（6）Linux性能調優之理解Linux性能指標

1、前言

前面咱們談了的內容以下：

（1）Linux性能調優之Linux進程管理

（2）Linux性能調優之Linux內存體系

（3）Linux性能調優之Linux文件系統

（4）Linux性能調優之磁盤I/O子系統

（5）Linux性能調優之網絡子系統

這一節咱們將談下Linux的性能指標。

2、概覽

在咱們學習各種調優參數和性能分析工具以前，咱們先理解各個衡量指標和它們在系統性能 中所表示的含義。由於Linux是開源操做系統，因此它有不少性能測試工具。你最終選擇的工 具，是根據你的偏好和具體需求來決定的。儘管有不少工具可用，可是它們所衡量的指標是 同樣的，因此理解了指標，你可使用任何工具。

3、處理器指標

處理器指標以下：

• CPU利用率（CPU utilization） 這個多是最直接的指標，它全面展現了每一個處理器的利用率。通常狀況下，若是CPU利用率持續高於80%，就可能遇到了處理器瓶頸。
• 用戶時間（User time） 表示CPU在用戶進程上的時間百分比，包括nice時間。用戶時間值高是一個較好的狀 態，在這種狀況下，系統在處理真正的任務。
• 系統時間（System time） 表示CPU花在內核操做上的時間百分比，包括IRQ和softirq時間。持續的高系統時間多是網絡和驅動棧的瓶頸。CPU花在內核上的時間越少越好。
• 等待（Waiting） CPU花在等待I/O操做上的時間總和。相似blocked值，系統不該該把大量時間花在等待 I/O操做上；不然，你應該調查I/O子系統的性能。
• 空閒時間（Idle time） 表示系統處於空閒等待任務的時間比。
• Nice時間（Nice time） 表示CPU花在re-nicing進程，改變進程執行順序和優先級上的時間。
• 平均負載（Load average） 平均負載不是百分比，是下面的和的滾動平均值：

1.在隊列中等待被處理的進程數
2.等待非中斷任務完成的進程數
複製代碼

是TASK_RUNNING和TASK_UNINTERRUPTIBLE的和的平均值。若是進程請求 CPU時間被阻塞（表示CPU沒有時間處理它們），平均負載就會升高。另外一方面， 若是每一個進程直接就能得到CPU時間而且沒有CPU週期丟失，負載就會降下來。

• 可運行進程（Runable processes） 表示已經準備好要執行的進程。這個值不該該持續超過CPU個數的10倍，不然就是出現 了CPU瓶頸。
• 阻塞的（Blocked） 在等待I/O操做完成的時候，進程不能執行。阻塞進程能夠指出你的I/O瓶頸。
• 上下文切換（Context switch） 系統上有大量的切換在線程間發生，在有大量中斷和上下文切換髮生時，表示驅動或應 用程序出現了問題。通常來講，上下文切換不是好現象，由於CPU緩存須要刷新，可是 有些上下文切換是必要的。
• 中斷（Interrupts） 中斷值包含硬中斷和軟中斷。硬中斷對系統性能有更大的影響。高中斷值指示了軟件瓶 頸，不管是內核仍是驅動程序層面的。記住中斷值包含CPU時鐘引發的中斷。

4、內存指標

以下是內存度量值：

• 空閒內存（Free memory） 和其它操做系統相比，不該該過度擔憂Linux內存的問題。在「虛擬內存管理」一節中已經 說過，Linux把大部分沒用到的內存做爲文件系統緩存，因此計算空閒內存的時候還得加 上已用內存中的緩衝（buffer）和緩存(cache)大小。
• Swap利用率（Swap usage） 這個數值代表已經使用的swap的空間。如「虛擬內存管理」一節中所說的那樣，swap使用 率只是代表Linux的內存管理有多麼高效。Swap In/Out纔是識別內存瓶頸的手段，長時間 每秒200到300以上的swap in/out次數代表可能出現內存瓶頸。
• 緩衝和緩存（Buffer and cache） cache被用做文件系統緩存和塊設備緩存。
• Slabs 描述內核的內存使用量。注意，內核頁不能page out到磁盤。
• 活動和非活動內存 提供關於系統中活動的內存信息。非活動內存是可能由kswapd守護進程交換到磁盤的候 選。

5、網絡指標

如下是網絡指標：

• 接收和發送的包（Packets received and sent） 這個指標告訴你指定網絡接口的接收和發送網絡包的數量。
• 接收和發送的字節（Bytes received and sent） 這個值是指定網卡的發送和接收的字節數。
• 每秒碰撞（collisions per second） 這個值提供了各個網絡接口所鏈接網絡的所發生的衝突數量。持續的衝突多是因爲網 絡基礎設施致使的，而不是服務器。在大多數正確配置的網絡中，碰撞不多發送，除非 網絡是由集線器組成的。
• 丟包 這是被內核丟棄的包的數量，多是防火牆配置致使的，也多是因爲缺乏網絡緩衝。
• 過載（Overruns）  過載表示網絡接口用光緩衝空間的次數。這個指標應該和丟包聯合起來使用，來判斷 瓶頸是由網絡緩衝仍是網絡隊列長度致使的。
• 錯誤（Errors） 被標識爲故障的幀數目。這一般是因爲網絡不匹配或者部分網線損壞致使的。在銅基千 兆中，部分損壞網線可能致使顯著的網絡性能問題。

6、塊設備指標

如下是塊設備的相關指標：

• IO等待（Iowait） CPU花在等待I/O操做發生上的時間。該值長時間飆高預示着可能出現了I/O瓶頸。
• 平均隊列長度（Average queue length） 未完成的I/O請求數量。一般，2到3的磁盤隊列是很理想的；過高可能表示出現了I/O瓶 頸。
• 平均等待（Average wait） 一個IO請求被服務的平均等待時間，以毫秒計算。等待時間由真實的I/O操做時間和I/O隊 列的等待時間組成。
• 每秒傳輸（Transfers per second） 表示每秒有多少個I/O操做被執行（讀和寫）。transfers per second和kBytes per second 能夠聯合使用，來表示系統每秒的平均傳輸大小。平均傳輸大小一般應該和所使用的磁 盤子系統的條帶大小相匹配。
• 每秒讀寫塊（Blocks read/write per second） 在內核2.6中，它表示每秒讀取和寫入1024字節塊的數目。更早的內核，塊大小可能不一 樣，從512字節到4K字節不等。
• 每秒讀寫的千字節（Kilobytes per second read/write） 從塊設備讀和寫的千字節，表示從塊設備中讀取和寫入的實際大小。