使用 sar 和 kSar 來發現 Linux 效能瓶頸

 

sar 命令用用收集、報告、或者儲存 UNIX / Linux 系統的活動資訊。它儲存選擇的計數器到作業系統的 /var/log/sa/sadd 檔案中。從收集的資料中，你可以得到許多關於你的伺服器的資訊：

1. CPU 使用率
2. 記憶體頁面和使用率
3. 網路 I/O 和傳輸統計
4. 程式建立活動
5. 所有的塊裝置活動
6. 每秒中斷數等等

sar 命令的輸出能夠用於識別伺服器瓶頸。但是，分析 sar 命令提供的資訊可能比較困難，所以要使用 kSar 工具。kSar 工具可以將 sar 命令的輸出繪製成基於時間週期的、易於理解的圖表。

sysstat 包

sar、sa1、和 sa2 命令都是 sysstat 包的一部分。它是 Linux 包含的效能監視工具集合。

1. sar：顯示資料
2. sa1 和 sa2：收集和儲存資料用於以後分析。sa2 shell 指令碼在 /var/log/sa 目錄中每日寫入一個報告。sa1 shell 指令碼將每日的系統活動資訊以二進位制資料的形式寫入到檔案中。
3. sadc —— 系統活動資料收集器。你可以透過修改 sa1 和 sa2 指令碼去配置各種選項。它們位於以下的目錄：
   • /usr/lib64/sa/sa1 （64 位）或者 /usr/lib/sa/sa1 （32 位） —— 它呼叫 sadc 去記錄報告到 /var/log/sa/sadX 格式。
   • /usr/lib64/sa/sa2 （64 位）或者 /usr/lib/sa/sa2 （32 位） —— 它呼叫 sar 去記錄報告到 /var/log/sa/sarX 格式。

如何在我的系統上安裝 sar？

在一個基於 CentOS/RHEL 的系統上，輸入如下的 yum 命令 去安裝 sysstat：

# yum install sysstat

示例輸出如下：

Loaded plugins: downloadonly, fastestmirror, priorities,
              : protectbase, security
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * addons: mirror.cs.vt.edu
 * base: mirror.ash.fastserv.com
 * epel: serverbeach1.fedoraproject.org
 * extras: mirror.cogentco.com
 * updates: centos.mirror.nac.net
0 packages excluded due to repository protections
Setting up Install Process
Resolving Dependencies
--> Running transaction check
---> Package sysstat.x86_64 0:7.0.2-3.el5 set to be updated
--> Finished Dependency Resolution

Dependencies Resolved

====================================================================
 Package        Arch          Version             Repository   Size
====================================================================
Installing:
 sysstat        x86_64        7.0.2-3.el5         base        173 k

Transaction Summary
====================================================================
Install      1 Package(s)
Update       0 Package(s)
Remove       0 Package(s)

Total download size: 173 k
Is this ok [y/N]: y
Downloading Packages:
sysstat-7.0.2-3.el5.x86_64.rpm               | 173 kB     00:00
Running rpm_check_debug
Running Transaction Test
Finished Transaction Test
Transaction Test Succeeded
Running Transaction
  Installing     : sysstat                                      1/1

Installed:
  sysstat.x86_64 0:7.0.2-3.el5

Complete!

為 sysstat 配置檔案

編輯 /etc/sysconfig/sysstat 檔案去指定日誌檔案儲存多少天（最長為一個月）：

# vi /etc/sysconfig/sysstat

示例輸出如下 ：

# keep log for 28 days
# the default is 7
HISTORY=28

儲存並關閉這個檔案。

找到 sar 預設的 cron 作業

預設的 cron 作業位於 /etc/cron.d/sysstat：

# cat /etc/cron.d/sysstat

示例輸出如下：

# run system activity accounting tool every 10 minutes
*/10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 1 1
# generate a daily summary of process accounting at 23:53
53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A

告訴 sadc 去報告磁碟的統計資料

使用一個文字編輯器去編輯 /etc/cron.d/sysstat 檔案，比如使用 vim 命令，輸入如下：

# vi /etc/cron.d/sysstat

像下面的示例那樣更新這個檔案，以記錄所有的硬碟統計資料（-d 選項強制記錄每個塊裝置的統計資料，而 -I 選項強制記錄所有系統中斷的統計資料）：

# run system activity accounting tool every 10 minutes
*/10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 -I -d 1 1
# generate a daily summary of process accounting at 23:53
53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A 

在 CentOS/RHEL 7.x 系統上你需要傳遞 -S DISK 選項去收集塊裝置的資料。傳遞 -S XALL 選項去採集如下所列的資料：

1. 磁碟
2. 分割槽
3. 系統中斷
4. SNMP
5. IPv6

# Run system activity accounting tool every 10 minutes
*/10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 -S DISK 1 1
# 0 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 600 6 &
# Generate a daily summary of process accounting at 23:53
53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A
# Run system activity accounting tool every 10 minutes

儲存並關閉這個檔案。

開啟 CentOS/RHEL 版本 5.x/6.x 的服務

輸入如下命令:

chkconfig sysstat on
service sysstat start

示例輸出如下：

Calling the system activity data collector (sadc):

對於 CentOS/RHEL 7.x，執行如下的命令：

# systemctl enable sysstat
# systemctl start sysstat.service
# systemctl status sysstat.service 

示例輸出：

● sysstat.service - Resets System Activity Logs
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/sysstat.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (exited) since Sat 2018-01-06 16:33:19 IST; 3s ago
  Process: 28297 ExecStart=/usr/lib64/sa/sa1 --boot (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 28297 (code=exited, status=0/SUCCESS)

Jan 06 16:33:19 centos7-box systemd[1]: Starting Resets System Activity Logs...
Jan 06 16:33:19 centos7-box systemd[1]: Started Resets System Activity Logs.

如何使用 sar？如何檢視統計資料？

使用 sar 命令去顯示作業系統中選定的累積活動計數器輸出。在這個示例中，執行 sar 命令列，去實時獲得 CPU 使用率的報告：

# sar -u 3 10

示例輸出：

Linux 2.6.18-164.2.1.el5 (www-03.nixcraft.in)   12/14/2009

09:49:47 PM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle
09:49:50 PM all 5.66 0.00 1.22 0.04 0.00 93.08
09:49:53 PM all 12.29 0.00 1.93 0.04 0.00 85.74
09:49:56 PM all 9.30 0.00 1.61 0.00 0.00 89.10
09:49:59 PM all 10.86 0.00 1.51 0.04 0.00 87.58
09:50:02 PM all 14.21 0.00 3.27 0.04 0.00 82.47
09:50:05 PM all 13.98 0.00 4.04 0.04 0.00 81.93
09:50:08 PM all 6.60 6.89 1.26 0.00 0.00 85.25
09:50:11 PM all 7.25 0.00 1.55 0.04 0.00 91.15
09:50:14 PM all 6.61 0.00 1.09 0.00 0.00 92.31
09:50:17 PM all 5.71 0.00 0.96 0.00 0.00 93.33
Average: all 9.24 0.69 1.84 0.03 0.00 88.20

其中：

• 3 表示間隔時間
• 10 表示次數

檢視程式建立的統計資料，輸入：

# sar -c 3 10

檢視 I/O 和傳輸率統計資料，輸入：

# sar -b 3 10

檢視記憶體頁面統計資料，輸入：

# sar -B 3 10

檢視塊裝置統計資料，輸入：

# sar -d 3 10

檢視所有中斷的統計資料，輸入：

# sar -I XALL 3 10

檢視網路裝置特定的統計資料，輸入：

# sar -n DEV 3 10
# sar -n EDEV 3 10

檢視 CPU 特定的統計資料，輸入：

# sar -P ALL
# Only 1st CPU stats
# sar -P 1 3 10 

檢視佇列長度和平均負載的統計資料，輸入：

# sar -q 3 10

檢視記憶體和交換空間的使用統計資料，輸入：

# sar -r 3 10
# sar -R 3 10

檢視 inode、檔案、和其它核心表統計資料狀態，輸入：

# sar -v 3 10

檢視系統切換活動統計資料，輸入：

# sar -w 3 10

檢視交換統計資料，輸入：

# sar -W 3 10

檢視一個 PID 為 3256 的 Apache 程式，輸入：

# sar -x 3256 3 10

kSar 介紹

sar 和 sadf 提供了基於命令列介面的輸出。這種輸出可能會使新手使用者/系統管理員感到無從下手。因此，你需要使用 kSar，它是一個圖形化顯示你的 sar 資料的 Java 應用程式。它也允許你以 PDF/JPG/PNG/CSV 格式匯出資料。你可以用三種方式去載入資料：本地檔案、執行本地命令、以及透過 SSH 遠端執行的命令。kSar 可以處理下列作業系統的 sar 輸出：

1. Solaris 8, 9 和 10
2. Mac OS/X 10.4+
3. Linux (Systat Version >= 5.0.5)
4. AIX (4.3 & 5.3)
5. HPUX 11.00+

下載和安裝 kSar

訪問 官方 網站去獲得最新版本的原始碼。使用 wget 去下載原始碼，輸入：

$ wget https://github.com/vlsi/ksar/releases/download/v5.2.4-snapshot-652bf16/ksar-5.2.4-SNAPSHOT-all.jar

如何執行 kSar？

首先要確保你的機器上 JAVA jdk 已安裝並能夠正常工作。輸入下列命令去啟動 kSar：

$ java -jar ksar-5.2.4-SNAPSHOT-all.jar

接下來你將看到 kSar 的主視窗，和有兩個選單的皮膚。

左側有一個列表，是 kSar 根據資料已經解析出的可用圖表的列表。右側視窗將展示你選定的圖表。

如何使用 kSar 去生成 sar 圖表？

首先，你需要從命名為 server1 的伺服器上採集 sar 命令的統計資料。輸入如下的命令：

[ server1 ]# LC_ALL=C sar -A  > /tmp/sar.data.txt

接下來，使用 scp 命令從本地桌面複製到遠端電腦上：

[ desktop ]$ scp user@server1.nixcraft.com:/tmp/sar.data.txt /tmp/

切換到 kSar 視窗，點選 “Data” > “Load data from text file” > 從 /tmp/ 中選擇 sar.data.txt > 點選 “Open” 按鈕。

現在，圖表型別樹已經出現在左側皮膚中並選定了一個圖形：

放大和縮小

透過移動你可以互動式縮放影像的一部分。在要縮放的影像的左上角點選並按下滑鼠，移動到要縮放區域的右下角，可以選定要縮放的區域。返回到未縮放狀態，點選並拖動滑鼠到除了右下角外的任意位置，你也可以點選並選擇 zoom 選項。

瞭解 kSar 影像和 sar 資料

我強烈建議你去閱讀 sar 和 sadf 命令的 man 頁面：

$ man sar
$ man sadf

案例學習：識別 Linux 伺服器的 CPU 瓶頸

使用 sar 命令和 kSar 工具，可以得到記憶體、CPU、以及其它子系統的詳細快照。例如，如果 CPU 使用率在一個很長的時間內持續高於 80%，有可能就是出現了一個 CPU 瓶頸。使用 sar -x ALL 你可以找到大量消耗 CPU 的程式。

mpstat 命令 的輸出（sysstat 包的一部分）也會幫你去了解 CPU 的使用率。但你可以使用 kSar 很容易地去分析這些資訊。

找出 CPU 瓶頸後 …

對 CPU 執行如下的調整：

1. 確保沒有不需要的程式在後臺執行。關閉 Linux 上所有不需要的服務。
2. 使用 cron 在一個非高峰時刻執行任務（比如，備份）。
3. 使用 top 和 ps 命令 去找出所有非關鍵的後臺作業/服務。使用 renice 命令 去調整低優先順序作業。
4. 使用 taskset 命令去設定程式使用的 CPU （解除安裝所使用的 CPU），即，繫結程式到不同的 CPU 上。例如，在 2# CPU 上執行 MySQL 資料庫，而在 3# CPU 上執行 Apache。
5. 確保你的系統使用了最新的驅動程式和韌體。
6. 如有可能在系統上增加額外的 CPU。
7. 為單執行緒應用程式使用更快的 CPU（比如，Lighttpd web 伺服器應用程式）。
8. 為多執行緒應用程式使用多個 CPU（比如，MySQL 資料庫伺服器應用程式）。
9. 為一個 web 應用程式使用多個計算節點並設定一個 負載均衡器。

isag —— 互動式系統活動記錄器（替代工具）

isag 命令圖形化顯示了以前執行 sar 命令時儲存在二進位制檔案中的系統活動資料。isag 命令引用 sar 並提取出它的資料來繪製圖形。與 kSar 相比，isag 的選項比較少。

關於作者

本文作者是 nixCraft 的創始人和一位經驗豐富的 Linux 作業系統/Unix shell 指令碼培訓師。他與包括 IT、教育、國防和空間研究、以及非營利組織等全球各行業客戶一起合作。可以在 Twitter、Facebook、Google+ 上關注他。

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via: https://www.cyberciti.biz/tips/identifying-linux-bottlenecks-sar-graphs-with-ksar.html

作者：Vivek Gite 譯者：qhwdw 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出