vmstat詳解

procs
r 列表示執行和等待cpu時間片的程式數，如果長期大於1，說明cpu不足，需要增加cpu。
b 列表示在等待資源的程式數，比如正在等待I/O、或者記憶體交換等。

memory
swpd 切換到記憶體交換區的記憶體數量(k表示)。如果swpd的值不為0，或者比較大，比如超過了100m，只要si、so的值長期為0，系統效能還是正常
free 當前的空閒頁面列表中記憶體數量(k表示)
buff 作為buffer cache的記憶體數量，一般對塊裝置的讀寫才需要緩衝。
cache: 作為page cache的記憶體數量，一般作為檔案系統的cache，如果cache較大，說明用到cache的檔案較多，如果此時IO中bi比較小，說明檔案系統效率比較好。

swap
si 由記憶體進入記憶體交換區數量。
so由記憶體交換區進入記憶體數量。

IO
bi 從塊裝置讀入資料的總量（讀磁碟）（每秒kb）。
bo 塊裝置寫入資料的總量（寫磁碟）（每秒kb）
這裡我們設定的bi+bo參考值為1000，如果超過1000，而且wa值較大應該考慮均衡磁碟負載，可以結合iostat輸出來分析。

system 顯示採集間隔內發生的中斷數
in 列表示在某一時間間隔中觀測到的每秒裝置中斷數。
cs列表示每秒產生的上下文切換次數，如當 cs 比磁碟 I/O 和網路資訊包速率高得多，都應進行進一步調查。

cpu 表示cpu的使用狀態
us 列顯示了使用者方式下所花費 CPU 時間的百分比。us的值比較高時，說明使用者程式消耗的cpu時間多，但是如果長期大於50%，需要考慮最佳化使用者的程式。
sy 列顯示了核心程式所花費的cpu時間的百分比。這裡us + sy的參考值為80%，如果us+sy 大於 80%說明可能存在CPU不足。
wa 列顯示了IO等待所佔用的CPU時間的百分比。這裡wa的參考值為30%，如果wa超過30%，說明IO等待嚴重，這可能是磁碟大量隨機訪問造成的，也可能磁碟或者磁碟訪問控制器的頻寬瓶頸造成的(主要是塊操作)。
id 列顯示了cpu處在空閒狀態的時間百分比

　vmstat命令輸出分成六個部分：
　　(1)程式procs：
　　r：在執行佇列中等待的程式數 。
　　b：在等待io的程式數 。
　　(2)記憶體memoy：
　　swpd：現時可用的交換記憶體（單位KB）。
　　free：空閒的記憶體（單位KB）。
　　buff: 緩衝去中的記憶體數（單位：KB）。
　　cache：被用來做為快取記憶體的記憶體數（單位：KB）。
　　（3） swap交換頁面
　　si: 從磁碟交換到記憶體的交換頁數量，單位：KB/秒。
　　so: 從記憶體交換到磁碟的交換頁數量，單位：KB/秒。
　　(4) io塊裝置:
　　bi: 傳送到塊裝置的塊數，單位：塊/秒。
　　bo: 從塊裝置接收到的塊數，單位：塊/秒。
　　(5)system系統：
　　in: 每秒的中斷數，包括時鐘中斷。
　　cs: 每秒的環境（上下文）切換次數。
　　（6）cpu中央處理器：
　　cs：使用者程式使用的時間 。以百分比表示。
　　sy：系統程式使用的時間。 以百分比表示。
　　id：中央處理器的空閒時間 。以百分比表示。

　　如果 r經常大於 4 ，且id經常小於40，表示中央處理器的負荷很重。

如果bi，bo 長期不等於0，表示實體記憶體容量太小。

vmstat輸出時間標示.

vmstat 1 1 | awk '{print system("date +%H:%M:%S"),$0}'

vmstat:報告關於核心程式,虛擬記憶體,磁碟,cpu的的活動狀態的工具
主要有幾個用法:
1.vmstat 間隔 測試數量
輸出如下
kthr memory page faults cpu
----- ----------- ------------------------ ------------ -----------
r b avm fre re pi po fr sr cy in sy cs us sy id wa
0 0 26258 18280 0 0 0 7 20 0 127 227 64 1 2 96 1

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

4 0 88 336220 255096 934424 0 0 0 0 11415 15111 10 9 82 0 0
4 0 88 336344 255096 934424 0 0 0 12 12621 17560 11 10 79 0 0
3 0 88 336220 255100 934460 0 0 0 268 12245 16786 12 10 78 0 0
其中:
kthr--核心程式的狀態
--r 執行佇列中的程式數,在一個穩定的工作量下,應該少於5 （r <5）
--b 等待佇列中的程式數(等待I/O),通常情況下是接近0的. （b=0）

memory--虛擬和真實記憶體的使用資訊
--avm 活動虛擬頁面,在程式執行中分配到工作段的頁面空間數.
--fre 空閒列表的數量.一般不少於120,當fre少於120時,系統開始自動的kill程式去釋放

free list
page--頁面活動的資訊
--re 頁面i/o的列表
--pi 從頁面輸入的頁（一般不大於5)
--po 輸出到頁面的頁
--fr 空閒的頁面數(可替換的頁面數)
--sr 透過頁面置換演算法搜尋到的頁面數
--cy 頁面置換演算法的時脈頻率

faults--在取樣間隔中的陷阱及中斷數
--in 裝置中斷
--sy 系統呼叫中斷
--cs 核心程式前後交換中斷

cpu--cpu的使用率
--us 使用者程式的時間
--sy 系統程式的時間
--id cpu空閒的時間
--wa 等待i/o的時間

一般us+sy 在單使用者系統中不大於90,在多使用者系統中不大於80.
wa時間一般不大於40.

top是給Linux的。在FreeBSD VM裡面的Free概念和其他OS完全不同，top檢視Free記憶體對於FreeBSD來說可以說沒什麼意義。正確的方法是看vmstat。

# vmstat

procs memory page disk faults cpu

r b w avm fre flt re pi po fr sr ad0 in sy cs us sy id

0 2 1 270512 20316 30 0 0 0 26 5 1223 1589 98 593 1 1 99

最好使用vmstat t [n]命令，例如 vmstat 5 5,表示在T（5）秒時間內進行N（5）次取樣。如果只使用vmstat，無法反映真正的系統情況。

procs:

r--&gt在執行的程式數

b--&gt在等待io的程式數(等待i/o,paging等等)

w--&gt可以進入執行佇列但被替換的程式

memoy（以k為單位，包括虛擬核心和真實記憶體，正在執行或最近20秒在執行的程式所用的虛擬記憶體將被視為active）

avm--&gt活動的虛擬記憶體

free--&gt空閒的記憶體

pages（統計錯誤頁和活動頁，每5秒平均一下，以秒為單位給出數值）

flt--&gt錯誤頁總數

re--&gt回收的頁面

pi--&gt進入頁面數

po--&gt出頁面數

fr--&gt空餘的頁面數

sr--&gt每秒透過時鐘演算法掃描的頁面

disk 顯示每秒的磁碟操作（磁碟名字的前兩個字母加數字，預設只顯示兩個磁碟，如果有多的，可以加-n來增加數字或在命令列下把磁碟名都填上。）

fault 顯示每秒的中斷數

in--&gt裝置中斷

sy--&gt系統中斷

cy--&gtcpu交換

cpu 表示cpu的使用狀態

cs--&gt使用者程式使用的時間

sy--&gt系統程式使用的時間

id--&gtcpu空閒的時間

解釋：

如果 r經常大於 4 ，且id經常少於40，表示cpu的負荷很重。

如果pi，po 長期不等於0，表示記憶體不足。

如果disk 經常不等於0， 且在 b中的佇列 大於3， 表示 io效能不好。

Procs
　　r: 等待執行的程式數 b: 處在非中斷睡眠狀態的程式數 w: 被交換出去的可執行的程式數。此數由 linux 計算得出，但 linux 並不耗盡交換空間

　　Memory

swpd: 虛擬記憶體使用情況，單位：KB
　　free: 空閒的記憶體，單位KB
　　buff: 被用來做為快取的記憶體數，單位：KB
　　Swap
　　si: 從磁碟交換到記憶體的交換頁數量，單位：KB/秒
　　s 從記憶體交換到磁碟的交換頁數量，單位：KB/秒
　　IO
　　bi: 傳送到塊裝置的塊數，單位：塊/秒
　　b 從塊裝置接收到的塊數，單位：塊/秒
　　System
　　in: 每秒的中斷數，包括時鐘中斷
　　cs: 每秒的環境（上下文）切換次數
　　CPU
　　按 CPU 的總使用百分比來顯示
　　us: CPU 使用時間
　　sy: CPU 系統使用時間
　　id: 閒置時間
　　準測
　　r<5，b≈0，

　　如果fre對於page列，re，pi，po，cy維持於比較穩定的狀態，PI率不超過 5，如果有pagin發生，那麼關聯頁面必須先進行pageout在記憶體相對緊張的環境下pagein會強制對不同的頁面進行steal操作。如果系統正 在讀一個大批的永久頁面，你也許可以看到po和pi列會出現不一致的增長，這種情景並不一定表明系統負載過重，但是有必要對應用程式的資料訪問模式進行見 檢查。在穩定的情況下，掃描率和重置率幾乎相等，在多個程式處理使用不同的頁面的情況下，頁面會更加不穩定和雜亂，這時掃描率可能會比重置率高出。

　　faults列，in，sy，cs會不斷跳躍，這裡沒有明確的限制，唯一的就是這些值最少大於100 cpu列，us，sys，id和wa也是不確定的，最理想的狀態是使cpu處於100%工作狀態，單這隻適合單使用者的情況下。

　　如果在多使用者環境中us＋sys》80，程式就會在執行佇列中花費等待時間，響應時間和吞吐量就會下降。wa>40表明磁碟io沒有也許存在不合理的平衡，或者對磁碟操作比較頻繁，vmstat各項：

procs: r--&gt在執行佇列中等待的程式數 b--&gt在等待io的程式數 w--&gt可以進入執行佇列但被替換的程式 memoy swap--&gt現時可用的交換記憶體（k表示） free--&gt空閒的記憶體（k表示） pages re－－》回收的頁面 mf－－》非嚴重錯誤的頁面 pi－－》進入頁面數（k表示） po－－》出頁面數（k表示） fr－－》空餘的頁面數（k表示） de－－》提前讀入的頁面中的未命中數 sr－－》透過時鐘演算法掃描的頁面 disk 顯示每秒的磁碟操作。 s表示scsi盤，0表示盤號 fault 顯示每秒的中斷數 in－－》裝置中斷 sy－－》系統中斷 cy－－》cpu交換 cpu 表示cpu的使用狀態 cs－－》使用者程式使用的時間 sy－－》系統程式使用的時間 id－－》cpu空閒的時間

　　如果 r經常大於 4 ，且id經常少於40，表示cpu的負荷很重。

　　 如果pi，po 長期不等於0，表示記憶體不足。

　　如果disk 經常不等於0， 且在 b中的佇列 大於3， 表示 io效能不好。

　　Linux在具有高穩定性、可靠性的同時，具有很好的可伸縮性和擴充套件性，能夠針對不同的應用和硬體環境調整，最佳化出滿足當前應用需要的最佳效能。因此企業在維護Linux系統、進行系統調優時，瞭解系統效能分析工具是至關重要的。

　　在Linux下有很多系統效能分析工具，比較常見的有top、free、ps、time、timex、uptime等。下文將介紹幾個較為重要的效能分析工具vmstat、iostat和sar及其使用。

　　用vmstat監視記憶體使用情況

　　vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬記憶體統計）的縮寫，可對作業系統的虛擬記憶體、程式、CPU活動進行監視。它是對系統的整體情況進行統計，不足之處是無法對某個程式進行深入分析。

　　vmstat的語法如下：

　　vmstat [-V] [-n] [delay [count]]

　　其中，－V表示列印出版本資訊；－n表示在週期性迴圈輸出時，輸出的頭部資訊僅顯示一次；delay是兩次輸出之間的延遲時間；count是指按照這個時間間隔統計的次數。對於vmstat輸出各欄位的含義，可執行man vmstat檢視。

　　用iostat監視I/O子系統情況

　　iostat是I/O statistics（輸入/輸出統計）的縮寫，iostat工具將對系統的磁碟操作活動進行監視。它的特點是彙報磁碟活動統計情況，同時也會彙報出 CPU使用情況。同vmstat一樣，iostat也有一個弱點，就是它不能對某個程式進行深入分析，僅對系統的整體情況進行分析。

　　iostat的語法如下：

iostat [ -c | -d ] [ -k ] [ -t ] [ -V ] [ -x [ device ] ] [ interval [ count ] ]

　　其中，-c為彙報CPU的使用情況；-d為彙報磁碟的使用情況；-k表示每秒按 kilobytes位元組顯示資料；-t為列印彙報的時間；-v表示列印出版本資訊和用法；-x device指定要統計的裝置名稱，預設為所有的裝置；interval指每次統計間隔的時間；count指按照這個時間間隔統計的次數。

　　iostat一般的輸出格式如下：

Linux 2.4.18-18smp (builder.linux.com) 2003年03月07日
avg-cpu: %user %nice %sys %idle
4.81 0.01 1.03 94.15
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
dev3-0 30.31 1117.68 846.52 16104536 12197374
dev3-1 7.06 229.61 40.40 3308486 582080

　　對於輸出中各欄位的含義，iostat的幫助中有詳細的說明。

　　使用sar進行綜合分析

　　表1 sar引數說明

　　選項 功能

　　-A 彙總所有的報告

　　-a 報告檔案讀寫使用情況

　　-B 報告附加的快取的使用情況

　　-b 報告快取的使用情況

　　-c 報告系統呼叫的使用情況

　　-d 報告磁碟的使用情況

　　-g 報告串列埠的使用情況

　　-h 報告關於buffer使用的統計資料

　　-m 報告IPC訊息佇列和訊號量的使用情況

　　-n 報告命名cache的使用情況

　　-p 報告調頁活動的使用情況

　　-q 報告執行佇列和交換佇列的平均長度

　　-R 報告程式的活動情況

　　-r 報告沒有使用的記憶體頁面和硬碟塊

　　-u 報告CPU的利用率

　　-v 報告程式、i節點、檔案和鎖表狀態

　　-w 報告系統交換活動狀況

　　-y 報告TTY裝置活動狀況

　　sar是System Activity Reporter（系統活動情況報告）的縮寫。顧名思義，sar工具將對系統當前的狀態進行取樣，然後透過計算資料和比例來表達系統的當前執行狀態。它的 特點是可以連續對系統取樣，獲得大量的取樣資料；取樣資料和分析的結果都可以存入檔案，所需的負載很小。sar是目前Linux上最為全面的系統效能分析 工具之一，可以從14個大方面對系統的活動進行報告，包括檔案的讀寫情況、系統呼叫的使用情況、串列埠、CPU效率、記憶體使用狀況、程式活動及IPC有關的 活動等，使用也是較為複雜。

　　sar的語法如下：

sar [-option] [-o file] t [n]

　　它的含義是每隔t秒取樣一次，共取樣n次。其中-o file表示取樣結果將以二進位制形式存入檔案file中。

　　另一種語法如下：

sar [-option] [-s time] [-e time] [-i sec] [-f file]

　　含義是表示從file檔案中取出資料，如果沒有指定-f file，則從標準資料檔案/var/adm/sa/sadd取資料，其中dd表示當前天。另外，-s time表示起始時間；-e time表示停止時間；-i sec表示取樣的時間間隔，如果不指定則表示取檔案中所有的資料。對於具體的選項參見表1。

　　一般它與-q和-u聯合使用，以便對每個CPU的使用情況進行分析，比如執行如下命令：

sar -q -u 5 1

　　將輸出如下：

Linux 2.4.18-18smp (builder.linux.com) 2003年03月07日
09時46分16? CPU %user %nice %system %idle
09時46分21? all 0.20 0.00 0.00 99.80
09時46分16? runq-sz plist-sz ldavg-1 ldavg-5
09時46分21? 0 91 0.00 0.00
Average: CPU %user %nice %system %idle
Average: all 0.20 0.00 0.00 99.80
Average: runq-sz plist-sz ldavg-1 ldavg-5
Average: 0 91 0.00 0.00

　　由於sar命令太複雜，只有透過熟練使用才能瞭解每個選項的含義，對於sar輸出中每個欄位的含義執行man sar命令可以得到詳細的解釋。