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Linux 性能分析常用命令

2020年9月18日 16:48 共1989人围观

简介我们知道，现代计算机由CPU、内存、网络、磁盘等4个模块组成，在这4个模块中，任何一个模块都可能成为瓶颈，Linux提供了不同的命令用来查询对应的运行状态，从而帮助运维人员快速定位

1. CPU
2. 内存
3. 网络
4. 磁盘

1. CPU

2. 内存

cat /proc/sys/vm/drop_caches 触发回收缓存
nm: nm查看进程符号表
sar: sar -r 1 查看内存情况
sar: sar -B 可以看到内存中断的情况
vmstat：vmstat 1

参数1表示1s采集一次。

参数	含义
r	表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，如果这个值超过了CPU个数，则会出现CPU瓶颈
b	表示阻塞的进程队列，比如网络收发、磁盘读写的时候
swpd	虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么需要升级内存或者把耗内存的任务迁移到其他机器。
free	空闲的物理内存的大小
buff	Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存
cache	cache直接用来记忆我们打开的文件，给文件做缓冲。(这里是Linux/Unix的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用)
si	每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常
so	每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上
bi	块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte，我本机上没什么IO操作，所以一直是0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s，磁盘写入速度差不多140M每秒
bo	块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整
in	每秒CPU的中断次数，包括时间中断
cs	每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。
us	用户CPU时间
sy	系统CPU时间，如果太高，表示系统调用时间长，例如是IO操作频繁
id	空闲 CPU时间，一般来说，id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率，us是用户CPU使用率，sy是系统CPU使用率
wt	等待IO CPU时间

mpstat：mpstat -P ALL 1

如果说vmstat查看的是全局CPU信息，那么mpstat可以查看具体CPU的负载

参数	释义	从/proc/stat获得数据
CPU	处理器ID
%usr	在internal时间段里，用户态的CPU时间（%），不包含 nice值为负进程	usr/total*100
%nice	在internal时间段里，nice值为负进程的CPU时间（%）	nice/total*100
%sys	在internal时间段里，核心时间（%）	system/total*100
%iowait	在internal时间段里，硬盘IO等待时间（%）	iowait/total*100
%irq	在internal时间段里，硬中断时间（%）	irq/total*100
%soft	在internal时间段里，软中断时间（%）	softirq/total*100
%steal	显示虚拟机管理器在服务另一个虚拟处理器时虚拟CPU处在非自愿等待下花费时间的百分比	steal/total*100
%guest	显示运行虚拟处理器时CPU花费时间的百分比	guest/total*100
%gnice		gnice/total*100
%idle	在internal时间段里，CPU除去等待磁盘IO操作外的因为任何原因而空闲的时间闲置时间（%）	idle/total*100

cat /proc/sys/vm/swappiness 内存不够时从page cache还是swap回收的选择权重

3. 网络

netstat

netstat -anpt可以查看TCP套接字，加-anpu参数可查看UDP

除了查看连接状态外，有时候还需要注意Recv-Q和Send-Q两个收发队列的大小

netstat -s 可以列举出所有网络协议的收到包情况，对TCP可以看到主动打开和被动打开的连接数
ifconfig

ifconfig 最主要的用途就是用来查看本机IP了，但是除了查看ip以外，还有一些参数值得注意

txqueuelen 为网卡队列的长度 RX packets和TX packets分别为收发包的个数
route

route -n 用来查看路由表
ss

ss -anpt 效果基本等同于netstat -anpt，不过ss -anpt基础上再加i参数可以更详细显示socket信息
ping

ping 命令应该很熟悉了，常用ping来测试网络状态，比如ping baidi.com得到如下输出

我们要注意到最后一行的4个值，分别表示rtt的最小、平均、最大和方差值

此外，我们还可以用-f参数进行flood ping，以此来压测网络

/proc/sys/net/core/somaxconn 每一个端口最大的监听队列长度，listen()中的参数

4. 磁盘

iostat：iostat -xz 1

iostat用来统计磁盘的使用信息，不加参数时显示的是机器从开始到现在是所有值。

参数	含义
rrqm/s	xxxxx
wrqm/s	xxxxx
r/s	xxxxx
w/s	xxxxx
rKB/s	xxxxx
wKB/s	xxxxx
avgrq-sz	average request size，平均每次读写磁盘时的请求长度，如果值较大，则说明顺序读写较多，否则随机读写较多
avgqu-sz	average queue size，平均请求队列的长度。毫无疑问，队列长度越短越好
await	每一个IO请求的处理的平均时间（单位是微秒毫秒）。这里可以理解为IO的响应时间，一般地系统IO响应时间应该低于5ms，如果大于10ms就比较大了。这个时间包括了队列时间和服务时间，也就是说，一般情况下，await大于svctm，它们的差值越小，则说明队列时间越短，反之差值越大，队列时间越长，说明系统出了问题。
r_await	读队列等待时间
w_await	写队列等待时间
svctm	xxxxx
%util	以此判断当前的IO负载。在统计时间内所有处理IO时间，除以总共统计时间。例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒在处理IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/1 = 80%，所以该参数暗示了设备的繁忙程度
。一般地，如果该参数是100%表示设备已经接近满负荷运行了（当然如果是多磁盘，即使%util是100%，因为磁盘的并发能力，所以磁盘使用未必就到了瓶颈）。

sar：sar -n DEV 1，sar -n TCP,ETCP 1
iotop

我们都知道top可以用来查看系统的CPU性能，与之对应的，我们通过iotop来查看系统的IO性能，不加任何参数，输入如下：

其中第一列TID是线程ID，如果要查看进程ID，则可以加上-P参数，我们最关心的是前两行。
pmap
strace strace -tt strace -tt ls 查看ls命令中各个系统调用的耗时，也可以通过-p参数指定进程。
lsof lsof -p $$ 查看当前进程打开的fd
dstat
uptime
dmesg
pidstat：pidstat 1
htop

Linux内存回收优先级buffer/cache->swap->oom

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