[轉帖]如何用十條命令在一分鐘內檢查 Linux 服務器性能

如何用十條命令在一分鐘內檢查 Linux 服務器性能

時間：2016-09-28   做者：admin 分類：新手入門 閱讀:246次

http://embeddedlinux.org.cn/emb-linux/entry-level/201609/28-5701.html

 

 

若是你的Linux服務器忽然負載暴增，報警短信快發爆你的手機，如何在最短期內找出Linux性能問題所在？來看Netflix性能工程團隊的這篇博文，看它們經過十條命令在一分鐘內對機器性能問題進行診斷。

概述

經過執行如下命令，能夠在1分鐘內對系統資源使用狀況有個大體的瞭解。

• uptime

• dmesg | tail

• vmstat 1

• mpstat -P ALL 1

• pidstat 1

• iostat -xz 1

• free -m

• sar -n DEV 1

• sar -n TCP,ETCP 1

• top

其中一些命令須要安裝sysstat包，有一些由procps包提供。這些命令的輸出，有助於快速定位性能瓶頸，檢查出全部資源（CPU、內存、磁盤IO等）的利用率（utilization）、飽和度（saturation）和錯誤（error）度量，也就是所謂的USE方法。

下面咱們來逐一介紹下這些命令，有關這些命令更多的參數和說明，請參照命令的手冊。

uptime

$ uptime
23:51:26 up 21:31,  1 user,  load average: 30.02, 26.43, 19.02

這個命令能夠快速查看機器的負載狀況。在Linux系統中，這些數據表示等待CPU資源的進程和阻塞在不可中斷IO進程（進程狀態爲D）的數量。這些數據可讓咱們對系統資源使用有一個宏觀的瞭解。

命令的輸出分別表示1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均負載狀況。經過這三個數據，能夠了解服務器負載是在趨於緊張仍是趨於緩解。若是1分鐘平均負載很高，而15分鐘平均負載很低，說明服務器正在命令高負載狀況，須要進一步排查CPU資源都消耗在了哪裏。反之，若是15分鐘平均負載很高，1分鐘平均負載較低，則有多是CPU資源緊張時刻已通過去。

上面例子中的輸出，能夠看見最近1分鐘的平均負載很是高，且遠高於最近15分鐘負載，所以咱們須要繼續排查當前系統中有什麼進程消耗了大量的資源。能夠經過下文將會介紹的vmstat、mpstat等命令進一步排查。

dmesg丨tail

$ dmesg | tail [1880957.563150] perl invoked oom-killer: gfp_mask=0x280da, order=0, oom_score_adj=0 [...] [1880957.563400] Out of memory: Kill process 18694 (perl) score 246 or sacrifice child [1880957.563408] Killed process 18694 (perl) total-vm:1972392kB, anon-rss:1953348kB, file-rss:0kB [2320864.954447] TCP: Possible SYN flooding on port 7001. Dropping request.  Check SNMP counters.

該命令會輸出系統日誌的最後10行。示例中的輸出，能夠看見一次內核的oom kill和一次TCP丟包。這些日誌能夠幫助排查性能問題。千萬不要忘了這一步。

vmstat 1

$ 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 34  0    0 200889792  73708 591828    0    0     0     5    6   10 96  1  3  0  0 32  0    0 200889920  73708 591860    0    0     0   592 13284 4282 98  1  1  0  0 32  0    0 200890112  73708 591860    0    0     0     0 9501 2154 99  1  0  0  0 32  0    0 200889568  73712 591856    0    0     0    48 11900 2459 99  0  0  0  0 32  0    0 200890208  73712 591860    0    0     0     0 15898 4840 98  1  1  0  0 ^C

vmstat(8) 命令，每行會輸出一些系統核心指標，這些指標可讓咱們更詳細的瞭解系統狀態。後面跟的參數1，表示每秒輸出一次統計信息，表頭提示了每一列的含義，這幾介紹一些和性能調優相關的列：

• r：等待在CPU資源的進程數。這個數據比平均負載更加可以體現CPU負載狀況，數據中不包含等待IO的進程。若是這個數值大於機器CPU核數，那麼機器的CPU資源已經飽和。

• free：系統可用內存數（以千字節爲單位），若是剩餘內存不足，也會致使系統性能問題。下文介紹到的free命令，能夠更詳細的瞭解系統內存的使用狀況。

• si，so：交換區寫入和讀取的數量。若是這個數據不爲0，說明系統已經在使用交換區（swap），機器物理內存已經不足。

• us, sy, id, wa, st：這些都表明了CPU時間的消耗，它們分別表示用戶時間（user）、系統（內核）時間（sys）、空閒時間（idle）、IO等待時間（wait）和被偷走的時間（stolen，通常被其餘虛擬機消耗）。

上述這些CPU時間，可讓咱們很快了解CPU是否出於繁忙狀態。通常狀況下，若是用戶時間和系統時間相加很是大，CPU出於忙於執行指令。若是IO等待時間很長，那麼系統的瓶頸可能在磁盤IO。

示例命令的輸出能夠看見，大量CPU時間消耗在用戶態，也就是用戶應用程序消耗了CPU時間。這不必定是性能問題，須要結合r隊列，一塊兒分析。

mpstat-P ALL 1

$ mpstat -P ALL 1 Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015  _x86_64_ (32 CPU) 07:38:49 PM  CPU   %usr  %nice   %sys %iowait   %irq  %soft  %steal  %guest  %gnice  %idle 07:38:50 PM  all  98.47   0.00   0.75    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00    0.00   0.78 07:38:50 PM    0  96.04   0.00   2.97    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00    0.00   0.99 07:38:50 PM    1  97.00   0.00   1.00    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00    0.00   2.00 07:38:50 PM    2  98.00   0.00   1.00    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00    0.00   1.00 07:38:50 PM    3  96.97   0.00   0.00    0.00   0.00   0.00    0.00    0.00    0.00   3.03 [...]

該命令能夠顯示每一個CPU的佔用狀況，若是有一個CPU佔用率特別高，那麼有多是一個單線程應用程序引發的。

pidstat 1

$ pidstat 1 Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015    _x86_64_    (32 CPU) 07:41:02 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command 07:41:03 PM     0         9    0.00    0.94    0.00    0.94     1  rcuos/0 07:41:03 PM     0      4214    5.66    5.66    0.00   11.32    15  mesos-slave 07:41:03 PM     0      4354    0.94    0.94    0.00    1.89     8  java 07:41:03 PM     0      6521 1596.23    1.89    0.00 1598.11    27  java 07:41:03 PM     0      6564 1571.70    7.55    0.00 1579.25    28  java 07:41:03 PM 60004     60154    0.94    4.72    0.00    5.66     9  pidstat 07:41:03 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command 07:41:04 PM     0      4214    6.00    2.00    0.00    8.00    15  mesos-slave 07:41:04 PM     0      6521 1590.00    1.00    0.00 1591.00    27  java07:41:04 PM     0      6564 1573.00   10.00    0.00 1583.00    28  java 07:41:04 PM   108      6718    1.00    0.00    0.00    1.00     0  snmp-pass 07:41:04 PM 60004     60154    1.00    4.00    0.00    5.00     9  pidstat ^C

pidstat命令輸出進程的CPU佔用率，該命令會持續輸出，而且不會覆蓋以前的數據，能夠方便觀察系統動態。如上的輸出，能夠看見兩個JAVA進程佔用了將近1600%的CPU時間，既消耗了大約16個CPU核心的運算資源。

iostat-xz 1

$ iostat -xz 1 Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015  _x86_64_ (32 CPU) avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle          73.96    0.00    3.73    0.03    0.06   22.21 Device:   rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util xvda        0.00     0.23    0.21    0.18     4.52     2.08    34.37     0.00    9.98   13.80    5.42   2.44   0.09 xvdb        0.01     0.00    1.02    8.94   127.97   598.53   145.79     0.00    0.43    1.78    0.28   0.25   0.25 xvdc        0.01     0.00    1.02    8.86   127.79   595.94   146.50     0.00    0.45    1.82    0.30   0.27   0.26 dm-0        0.00     0.00    0.69    2.32    10.47    31.69    28.01     0.01    3.23    0.71    3.98   0.13   0.04 dm-1        0.00     0.00    0.00    0.94     0.01     3.78     8.00     0.33  345.84    0.04  346.81   0.01   0.00 dm-2        0.00     0.00    0.09    0.07     1.35     0.36    22.50     0.00    2.55    0.23    5.62   1.78   0.03 [...] ^C

iostat命令主要用於查看機器磁盤IO狀況。該命令輸出的列，主要含義是：

• r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：分別表示每秒讀寫次數和每秒讀寫數據量（千字節）。讀寫量過大，可能會引發性能問題。

• await：IO操做的平均等待時間，單位是毫秒。這是應用程序在和磁盤交互時，須要消耗的時間，包括IO等待和實際操做的耗時。若是這個數值過大，多是硬件設備遇到了瓶頸或者出現故障。

• avgqu-sz：向設備發出的請求平均數量。若是這個數值大於1，多是硬件設備已經飽和（部分前端硬件設備支持並行寫入）。

• %util：設備利用率。這個數值表示設備的繁忙程度，經驗值是若是超過60，可能會影響IO性能（能夠參照IO操做平均等待時間）。若是到達100%，說明硬件設備已經飽和。

若是顯示的是邏輯設備的數據，那麼設備利用率不表明後端實際的硬件設備已經飽和。值得注意的是，即便IO性能不理想，也不必定意味這應用程序性能會很差，能夠利用諸如預讀取、寫緩存等策略提高應用性能。

free -m

$ free -m             total       used       free     shared    buffers     cached Mem:        245998      24545     221453         83         59        541 -/+ buffers/cache:      23944     222053 Swap:            0          0          0

free命令能夠查看系統內存的使用狀況，-m參數表示按照兆字節展現。最後兩列分別表示用於IO緩存的內存數，和用於文件系統頁緩存的內存數。須要注意的是，第二行-/+ buffers/cache，看上去緩存佔用了大量內存空間。

這是Linux系統的內存使用策略，儘量的利用內存，若是應用程序須要內存，這部份內存會當即被回收並分配給應用程序。所以，這部份內存通常也被當成是可用內存。

若是可用內存很是少，系統可能會動用交換區（若是配置了的話），這樣會增長IO開銷（能夠在iostat命令中提現），下降系統性能。

sar -n DEV 1

$ sar -n DEV 1 Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015     _x86_64_    (32 CPU) 12:16:48 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s   %ifutil 12:16:49 AM      eth0  18763.00   5032.00  20686.42    478.30      0.00      0.00      0.00      0.00 12:16:49 AM        lo     14.00     14.00      1.36      1.36      0.00      0.00      0.00      0.00 12:16:49 AM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00 12:16:49 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s   %ifutil 12:16:50 AM      eth0  19763.00   5101.00  21999.10    482.56      0.00      0.00      0.00      0.00 12:16:50 AM        lo     20.00     20.00      3.25      3.25      0.00      0.00      0.00      0.00 12:16:50 AM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00 ^C

sar命令在這裏能夠查看網絡設備的吞吐率。在排查性能問題時，能夠經過網絡設備的吞吐量，判斷網絡設備是否已經飽和。如示例輸出中，eth0網卡設備，吞吐率大概在22 Mbytes/s，既176 Mbits/sec，沒有達到1Gbit/sec的硬件上限。

sar -n TCP,ETCP 1

$ sar -n TCP,ETCP 1 Linux 3.13.0-49-generic (titanclusters-xxxxx)  07/14/2015    _x86_64_    (32 CPU) 12:17:19 AM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s 12:17:20 AM      1.00      0.00  10233.00  18846.00 12:17:19 AM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s 12:17:20 AM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00 12:17:20 AM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s 12:17:21 AM      1.00      0.00   8359.00   6039.00 12:17:20 AM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s 12:17:21 AM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00 ^C

sar命令在這裏用於查看TCP鏈接狀態，其中包括：

• active/s：每秒本地發起的TCP鏈接數，既經過connect調用建立的TCP鏈接；

• passive/s：每秒遠程發起的TCP鏈接數，即經過accept調用建立的TCP鏈接；

• retrans/s：每秒TCP重傳數量；

TCP鏈接數能夠用來判斷性能問題是否因爲創建了過多的鏈接，進一步能夠判斷是主動發起的鏈接，仍是被動接受的鏈接。TCP重傳多是由於網絡環境惡劣，或者服務器壓力過大致使丟包。

top

$ top
top - 00:15:40 up 21:56,  1 user,  load average: 31.09, 29.87, 29.92 Tasks: 871 total,   1 running, 868 sleeping,   0 stopped,   2 zombie %Cpu(s): 96.8 us,  0.4 sy,  0.0 ni,  2.7 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st KiB Mem:  25190241+total, 24921688 used, 22698073+free,    60448 buffers KiB Swap:        0 total,        0 used,        0 free.   554208 cached Mem   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND 20248 root      20   0  0.227t 0.012t  18748 S  3090  5.2  29812:58 java  4213 root      20   0 2722544  64640  44232 S  23.5  0.0 233:35.37 mesos-slave 66128 titancl+  20   0   24344   2332   1172 R   1.0  0.0   0:00.07 top  5235 root      20   0 38.227g 547004  49996 S   0.7  0.2   2:02.74 java  4299 root      20   0 20.015g 2.682g  16836 S   0.3  1.1  33:14.42 java     1 root      20   0   33620   2920   1496 S   0.0  0.0   0:03.82 init     2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.02 kthreadd     3 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:05.35 ksoftirqd/0     5 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H     6 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:06.94 kworker/u256:0     8 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   2:38.05 rcu_sched

top命令包含了前面好幾個命令的檢查的內容。好比系統負載狀況（uptime）、系統內存使用狀況（free）、系統CPU使用狀況（vmstat）等。所以經過這個命令，能夠相對全面的查看系統負載的來源。同時，top命令支持排序，能夠按照不一樣的列排序，方便查找出諸如內存佔用最多的進程、CPU佔用率最高的進程等。

可是，top命令相對於前面一些命令，輸出是一個瞬間值，若是不持續盯着，可能會錯過一些線索。這時可能須要暫停top命令刷新，來記錄和比對數據。

總結

排查Linux服務器性能問題還有不少工具，上面介紹的一些命令，能夠幫助咱們快速的定位問題。例如前面的示例輸出，多個證據證實有JAVA進程佔用了大量CPU資源，以後的性能調優就能夠針對應用程序進行。