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Linux 性能监测工具总结

前言:

Linux系统出现问题时,我们不仅需要查看系统日志信息,而且还要使用大量的性能监测工具来判断究竟是哪一部分(内存、CPU、硬盘......)出了问题。在Linux系统中,所有的运行参数保存在虚拟目录/proc中,换句话说,我们使用的性能监控工具取到的数据值实际上就是源自于这个目录,当涉及到系统高估时,我们就可以修改/proc目录中的相关参数了,当然有些是不能乱改的。下面就让我们了解一下这些常用的性能监控工具。

1、uptime
uptime命令用于查看服务器运行了多长时间以及有多少个用户登录,快速获知服务器的负荷情况。
uptime的输出包含一项内容是load average,显示了最近1,5,15分钟的负荷情况。它的值代表等待CPU处理的进程数,如果CPU没有时间处理这些进程,load average值会升高;反之则会降低。
load average的最佳值是1,说明每个进程都可以马上处理并且没有CPU cycles被丢失。对于单CPU的机器,1或者2是可以接受的值;对于多路CPU的机器,load average值可能在8到10之间。
也可以使用uptime命令来判断网络性能。例如,某个网络应用性能很低,通过运行uptime查看服务器的负荷是否很高,如果不是,那么问题应该是网络方面造成的。
以下是uptime的运行实例:

|-------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 | [root@localhost ~]# uptime 04:43:35 up 2:49, 2 users, load average: 0.00, 0.00, 0.00 [root@localhost ~]#
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也可以查看/proc/loadavg和/proc/uptime两个文件,注意不能编辑/proc中的文件,要用cat等命令来查看,如:

|-------|---------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 | [root@localhost ~]# cat /proc/loadavg 0.00 0.00 0.00 1/118 15960 [root@localhost ~]#
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2、dmesg
dmesg命令主要用来显示内核信息。使用dmesg可以有效诊断机器硬件故障或者添加硬件出现的问题。
另外,使用dmesg可以确定您的服务器安装了那些硬件。每次系统重启,系统都会检查所有硬件并将信息记录下来。执行/bin/dmesg命令可以查看该记录。()

3、top

top命令显示处理器的活动状况。缺省情况下,显示占用CPU最多的任务,并且每隔5秒钟做一次刷新。

Process priority的数值决定了CPU处理进程的顺序。LIUNX内核会根据需要调整该数值的大小。nice value局限于priority。priority的值不能低于nice value(nice value值越低,优先级越高)。您不可以直接修改Process priority的值,但是可以通过调整nice level值来间接地改变Process priority值,然而这一方法并不是所有时候都可用。如果某个进程运行异常的慢,可以通过降低nice level为该进程分配更多的CPU。

Linux 支持的 nice levels 由19 (优先级低)到-20 (优先级高),缺省值为0。
执行/bin/ps命令可以查看到当前进程的情况。
4、iostat
iostat由Red Hat Enterprise Linux AS发布。同时iostat也是Sysstat的一部分,可以下载到,网址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
执行iostat命令可以从系统启动之后的CPU平均时间,类似于uptime。除此之外,iostat还对创建一个服务器磁盘子系统的活动报告。该报告包含两部分:CPU使用情况和磁盘使用情况。

iostat显示实例:

|-------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | [root@localhost ~]# iostat Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07/05/2013 avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle 0.07 0.14 0.29 0.03 0.00 99.46 Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn sda 3.17 68.54 19.41 715323 202580 sda1 0.01 0.25 0.00 2568 28 sda2 3.15 67.79 19.40 707458 202496 sda3 0.01 0.27 0.01 2771 56 sda4 0.00 0.00 0.00 6 0 sda5 0.00 0.19 0.00 2000 0 hdc 0.00 0.05 0.00 496 0 [root@localhost ~]#
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CPU占用情况包括四块内容:

|---------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 | %user:显示user level (applications)时,CPU的占用情况。 %nice:显示user level在nice priority时,CPU的占用情况。 %system:显示system level (kernel)时,CPU的占用情况。 %idle: 显示CPU空闲时间所占比例。
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磁盘使用报告分成以下几个部分:

|-------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | Device: 块设备的名字 tps: 该设备每秒I/O传输的次数。多个I/O请求可以组合为一个,每个I/O请求传输的字节数不同,因此可以将多个I/O请求合并为一个。 Blk_read/s, Blk_wrtn/s: 表示从该设备每秒读写的数据块数量。块的大小可以不同,如1024, 2048 或 4048字节,这取决于partition的大小。 例如,执行下列命令获得设备/dev/sda1 的数据块大小: dumpe2fs -h /dev/sda1 |grep -F "Block size" 输出结果如下 dumpe2fs 1.34 (25-Jul-2003) Block size: 1024 Blk_read, Blk_wrtn: 指示自从系统启动之后数据块读/写的合计数。
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也可以查看这几个文件/proc/stat,/proc/partitions,/proc/diskstats的内容。
5、vmstat
vmstat提供了processes, memory, paging, block I/O, traps和CPU的活动状况

|-----------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 | [root@localhost ~]# vmstat -n 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 535520 67236 320296 0 0 9 3 1005 16 0 0 99 0 0 0 0 0 535512 67236 320296 0 0 0 0 3965 36 0 0 100 0 0 0 0 0 535512 67236 320296 0 0 0 0 3941 26 0 1 99 0 0 0 0 0 535396 67252 320284 0 0 0 180 3895 124 0 1 99 0 0 0 0 0 535372 67252 320304 0 0 0 0 3733 28 0 1 99 0 0
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各输出列的含义:

|-------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | Process -- r: The number of processes waiting for runtime. -- b: The number of processes in uninterruptable sleep. Memory -- swpd: The amount of virtual memory used (KB). -- free: The amount of idle memory (KB). -- buff: The amount of memory used as buffers (KB). Swap -- si: Amount of memory swapped from the disk (KBps). -- so: Amount of memory swapped to the disk (KBps). IO -- bi: Blocks sent to a block device (blocks/s). -- bo: Blocks received from a block device (blocks/s). System -- in: The number of interrupts per second, including the clock. -- cs: The number of context switches per second. CPU (these are percentages of total CPU time) - us: Time spent running non-kernel code (user time, including nice time). -- sy: Time spent running kernel code (system time). -- id: Time spent idle. Prior to Linux 2.5.41, this included IO-wait time. -- wa: Time spent waiting for IO. Prior to Linux 2.5.41, this appeared as zero.
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6、sar (常用)
sar是Red Hat Enterprise Linux AS发行的一个工具,同时也是Sysstat工具集的命令之一,可以从以下网址下载:http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
sar用于收集、报告或者保存系统活动信息。sar由三个应用组成:sar显示数据、sar1和sar2用于收集和保存数据。
使用sar1和sar2,系统能够配置成自动抓取信息和日志,以备分析使用。配置举例:在/etc/crontab中添加如下几行内容
同样的,你也可以在命令行方式下使用sar运行实时报告。如图所示:
从收集的信息中,可以得到详细的CPU使用情况(%user, %nice, %system, %idle)、内存页面调度、网络I/O、进程活动、块设备活动、以及interrupts/second

|-------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | [root@localhost ~]# sar -u 3 10 Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07/05/2013 04:51:29 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 04:51:32 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83 04:51:35 AM all 0.00 0.00 0.34 0.00 0.00 99.66 04:51:38 AM all 0.00 0.00 0.45 0.00 0.00 99.55 04:51:41 AM all 0.00 0.00 0.19 0.00 0.00 99.81 04:51:44 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83 04:51:47 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83 04:51:50 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83 04:51:53 AM all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83 04:51:56 AM all 0.00 0.00 0.26 0.00 0.00 99.74 04:51:59 AM all 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00 99.91 Average: all 0.00 0.00 0.22 0.00 0.00 99.78 [root@localhost ~]#
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7、KDE System Guard
KDE System Guard (KSysguard) 是KDE图形方式的任务管理和性能监视工具。监视本地及远程客户端/服务器架构体系的中的主机。
8、free
/bin/free命令显示所有空闲的和使用的内存数量,包括swap。同时也包含内核使用的缓存。

|-------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 | [root@localhost ~]# free -m total used free shared buffers cached Mem: 998 476 522 0 65 312 -/+ buffers/cache: 97 901 Swap: 996 0 996 [root@localhost ~]#
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9、Traffic-vis
Traffic-vis是一套测定哪些主机在IP网进行通信、通信的目标主机以及传输的数据量。并输出纯文本、HTML或者GIF格式的报告。
注:Traffic-vis仅仅适用于SUSE LINUX ENTERPRISE SERVER。
如下命令用来收集网口eth0的信息:

|---|--------------------------------------------------------------------| | 1 | traffic-collector -i eth0 -s /root/output_traffic-collector
|

可以使用killall命令来控制该进程。如果要将报告写入磁盘,可使用如下命令:

|---|-------------------------------------| | 1 | killall -9 traffic-collector
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要停止对信息的收集,执行如下命令:killall -9 traffic-collector
注意,不要忘记执行最后一条命令,否则会因为内存占用而影响性能。
可以根据packets, bytes, TCP连接数对输出进行排序,根据每项的总数或者收/发的数量进行。
例如根据主机上packets的收/发数量排序,执行命令:

|---|----------------------------------------------------------------------------| | 1 | traffic-sort -i output_traffic-collector -o output_traffic-sort -Hp
|

如要生成HTML格式的报告,显示传输的字节数,packets的记录、全部TCP连接请求和网络中每台服务器的信息,请运行命令:

|---|----------------------------------------------------------------------------| | 1 | traffic-tohtml -i output_traffic-sort -o output_traffic-tohtml.html
|

如要生成GIF格式(600X600)的报告,请运行命令:

|---|---------------------------------------------------------------------------------------| | 1 | traffic-togif -i output_traffic-sort -o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600
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GIF格式的报告可以方便地发现网络广播,查看哪台主机在TCP网络中使用IPX/SPX协议并隔离网络,需要记住的是,IPX是基于广播包的协议。如果我们需要查明例如网卡故障或重复IP的问题,需要使用特殊的工具。例如SUSE LINUX Enterprise Server自带的Ethereal。
技巧和提示:使用管道,可以只需执行一条命令来产生报告。如生成HTML的报告,执行命令:

|---|---------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 | cat output_traffic-collector | traffic-sort -Hp | traffic-tohtml -o output_traffic-tohtml.html
|

如要生成GIF文件,执行命令:

|---|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 | cat output_traffic-collector | traffic-sort -Hp | traffic-togif -o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600
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10、pmap
pmap可以报告某个或多个进程的内存使用情况。使用pmap判断主机中哪个进程因占用过多内存导致内存瓶颈。

|----------------------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 | [root@localhost ~]# pmap 1 1: init [3] 0000000000400000 36K r-x-- /sbin/init 0000000000609000 4K rw--- /sbin/init 000000000060a000 132K rw--- [ anon ] 00000039f8200000 112K r-x-- /lib64/ld-2.5.so 00000039f841b000 4K r---- /lib64/ld-2.5.so 00000039f841c000 4K rw--- /lib64/ld-2.5.so 00000039f8600000 1336K r-x-- /lib64/libc-2.5.so 00000039f874e000 2044K ----- /lib64/libc-2.5.so 00000039f894d000 16K r---- /lib64/libc-2.5.so 00000039f8951000 4K rw--- /lib64/libc-2.5.so 00000039f8952000 20K rw--- [ anon ] 00000039f8a00000 8K r-x-- /lib64/libdl-2.5.so 00000039f8a02000 2048K ----- /lib64/libdl-2.5.so 00000039f8c02000 4K r---- /lib64/libdl-2.5.so 00000039f8c03000 4K rw--- /lib64/libdl-2.5.so 00000039f9600000 84K r-x-- /lib64/libselinux.so.1 00000039f9615000 2048K ----- /lib64/libselinux.so.1 00000039f9815000 8K rw--- /lib64/libselinux.so.1 00000039f9817000 4K rw--- [ anon ] 00000039f9a00000 236K r-x-- /lib64/libsepol.so.1 00000039f9a3b000 2048K ----- /lib64/libsepol.so.1 00000039f9c3b000 4K rw--- /lib64/libsepol.so.1 00000039f9c3c000 40K rw--- [ anon ] 00007f51cc8f5000 12K rw--- [ anon ] 00007f51cc908000 8K rw--- [ anon ] 00007fffd48f4000 84K rw--- [ stack ] 00007fffd4917000 4K r-x-- [ anon ] ffffffffff600000 4K r-x-- [ anon ] total 10360K [root@localhost ~]#
|

11、strace
strace截取和记录系统进程调用,以及进程收到的信号。是一个非常有效的检测、指导和调试工具。系统管理员可以通过该命令容易地解决程序问题。

使用该命令需要指明进程的ID(PID),例如:

|-------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | [root@localhost ~]# strace -p 1 Process 1 attached - interrupt to quit select(11, [10], NULL, NULL, {4, 868510}) = 0 (Timeout) stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 select(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}) = 0 (Timeout) stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 select(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}) = 0 (Timeout) stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 select(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}) = 0 (Timeout) stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 fstat(10, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 stat("/dev/initctl", {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0 select(11, [10], NULL, NULL, {5, 0}
|

12、ulimit (常用)

ulimit内置在bash shell中,用来提供对shell和进程可用资源的控制

|----------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | [root@localhost ~]# ulimit -a core file size (blocks, -c) 0 data seg size (kbytes, -d) unlimited scheduling priority (-e) 0 file size (blocks, -f) unlimited pending signals (-i) 8192 max locked memory (kbytes, -l) 64 max memory size (kbytes, -m) unlimited open files (-n) 1024 pipe size (512 bytes, -p) 8 POSIX message queues (bytes, -q) 819200 real-time priority (-r) 0 stack size (kbytes, -s) 8192 cpu time (seconds, -t) unlimited max user processes (-u) 8192 virtual memory (kbytes, -v) unlimited file locks (-x) unlimited [root@localhost ~]#
|

-H和-S选项指明所给资源的软硬限制。如果超过了软限制,系统管理员会收到警告信息。硬限制指在用户收到超过文件句炳限制的错误信息之前,可以达到的最大值。
例如可以设置对文件句炳的硬限制:ulimit -Hn 4096
例如可以设置对文件句炳的软限制:ulimit -Sn 1024
查看软硬值,执行如下命令:

|-----|------------------------------| | 1 2 | ulimit -Hn ulimit -Sn
|

例如限制Oracle用户. 在/etc/security/limits.conf输入以下行:
soft nofile 4096
hard nofile 10240
对于Red Hat Enterprise Linux AS,确定文件/etc/pam.d/system-auth包含如下行
session required /lib/security/$ISA/pam_limits.so
对于SUSE LINUX Enterprise Server,确定文件/etc/pam.d/login 和/etc/pam.d/sshd包含如下行:
session required pam_limits.so
这一行使这些限制生效。
13、mpstat
mpstat是Sysstat工具集的一部分,下载地址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
mpstat用于报告多路CPU主机的每颗CPU活动情况,以及整个主机的CPU情况。
例如,下边的命令可以隔2秒报告一次处理器的活动情况,执行3次

|-----------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 | [root@localhost ~]# mpstat 2 3 Linux 2.6.28l7 (localhost.localdomain) 07/05/2013 05:01:26 AM CPU %user %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr/s 05:01:28 AM all 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 0.00 99.86 3914.81 05:01:30 AM all 0.00 0.00 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 99.88 4007.00 05:01:32 AM all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.12 0.00 99.62 4019.10 Average: all 0.00 0.00 0.13 0.00 0.00 0.09 0.00 99.79 3981.46 [root@localhost ~]#
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如下命令每隔1秒显示一次多路CPU主机的处理器活动情况,执行3次

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上面就是铁匠为大家推荐和演示的几款监控工具的用法.

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