Linux性能分析top iostat vmstat free

• 最近看到一大牛的分析报告，才知道笔者认识这4个命令是多么肤浅，其实要读懂内存的信息，是要一些功力的。
  1、top

  
   

  VIRT           虚拟内存总量，VIRT=SWAP+RES
  SWAP           使用的虚拟内存中被换出的大小
  RES            进程使用的、未被换出的物理内存大小
  SHR            共享内存大小，单位kb
  S              进程状态
  %MEM           进程使用的物理内存百分比
  %CPU           CPU时间占用百分比
  Mem:  191272k total    物理内存总量

  173656k used    使用的物理内存总量
  17616k free     空闲内存总量
  22052k buffers  用作内核缓存的内存量
  Swap: 192772k total    交换区总量
  0k used         使用的交换区总量
  192772k free    空闲交换区总量
  123988k cached缓冲的交换区总量。内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖，该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。

  2、free

  
   

  主要关注值
  Mem  物理内存统计
  total 物理内存总量。
  used 总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量
  free 未被分配的内存
  shared   共享内存
  buffers  系统分配但未被使用的buffers 数量,两种主要Cache方式之一，针对磁盘块的读写：
  cached   系统分配但未被使用的cache 数量，两种主要Cache方式之一，针对文件inode的读写
  -/+buffers/cached 物理内存的缓存统计
  used    （第一行Mem值）used - buffers -cached  ，系统实际使用的内存总量
  free    （第一行Mem值）buffers + cached ，系统当前实际可用内存
  Mem 从操作系统层面分析，buffers cached是已分配的（已使用）内存
  -/+ buffers/cached  从应用程序层面分析，buffers cached是随时都可以拿来用的，而且是优先使用的
  Swap交换分区的使用情况

  3、vmstat

  
   

  r    表示运行队列, 值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈。
  b    表示阻塞的进程
  swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示物理内存不足，注意程序内存泄露
  free 空闲的物理内存的大小
  buff
  cache直接记忆打开的文件,给文件做缓冲，Linux/Unix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，值大于0，表示物理内存不够或者内存泄露
  so   每秒虚拟内存写入磁盘的大小，值大于0，表示物理内存不够或者内存泄露 www.it165.net
  bi   块设备每秒接收的块数量
  bo   块设备每秒发送的块数量
  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
  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
  wt   等待IOCPU时间

  4、iostat

  基本使用：

  iostat [ -c ] [ -d ] [ -N ] [ -n ] [ -h ] [ -k | -m ] [ -t ] [ -V ] [ -x ] [ -z ] [ device [...] | ALL ] [ -p [ device [,...] | ALL ] ] [ inter-val [ count ] ]

  [-c]：输出cpu统计信息

  [-d]：输出磁盘统计信息 注：默认是两个都输出

  [-N]：根据device mapper也就是我们经常说的LVM来输出io信息

  [-n]：根据网络文件系统（NFS）输出io信息（kernel version> 2.6.17）

  [-h] :可读性更好的NFS统计信息

  [-k | -m]：以kb/s|mb/s代替原来的块/s

  [-t] ：输出时打印收集信息时刻的时间 注：时间的打印格式和系统变量S_TIME_FORMAT相关

  [-V]：版本信息

  [-x]：输出拓展统计信息 注：在下面进行总结

  [-z]：复位磁盘输入/输出信息

  [device [...] | ALL]：设备列表

  [-p [device[...]|ALL]]：设备列表，但是这个会输出子设备的io信息。比如sdb的话，就会连sdb1、sdb2等等的分区信息一同输出

  [inter-val [count]]：inter-val是统计的时间间隔单位是s，count则是统计次数

  输出信息解读：

  基本cpu输出信息：

  %user：用户进程消耗cpu的比例

  %nice：用户进程优先级调整消耗的cpu比例

  %sys：系统内核消耗的cpu比例

  %iowait：等待磁盘io所消耗的cpu比例

  %idle：闲置cpu的比例（不包括等待磁盘io的s）

  基本device输出信息：

  Device：设备的名称

  Tps：设备上每秒的io传输（可能多个io被组成一个io）的次数

  Blk_read/s：每秒从设备读取block（kernel 2.4以上，block=512byte）的数量

  Blk_wrtn/s：每秒写到设备block（kernel 2.4以上，block=512byte）的数量

  Blk_read：间隔时间内，从设备读取总的block数量

  Blk_wrtn：间隔时间内，写到设备总的block数量

  注：激活-k|-m 选项，将变成kb_*或者MB_*

  -x选项拓展输出信息：

  rrqm/s：每秒进行merge(多个io的合并)读操作的数量

  wrqm/s：每秒进行merge(多个io的合并)写操作的数量

  r/s：每秒完成读io设备的次数

  w/s：每秒完成写io设备的次数

  rsec/s：每秒读扇区的次数

  wsec/s：每秒写扇区的次数 注：激活-k|-m 将变成rkb/s wkb/s | rmb/s wmb/s

  avgrq-sz：平均每次io设备的大小（以扇区为单位），因为有merge读或写，所以每次io大小需要计算

  avgqu-sz：平均I/O队列长度

  await：每次io设备的等待时间，也包括io服务时间（毫秒）。

  await的大小一般取决于服务时间(svctm) 以及 I/O 队列的长度和 I/O 请求的发出模式。