Linux性能评估工具

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介绍

检测服务器当前的性能,主要检查的项目如下:

  • 负载:uptime
  • 内核信息: dmesg
  • 内存:vmstat、free
  • CPU:top、mpstat、
  • I/O:iostat
  • 网络:sar

有些命令需要安装sysstat包

负载:uptime

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

通过uptime命令可以快速的查看当前的服务器的1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况,它对CPU运行状态和I/O数状态的资源负载的整体的展示。这三个数字几乎依次展示了系统的15分钟之内负载的变化,如上,1分钟的值比15分钟的高,就说明你的系统负载越来越高,此时就需要紧急排查系统的状况了。该工具只是快速查看健康状态的一种手段而已,真正需要确定需要下面的工具查看。

查看内核的信息: 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

通过dmesg可以查看设备的一些故障信息。如: TCP丢包,oom-killer错误等。

查看内存状态: free、vmstat

free: 查看内存,已用内存,剩余内存、交换分区等

$ 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

通过free命令可以查看系统内存的使用状况。要了解Linux对内存利用率,就必须了解Linux对buffer cache和page cache的处理。简单来说,Linux内核会将进程要读取或者写入的数据先保存在内存中形成缓存块,加快下次对该数据的操作,上图中available更准确显示内存的剩余量。

buffer cache是对块设备数据的缓存,page cache是对文件数据的缓存。

swap显示了swap分区的大小,通过调整/proc/sys/vm/swappiness文件可以调整内存交换到磁盘的积极程度,值为0-100之间的值,值越高,交换就越频繁,如果交换太频繁就会影响系统的性能,默认是60,建议调整为0。

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

vmstat:显示虚拟内存状况的信息。

$ 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报告有关进程,内存,分页,块IO和cpu活动的信息。
procs:

r:正在CPU上运行和等待运行的进程数量。    
b:阻塞的进程

Memory:

swpd:虚拟内存使用的大小
free:空闲的内存大小
buffer: 用作缓冲的内存大小
cache:用作缓存的内存大小

Swap:

si:每秒从交换区写到内存的大小
so:每秒写入到交换区的内存大小

IO:

bi:块设备每秒接收的块数量
bo:块设备每秒发送的块数量

System:

in:每秒CPU中断次数
cs:每秒上下文切换的次数,这个值越小越好

CPU :

us:用户的CPU时间
sy:系统内核运行CPU时间
id:空闲的CPU时间
wa:等待IO花费的时间
st:从虚拟机中偷走的时间

查看CPU:

mpstat:查看每个CPU的消耗信息

$ 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可以实时的查看每个CPU的消耗状况,可以查看每个CPU的分配不均衡的问题。

top: 查看Linux任务信息

top命令可以实时的查看Linux系统运行状况,查看系统启动的时间,在线用户,负载,各个进程的状态,CPU,内存,交换分区的状态。可以通过查看top查看每个进程具体的状信息,如,进程的PID,优先级,进程需要的虚拟内存和进程当前使用的内存大小等。
各个字段的含义:

PID:进程ID
PR:任务优先级
NI:nice值,数值越小表示优先级越高
VIRT:进程使用的虚拟内存总量
RES:进程使用的,没有换出的物理内存的大小
SHR:共享内存的大小
S:进程状态。D:不可中断的睡眠状态 R:运行 S:睡眠 T:跟踪/停止  Z:僵尸进程
%CPU: 占用的CPU时间比
%MEM:进程所使用的物理内存百分比
TIME+:进程使用的CPU时间总计
COMMAND:命令行

查看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中可以通过iostat查看系统的IO状态。r/s, w/s, rkB/s, wkB/s: 这些是该设备每秒读%、写%、读Kb、写Kb。可用于描述工作负荷。

查看网卡: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查看网络接口的吞吐量。通过 sar 命令可以全面的获取系统的 CPU、运行队列、磁盘 I/O、交换区、内存、 cpu 中断、网络等性能数据。
|命令|说明|
|—|—|
|sar -u 1 3|查看CPU|
|sar -r 1 3|查看内存和交互空间|
|sar -B 1 3|查看内存分页|
|sar -b 1 3|查看I/O速率|
|sar -q 1 3|查看进程队列长度和平均负载状态|
|sar -W 1 3|查看系统交互活动信息|