操作系统性能优化分析及工具

操作系统性能工具之top

top - 20:00:19 up 10 min, 2 users, load average: 0.21, 2.93, 2.63

　　top 命令第一行结果和uptime的输出结果一样：

当前时间，运行时间，登陆用户数，系统负载

系统负载有三个参数：系统任务队列的平均长度，分别统计最近1、5、15分钟的系统平均负载

[root@docker_master ~]# uptime
 20:41:18 up 51 min,  2 users,  load average: 0.20, 0.17, 0.38

Tasks: 232 total,   2 running, 230 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
#总进程数，正在运行的进程数，正在休眠的进程数，停止的进程数，僵尸进程数

%Cpu0 : 0.0 us, 0.7 sy, 0.0 ni, 99.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
%Cpu1 : 0.7 us, 2.1 sy, 0.0 ni, 97.2 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st

#按数字1显示出多核cpu信息

#us用户空间占用CPU百分比，sy内核空间占用CPU百分比

#ni用户进程空间内改变过优先级的进程占用百分比

#id孔家CPU百分比，wa等待输入输出的CPU时间百分比

#hi CPU服务于硬件中断所消耗的时间总额，hard_interrupt

#si CPU服务软中断所消耗的时间总额,soft_interrupt

KiB Mem : 3861512 total, 1603888 free, 1169252 used, 1088372 buff/cache

#物理内存总量，空闲内容总量，使用的屋里内存总量，用作内核缓存的内存量

KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 2313272 avail Mem

#交换分区总量，空闲交换分区量，使用交换分区量，应用程序可用内存数

PID：进程ID

USER：进程拥有者

PR：进程优先权

NI：进程nice值，代表这个进程的优先值

VIRT：申请的虚拟内存总量

RES：是进程使用物理内存的总和。

SHR：和其他进程共享的物理内存空间。
S：State（进程状态），有S=sleeping,R=running,T=stopped or traced,D=interruptible sleep(不可中断的睡眠状态)，Z=zombie。

%CPU：CPU使用率

%MEM：物理内存的使用

TIME：进程占用的总共CPU时间

COMMAND：进程命令

topas是AIX的命令

　　vmstat命令

[root@docker_master ~]# vmstat 5 10
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 1390236 2116 1293856 0 0 92 98 792 2813 1 3 94 2 0
1 0 0 1389988 2116 1293884 0 0 0 830 1523 5168 1 2 97 0 0
0 0 0 1389988 2116 1293888 0 0 0 47 1470 5944 1 2 98 0 0
0 0 0 1389988 2116 1293888 0 0 0 114 1402 5623 0 2 98 0 0
0 0 0 1389816 2116 1293892 0 0 0 57 1477 5102 0 2 98 0 0
0 0 0 1389768 2116 1293896 0 0 0 73 1479 4870 1 2 97 0 0
0 0 0 1389608 2116 1293904 0 0 0 222 1497 4827 1 2 97 0 0
0 0 0 1389940 2116 1293940 0 0 0 50 1439 5251 1 2 97 0 0
0 0 0 1389212 2116 1293948 0 0 0 58 1507 5491 1 2 97 0 0
0 0 0 1389212 2116 1293956 0 0 0 111 1450 5779 1 2 98 0 0

#vmstat命令的两个参数，第一个是采样的时间间隔，第二个参数是采样的次数

类别	项目	含义
Procs（进程）	r	等待执行的任务数
Procs（进程）	b	等待IO的进程数
Memory	swpd	正在使用虚拟内存的大小
	free	空闲内存大小
	buff	已用的buff大小，单位k对块设备的读写进行缓冲
	cache	已用的cache大小，文件系统的cache
swap	si	每秒从交换区写入内存的大小
	so	每秒从内存写到交换分区的大小
io	bi	每秒读取的块数（读磁盘）；（块设备每秒接收的块数量，单位是block，这里的块设备是之系统上所有的磁盘和其他块设备,默认块大小是1024byte）
	bo	每秒写入的块数（块设备每秒发送的块数量，单位是block）
system	in	每秒中断数，包括时钟中断（这两个值越大，会看到由内核消耗的cpu的时间sy会越多）
	cs	每秒上下文切换数
CPU(数值以百分比表示)	us	用户进程执行消耗CPU时间（user time）;us的值比较高时，说明用户进程消耗的CPU时间多，但是如果长时间超过50%的使用，那么我们就该考虑优化程序算法或其他措施了
	sy	系统进程消耗CPU时间（system time）;sys的值过高时，说明系统讷河消耗的CPU资源越多，这是不良的表现，说明我们应该检查原因了。这里us+sy的参考值是80%，如果us+sy大于80%说明可能存在CPU不足。
	id	空闲时间（包括IO等待时间）；一般来说us+sys+id=100
	wa	等待IO时间，wa过高是，说明io等待比较严重，这可能是由于磁盘大量随机访问造成的，也有可能是磁盘的带宽出现瓶颈。

参考文章：https://blog.csdn.net/m0_38110132/article/details/84190319

iostat

[root@docker_master ~]# iostat
Linux 3.10.0-957.5.1.el7.x86_64 (docker_master)     2019年03月15日     _x86_64_    (2 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           1.07    0.01    2.72    1.29    0.00   94.91

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
scd0              0.00         0.11         0.00       1028          0
sda              15.77       116.71       172.59    1069251    1581267
dm-0             15.98       112.92       170.90    1034595    1565768
dm-1              0.01         0.32         0.00       2972          0

单独执行iostat，显示的结果为从胸痛开机到当前执行命令时刻的统计信息：

Linux 3.10.0-957.5.1.el7.x86_64 (docker_master)     2019年03月15日     _x86_64_    (2 CPU)
系统版本，主机名，当前时间，CPU架构，CPU核数

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
总体CPU使用情况统计信息，对于多核CPU，这里为所有CPU的平均值
%user：CPU在用户态执行进程的时间百分比
%nice：CPU在用户状态下，用于nice操作，所占用CPU总时间的百分比
%system：CPU处在内核状态执行进程的时间百分比
%iowait：CPU用于等待IO操作占用CPU总时间的百分比
%steal：管理程序hypervisor为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟CPU的百分比
%idle：CPU空闲时间百分比
注意项：%iowait的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈
　　　　%idle的值过高但胸痛相应慢时，有可能CPU等待分配内存，此时应加大内从容量
　　　　%idle的值持续低于1，则系统的CPU处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是CPU。

Device：各磁盘设备IO统计信息。
tps：每秒向磁盘设备请求数据的次数，包括读、写请求，为rtps与wtps的总和。出于效率考虑，
每一次IO下发后并不是立即处理请求，二三十将请求合并（merge），这里tps指请求合并和的请求计数。
kB_read/s、kB_wrtn/s、kB_read、kB_wrtn的值均以kB为单位，相比山区数为单位，这里的值为原值的一半（1kB=512bytes*2）

free命令：

Mem	total：表示物理内存总量。
used	表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用。
free	未被分配的内存
shared	共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。
buffers	系统分配但未被使用的buffers 数量。
cached	系统分配但未被使用的cache 数量。buffer 与cache 的区别见后面。 total = used + free 第2行 -/+ buffers/cached： used：也就是第一行中的used - buffers-cached 也是实际使用的内存总量。
free	未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和，这就是系统当前实际可用内存。 free 2= buffers1 + cached1 + free1 //free2为第二行、buffers1等为第一行
buffer 与cache 的区别	A buffer is something that has yet to be “written” to disk. A cache is something that has been “read” from the disk and stored for later use

参考：https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/3315124.html

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