Linux效能評估工具

目錄

• 介紹
• 負載：uptime
• 檢視核心的資訊： dmesg
• 檢視記憶體狀態： free、vmstat
  • free： 檢視記憶體，已用記憶體，剩餘記憶體、交換分割槽等
  • vmstat：顯示虛擬記憶體狀況的資訊。
• 檢視CPU：
  • mpstat：檢視每個CPU的消耗資訊
  • top: 檢視Linux任務資訊
• 檢視IO：iostat
• 檢視網路卡：sar

介紹

檢測伺服器當前的效能，主要檢查的專案如下：

• 負載：uptime
• 核心資訊： dmesg
• 記憶體：vmstat、free
• CPU：top、mpstat、
• I/O：iostat
• 網路：sar

有些命令需要安裝sysstat包

負載：uptime

$ uptime 
 22:37:31 up 65 days, 3:15, 1 user, load average: 40.00, 25.01, 10.05

通過uptime命令可以快速的檢視當前的伺服器的1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均負載情況，它對CPU執行狀態和I/O數狀態的資源負載的整體的展示。這三個數字幾乎依次展示了系統的15分鐘之內負載的變化，如上，1分鐘的值比15分鐘的高，就說明你的系統負載越來越高，此時就需要緊急排查系統的狀況了。該工具只是快速檢視健康狀態的一種手段而已，真正需要確定需要下面的工具檢視。

檢視核心的資訊： dmesg

$ dmesg |tail
[ 2567.534310] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): em3: link is not ready
[ 2570.386536] tg3 0000:02:00.0 em3: Link is up at 1000 Mbps, full duplex
[ 2570.386550] tg3 0000:02:00.0 em3: Flow control is off for TX and off for RX
[ 2570.386555] tg3 0000:02:00.0 em3: EEE is disabled
[ 2570.386584] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): em3: link becomes ready
[20907.774686] perf: interrupt took too long (2502 > 2500), lowering kernel.perf_event_max_sample_rate to 79000
[50276.167405] perf: interrupt took too long (3173 > 3127), lowering kernel.perf_event_max_sample_rate to 63000
[96662.454537] perf: interrupt took too long (4010 > 3966), lowering kernel.perf_event_max_sample_rate to 49000
[143249.558510] perf: interrupt took too long (5025 > 5012), lowering kernel.perf_event_max_sample_rate to 39000
[204028.503117] perf: interrupt took too long (6286 > 6281), lowering kernel.perf_event_max_sample_rate to 31000

通過dmesg可以檢視裝置的一些故障資訊。如: TCP丟包，oom-killer錯誤等。

檢視記憶體狀態： free、vmstat

free： 檢視記憶體，已用記憶體，剩餘記憶體、交換分割槽等

$ free -h
    total used free shared buff/cache available
Mem: 7.6G   697M   3.0G   23M   3.9G    6.5G
Swap: 8.0G   0B   8.0G

通過free命令可以檢視系統記憶體的使用狀況。要了解Linux對記憶體利用率，就必須瞭解Linux對buffer cache和page cache的處理。簡單來說，Linux核心會將程式要讀取或者寫入的資料先儲存在記憶體中形成快取塊，加快下次對該資料的操作，上圖中available更準確顯示記憶體的剩餘量。

buffer cache是對塊裝置資料的快取，page cache是對檔案資料的快取。

swap顯示了swap分割槽的大小，通過調整/proc/sys/vm/swappiness檔案可以調整記憶體交換到磁碟的積極程度，值為0-100之間的值，值越高，交換就越頻繁，如果交換太頻繁就會影響系統的效能，預設是60，建議調整為0。

# cat /proc/sys/vm/swappiness 
60
# echo "vm.swappiness = 10" >>/etc/sysctl.conf
# sysctl -p

vmstat：顯示虛擬記憶體狀況的資訊。

$ vmstat 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
 0 0 0 3082644 2076 4156120 0 0 1 210 12 9 1 0 99 0 0
 0 0 0 3083180 2076 4156112 0 0 0 473 2231 2420 1 0 99 0 0
 0 0 0 3083212 2076 4156112 0 0 0 12510 3946 3945 1 2 97 0 0
 0 0 0 3083684 2076 4156096 0 0 0 1403 2333 1725 1 0 99 0 0
 1 0 0 3082868 2076 4156388 0 0 0 505 2307 1795 4 1 95 0 0
 0 0 0 3083508 2076 4156040 0 0 0 475 1888 1570 1 1 99 0 0
 0 0 0 3083152 2076 4156040 0 0 0 8090 1694 1910 1 1 99 0 0

vmstat報告有關程式，記憶體，分頁，塊IO和cpu活動的資訊。
procs:

r：正在CPU上執行和等待執行的程式數量。    
b：阻塞的程式

Memory:

swpd：虛擬記憶體使用的大小
free：空閒的記憶體大小
buffer: 用作緩衝的記憶體大小
cache：用作快取的記憶體大小

Swap:

si:每秒從交換區寫到記憶體的大小
so:每秒寫入到交換區的記憶體大小

IO：

bi:塊裝置每秒接收的塊數量
bo:塊裝置每秒傳送的塊數量

System:

in:每秒CPU中斷次數
cs:每秒上下文切換的次數，這個值越小越好

CPU :

us:使用者的CPU時間
sy:系統核心執行CPU時間
id:空閒的CPU時間
wa:等待IO花費的時間
st:從虛擬機器中偷走的時間

檢視CPU：

mpstat：檢視每個CPU的消耗資訊

$ mpstat -P ALL 1 2
Linux 2.6.32-696.el6.x86_64 (DX_JQ_2) 12/07/2018 _x86_64_   (32 CPU)

01:52:00 PM CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %idle
01:52:01 PM all 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.97
01:52:01 PM 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
01:52:01 PM 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00

mpstat可以實時的檢視每個CPU的消耗狀況，可以檢視每個CPU的分配不均衡的問題。

top: 檢視Linux任務資訊

top命令可以實時的檢視Linux系統執行狀況，檢視系統啟動的時間，線上使用者，負載，各個程式的狀態，CPU，記憶體，交換分割槽的狀態。可以通過檢視top檢視每個程式具體的狀資訊，如，程式的PID，優先順序，程式需要的虛擬記憶體和程式當前使用的記憶體大小等。
各個欄位的含義：

PID:程式ID
PR：任務優先順序
NI：nice值，數值越小表示優先順序越高
VIRT：程式使用的虛擬記憶體總量
RES：程式使用的，沒有換出的實體記憶體的大小
SHR：共享記憶體的大小
S：程式狀態。D:不可中斷的睡眠狀態 R:執行 S:睡眠 T:跟蹤/停止  Z:殭屍程式
%CPU: 佔用的CPU時間比
%MEM：程式所使用的實體記憶體百分比
TIME+:程式使用的CPU時間總計
COMMAND:命令列

檢視IO：iostat

# iostat -xz 1 
Linux 2.6.32-696.el6.x86_64 (DX_JQ_2) 12/07/2018 _x86_64_   (32 CPU)

avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
           0.05 0.00 0.07 0.01 0.00 99.87

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 3.29 0.02 1.13 1.28 35.30 31.88 0.02 20.90 7.84 21.13 5.19 0.60
dm-0 0.00 0.00 0.02 4.41 1.27 35.29 8.25 0.07 14.68 8.78 14.70 1.34 0.60

avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
           0.06 0.00 0.06 0.00 0.00 99.87

Linux中可以通過iostat檢視系統的IO狀態。r/s, w/s, rkB/s, wkB/s: 這些是該裝置每秒讀％、寫％、讀Kb、寫Kb。可用於描述工作負荷。

檢視網路卡：sar

# sar -n DEV 1
Linux 2.6.32-696.el6.x86_64 (DX_JQ_2) 12/07/2018 _x86_64_   (32 CPU)

02:28:00 PM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s
02:28:01 PM lo 20.00 20.00 2.33 2.33 0.00 0.00 0.00
02:28:01 PM em1 21.00 39.00 1.47 9.24 0.00 0.00 4.00
02:28:01 PM em2 89.00 39.00 49.84 8.36 0.00 0.00 29.00
02:28:01 PM em3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
02:28:01 PM em4 1.00 0.00 0.12 0.00 0.00 0.00 1.00
02:28:01 PM bond0 110.00 78.00 51.31 17.60 0.00 0.00 33.00
02:28:01 PM bond1 1.00 0.00 0.12 0.00 0.00 0.00 1.00

使用sar檢視網路介面的吞吐量。通過 sar 命令可以全面的獲取系統的 CPU、執行佇列、磁碟 I/O、交換區、記憶體、 cpu 中斷、網路等效能資料。
|命令|說明|
|—|—|
|sar -u 1 3|檢視CPU|
|sar -r 1 3|檢視記憶體和互動空間|
|sar -B 1 3|檢視記憶體分頁|
|sar -b 1 3|檢視I/O速率|
|sar -q 1 3|檢視程式佇列長度和平均負載狀態|
|sar -W 1 3|檢視系統互動活動資訊|