CentOS下 CPU 負載觀察和性能監測

CPU負載和利用率

CPU 的負載和利用率是兩個不一樣的概念，可是他們均可以在top命令中查看。CPU利用率顯示的是程序在運行期間實時佔用的CPU百分比，而CPU負載顯示的是一段時間內正在使用和等待使用CPU的平均任務數。CPU利用率高，並不意味着CPU的負載大。二者之間沒有必然的關係。

 

經常使用命令介紹：

* uptime

首先咱們須要明白load average後面的三個數字表明什麼，他們分別表明前一分鐘，五分鐘，十五分鐘的CPU負載，通常來講較重要的指標是最後一個，由於咱們須要儘可能避免一些突發的狀況。那麼這些數字處於什麼區間是正常的呢？首先咱們須要知道，這些數字是和你的服務器的CPU核數是緊密相關的，若是你只有一個核的話，那麼數字爲1.0就表示恰好在CPU的承受範圍以內。這些數字固然是越小越好，可是理論上0.0~1.0之間都是正常範圍。根據經驗來講，若是一直在0.7上下，那麼說明你可能須要花些時間來調查；若是長期徘徊或者超過1.0，那麼你就須要進行修復啦！

對應的，提供查看linux下查看邏輯CPU的命令：

 

* top

top命令不只能夠查看當前系統的平均負載，還能夠查看不一樣進程對於CPU、內存等資源的使用狀況。

 

 

默認狀況下，top命令是以CPU使用率由高到低排序顯示進程信息的，在 top 信息界面按 K 鍵，並輸入想要終止的PID，就能夠直接殺死指定進程。
top的 -b 選項開啓批處理模式，將每次刷新所有打印到stdout
top的 -n 選項指定退出top命令前刷新多少次信息。
top命令的輸出：
　　第1行：與uptime相同；
　　第3行：當前的CPU運行狀況：
us：非nice用戶進程佔用CPU的比率
sy：內核、內核進程佔用CPU的比率；
ni：若是一些用戶進程修改過優先級，這裏顯示這些進程佔用CPU時間的比率；
id：CPU空閒比率，若是系統緩慢而這個值很高，說明系統慢的緣由不是CPU負載高；
wa：CPU等待執行I/O操做的時間比率，該指標能夠用來排查磁盤I/O的問題，一般結合wa和id判斷
hi：CPU處理硬件終端所佔時間的比率；
si：CPU處理軟件終端所佔時間的比率；
st：流逝的時間，虛擬機中的其餘任務所佔CPU時間的比率；

用戶進程佔比高，wa低，說明系統緩慢的緣由在於進程佔用大量CPU，一般還會伴有較低的id，說明CPU空轉時間不多。
wa低，id高，能夠排除CPU資源瓶頸的可能。　　
wa高，說明I/O佔用了大量的CPU時間，須要檢查交換空間的使用，交換空間位於磁盤上，性能遠低於內存，當內存耗盡開始使用交換空間時，將會給性能帶來嚴重影響，因此對於性能要求較高的服務器，通常建議關閉交換空間。另外一方面，若是內存充足，但wa很高，說明須要檢查哪一個進程佔用了大量的I/O資源。

* iostat

 

若是iowait過長，說明是磁盤瓶頸；system過長，說明是內核瓶頸。

在Device一行，能夠看到一些IO指標：

tps: 每秒I/O傳輸請求量；
Blk_read/s：每秒讀取多少KB；
Blk_wrtn/s：每秒寫多少KB；
Blk_read：一共讀了多少KB；
Blk_wrtn：一共寫了多少KB

 

* sar

sar命令查看CPU、內存和磁盤記錄。默認狀況下，sar命令顯示當天的統計信息，不帶參數顯示CPU統計信息，參數-r顯示收集的內存記錄，-b顯示磁盤I/O

 

查看當天CPU使用：

查看當天內存使用：

查看當天IO統計：

另外，可使用參數-s和-e限定查看的時間，使用參數-f查看本月內以前某一天的歷史統計信息，例如：sar -s 20:00:00 ; sar -f /var/log/sysstat/sa08

 

*vmstat

相比top，這個能夠看到整個機器的CPU,內存,IO的使用狀況，而不是單單看到各個進程的CPU使用率和內存使用率(使用場景不同)

vmstat後面跟兩個參數，第一個參數是採樣的時間間隔數，單位是秒，第二個參數是採樣的次數（能夠缺省）。

 

r 表示運行隊列(就是說多少個進程真的分配到CPU)，我測試的服務器目前CPU比較空閒，沒什麼程序在跑，當這個值超過了CPU數目，就會出現CPU瓶頸了。

b 表示阻塞的進程。

swpd 虛擬內存已使用的大小，若是大於0，表示你的機器物理內存不足了，若是不是程序內存泄露的緣由，那麼你該升級內存了或者把耗內存的任務遷移到其餘機器。

free   空閒的物理內存的大小。

buff   Linux/Unix系統是用來存儲，目錄裏面有什麼內容，權限等的緩存。

cache cache直接用來記憶咱們打開的文件,給文件作緩衝，用空閒的一部分物理內存作緩存，提升程序執行的性能。

si  每秒從磁盤讀入虛擬內存的大小，若是這個值大於0，表示物理內存不夠用或者內存泄露了，要查找耗內存進程解決掉。

so  每秒虛擬內存寫入磁盤的大小，若是這個值大於0，同上。

bi  塊設備每秒接收的塊數量，這裏的塊設備是指系統上全部的磁盤和其餘塊設備，默認塊大小是1024byte，我本機上沒什麼IO操做，因此一直是0。

bo 塊設備每秒發送的塊數量，例如咱們讀取文件，bo就要大於0。bi和bo通常都要接近0，否則就是IO過於頻繁，須要調整。

in 每秒CPU的中斷次數，包括時間中斷。

cs 每秒上下文切換次數，例如咱們調用系統函數，就要進行上下文切換，線程的切換，也要進程上下文切換，這個值要越小越好，太大了，要考慮調低線程或者進程的數目,例如在apache和nginx這種web服務器中，咱們通常作性能測試時會進行幾千併發甚至幾萬併發的測試，選擇web服務器的進程能夠由進程或者線程的峯值一直下調，壓測，直到cs到一個比較小的值，這個進程和線程數就是比較合適的值了。系統調用也是，每次調用系統函數，咱們的代碼就會進入內核空間，致使上下文切換，這個是很耗資源，也要儘可能避免頻繁調用系統函數。上下文切換次數過多表示你的CPU大部分浪費在上下文切換，致使CPU幹正經事的時間少了，CPU沒有充分利用，是不可取的。

us 用戶CPU時間。

sy 系統CPU時間，若是過高，表示系統調用時間長，例如是IO操做頻繁。

d  空閒 CPU時間，通常來講，id + us + sy = 100,通常我認爲id是空閒CPU使用率，us是用戶CPU使用率，sy是系統CPU使用率。

wt 等待IO CPU時間。

經常使用的獲取Cpu負載和性能的命令大概就總結這麼多把，還有一些是關於使用taskset綁定進程到指定CPU上的，我本身並無使用過，就不在此展開了。