Linux系统性能分析命令vmstat,iostat,sar使用详解

当系统业务出现异常,需要对系统性能进行分析时,从何下手是个问题。因为性能分析是个很系统的问题,它可能是系统软件层面的问题,也可能是底层硬件有异常,所以这些用于分析的命令侧重点也有所不同,例如:vmstat/top则偏重于观察系统进程的CPU和内存使用情况,而iostat则是检查OS与存储之间的IO状态,因为这些都是影响系统性能的。下面就介绍下vmstat/iostat/sar命令的参数以及回显信息。

1. 用vmstat监视内存使用情况

vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计,不足之处是无法对某个进程进行深入分析。

vmstat的语法如下:

  vmstat [-V] [-n] [delay [count]]

其中,-V表示打印出版本信息;-n表示在周期性循环输出时,输出的头部信息仅显示一次;delay是两次输出之间的延迟时间;count是指按照这个时间间隔统计的次数。对于vmstat输出各字段的含义,可运行man vmstat查看。2. 用iostat监视I/O子系统情况

iostat是I/O statistics(输入/输出统计)的缩写,iostat工具将对系统的磁盘操作活动进行监视。它的特点是汇报磁盘活动统计情况,同时也会汇报出 CPU使用情况。同vmstat一样,iostat也有一个弱点,就是它不能对某个进程进行深入分析,仅对系统的整体情况进行分析。

iostat的语法如下:

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

其中,-c为汇报CPU的使用情况;-d为汇报磁盘的使用情况;-k表示每秒按kilobytes字节显示数据;-t为打印汇报的时间;-v表示打印出 版本信息和用法;-x device指定要统计的设备名称,默认为所有的设备;interval指每次统计间隔的时间;count指按照这个时间间隔统计的次数。iostat一般的输出格式如下:

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

对于输出中各字段的含义,iostat的帮助中有详细的说明。

3. 使用sar进行综合分析

表1 sar参数说明

选项 功能

-A 汇总所有的报告
-a 报告文件读写使用情况
-B 报告附加的缓存的使用情况
-b 报告缓存的使用情况
-c 报告系统调用的使用情况
-d 报告磁盘的使用情况
-g 报告串口的使用情况
-h 报告关于buffer使用的统计数据
-m 报告IPC消息队列和信号量的使用情况
-n 报告命名cache的使用情况
-p 报告调页活动的使用情况
-q 报告运行队列和交换队列的平均长度
-R 报告进程的活动情况
-r 报告没有使用的内存页面和硬盘块
-u 报告CPU的利用率
-v 报告进程、i节点、文件和锁表状态
-w 报告系统交换活动状况
-y 报告TTY设备活动状况

sar是System Activity Reporter(系统活动情况报告)的缩写。顾名思义,sar工具将对系统当前的状态进行取样,然后通过计算数据和比例来表达系统的当前运行状态。它的 特点是可以连续对系统取样,获得大量的取样数据;取样数据和分析的结果都可以存入文件,所需的负载很小。sar是目前Linux上最为全面的系统性能分析 工具之一,可以从14个大方面对系统的活动进行报告,包括文件的读写情况、系统调用的使用情况、串口、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的 活动等,使用也是较为复杂。

sar的语法如下:

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

它的含义是每隔t秒取样一次,共取样n次。其中-o file表示取样结果将以二进制形式存入文件file中。

另一种语法如下:

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

含义是表示从file文件中取出数据,如果没有指定-f file,则从标准数据文件/var/adm/sa/sadd取数据,其中dd表示当前天。另外,-s time表示起始时间;-e time表示停止时间;-i sec表示取样的时间间隔,如果不指定则表示取文件中所有的数据。对于具体的选项参见表1。一般它与-q和-u联合使用,以便对每个CPU的使用情况进行分析,比如运行如下命令:

sar  -q -u 5 1
将输出如下:
Linux 2.4.18-18smp (builder.linux.com)        2009年03月27日
09时46分16?      CPU     %user     %nice   %system     %idle
09时46分21?      all      0.20      0.00      0.00     99.80
09时46分16?  runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5
09时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

由于sar命令太复杂,只有通过熟练使用才能了解每个选项的含义,对于sar输出中每个字段的含义运行man sar命令可以得到详细的解释。

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