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linux性能調(diào)試之vmstat分析

更新時(shí)間：2018年03月24日 16:12:53 作者：llc_no1

這篇文章主要介紹了linux性能調(diào)試之vmstat分析。小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

1.性能分析的目的

1）找出系統(tǒng)性能瓶頸（包括硬件瓶頸和軟件瓶頸）；
2）提供性能優(yōu)化的方案（升級(jí)硬件？改進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？）；
3）達(dá)到合理的硬件和軟件配置；
4）使系統(tǒng)資源使用達(dá)到最大的平衡。（一般情況下系統(tǒng)良好運(yùn)行的時(shí)候恰恰各項(xiàng)資源達(dá)到了一個(gè)平衡體，任何一項(xiàng)資源的過(guò)渡使用都會(huì)造成平衡體系破壞，從而造成系統(tǒng)負(fù)載極高或者響應(yīng)遲緩。比如CPU過(guò)渡使用會(huì)造成大量進(jìn)程等待CPU資源，系統(tǒng)響應(yīng)變慢，等待會(huì)造成進(jìn)程數(shù)增加，進(jìn)程增加又會(huì)造成內(nèi)存使用增加，內(nèi)存耗盡又會(huì)造成虛擬內(nèi)存使用，使用虛擬內(nèi)存又會(huì)造成磁盤(pán)IO增加和CPU開(kāi)銷(xiāo)增加）

2.影響性能的因素
1）CPU（cpu的速度與性能很大一部分決定了系統(tǒng)整體的性能，是否使用SMP）
2）內(nèi)存（物理內(nèi)存不夠時(shí)會(huì)使用交換內(nèi)存，使用swap會(huì)帶來(lái)磁盤(pán)I0和cpu的開(kāi)銷(xiāo)）
3）硬盤(pán)（存儲(chǔ)系統(tǒng)）
a.Raid技術(shù)使用（RAID0, RAID1, RAID5, RAID0+1）
b.小文件讀寫(xiě)瓶頸是磁盤(pán)的尋址（tps），大文件讀寫(xiě)的性能瓶頸是帶寬
c.Linux可以利用空閑內(nèi)存作文件系統(tǒng)訪問(wèn)的cache，因此系統(tǒng)內(nèi)存越大存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能也越好
4）網(wǎng)絡(luò)帶寬。

3.性能分析的步驟
1)對(duì)資源的使用狀況進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（nagios、cacti）
2）使用常見(jiàn)的性能分析工具（vmstat、top、free、iostat等)
3）經(jīng)驗(yàn)積累
a.應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的缺陷和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)的濫用最有可能導(dǎo)致性能問(wèn)題
b.性能瓶頸可能是因?yàn)槌绦虿?內(nèi)存不足/磁盤(pán)瓶頸，但最終表現(xiàn)出的結(jié)果就是CPU耗盡，系統(tǒng)負(fù)載極高，響應(yīng)遲緩，甚至?xí)簳r(shí)失去響應(yīng)
c.物理內(nèi)存不夠時(shí)會(huì)使用交換內(nèi)存，使用swap會(huì)帶來(lái)磁盤(pán)I0和cpu的開(kāi)銷(xiāo)
d.可能造成cpu瓶頸的問(wèn)題：頻繁執(zhí)Perl，php，java程序生成動(dòng)態(tài)web；數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)大量的where子句、order by/group by排序……
e.可能造成內(nèi)存瓶頸問(wèn)題：高并發(fā)用戶(hù)訪問(wèn)、系統(tǒng)進(jìn)程多，java內(nèi)存泄露……
f.可能造成磁盤(pán)IO瓶頸問(wèn)題：生成cache文件，數(shù)據(jù)庫(kù)頻繁更新，或者查詢(xún)大表……

4.vmstat詳細(xì)介紹

vmstat：用于監(jiān)控、顯示系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的虛擬內(nèi)存/CPU/磁盤(pán)狀態(tài)。

簡(jiǎn)單示例（時(shí)間間隔2s，監(jiān)控2次）：

重要字段解釋?zhuān)?br />

r 表示運(yùn)行隊(duì)列(等待運(yùn)行的進(jìn)程數(shù))

b 表示阻塞的進(jìn)程

swpd 虛擬內(nèi)存已使用的大小

free 空閑的物理內(nèi)存的大小，我的機(jī)器內(nèi)存總共8G，剩余3415M。

in 每秒CPU的中斷次數(shù)，包括時(shí)間中斷

cs 每秒上下文切換次數(shù)，比如系統(tǒng)調(diào)用，線程的切換。上下文切換次數(shù)過(guò)多表示你的CPU大部分浪費(fèi)在上下文切換，導(dǎo)致CPU干正經(jīng)事的時(shí)間少了，CPU沒(méi)有充分利用，是不可取的。

us 用戶(hù)CPU時(shí)間。

sy 系統(tǒng)CPU時(shí)間，如果太高，表示系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間長(zhǎng)，例如是IO操作頻繁。

id 空閑 CPU時(shí)間，一般來(lái)說(shuō)，id + us + sy = 100。

wt 等待IO CPU時(shí)間。

典型的問(wèn)題現(xiàn)象：

1.CPU問(wèn)題
a.procs.r持續(xù)有值，且大于系統(tǒng)CPU數(shù)量，則認(rèn)為系統(tǒng)不足以支撐當(dāng)前的負(fù)載（因?yàn)橐恢庇羞M(jìn)程在等待運(yùn)行），可能是軟件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題或者需要升級(jí)硬件系統(tǒng)
b.cpu.id持續(xù)為0,表示CPU持續(xù)忙，需要根據(jù)cpu.sy,cpu.us繼續(xù)查找原因
c.cpu.sy,cpu.us持續(xù)高，且cpu.sy大于cpu.us表示系統(tǒng)頻繁在內(nèi)核態(tài)執(zhí)行，可能存在頻繁的或較多的系統(tǒng)調(diào)用或者IO訪問(wèn)
2.內(nèi)存問(wèn)題
a.memory.swpd數(shù)值持續(xù)有值，說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)存不足且使用了虛擬內(nèi)存，需要加大內(nèi)存。

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