
F4	Incremental process filtering	进程过滤器
F5	Tree View	显示树形结构
F6	Sort by a column	选择排序方式
F7	Nice - (change priority)	可减少nice值，用于提高对应进程的优先级
F8	Nice + (change priority)	可增加nice值，用于降低对应进程的优先级
F9	Kill a Process	对进程传递信号
F10	Quit htop	结束htop

在 htop 界面，用户可以通过鼠标点击相关进程、列、功能键，也可以通过上下键或 PgUP、PgDn  键选定想要的进程，左右键或 Home、 End 键移动字段，常用的快捷键如下：

• Space    标记/取消标记一个或多个进程。
• s    选择某一进程，按 s 后，用 strace 追踪进程的系统调用。
• l    显示进程打开的文件。如果安装了 lsof，按此键可以显示进程所打开的文件。
• M    按 Memory 使用排序。
• P    按 CPU 使用排序。
• T    按 Time+ 使用排序。
• F    跟踪进程： 如果排序顺序引起选定的进程在列表上随意移动，让选定条跟随该进程。这对监视一个进程非常有用。通过这种方式，用户可以让特定进程在屏幕上一直可见。使用方向键会停止该功能。
• K    显示/隐藏内核线程。
• H    显示/隐藏用户线程。
• Ctrl-L    刷新。

鼠标点击 Help 或者按 F1 ，可以显示自带帮助：

鼠标点击 Setup 或者按下 F2 可以进入 htop 配置页面。例如最后一项的设定是调整 Columns（数据列）的显示，用于自定义 htop 进程列表中可以看到哪些字段的数据及信息。

鼠标点击 Search 或者按下 F3  或者输入 "/"， 可以通过输入进程名进行搜索，例如搜索 ssh 进程

输入 "t" 或按下 F5，显示树形结构，与 pstree 显示效果类似，可以看到所有程序树状执行的结构。

按下 F6 可以选择依照哪一列来排序，最常用的排序内容就是 CPU 和 Memory。