性能排查 -- vmstat 使用

vmstat命令是最多見的Linux/Unix監控工具，能夠展示給定時間間隔的服務器的狀態值,包括服務器的CPU使用率，內存使用，虛擬內存交換狀況,IO讀寫狀況。這個命令是我查看Linux/Unix最喜好的命令，一個是Linux/Unix都支持，二是相比top，我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)。

通常vmstat工具的使用是經過兩個數字參數來完成的，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，如:

root@ubuntu:~# vmstat 2 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0      0 3498472 315836 3819540    0    0     0     1    2    0  0  0 100  0

2表示每一個兩秒採集一次服務器狀態，1表示只採集一次。

實際上，在應用過程當中，咱們會在一段時間內一直監控，不想監控直接結束vmstat就好了,例如:

root@ubuntu:~# vmstat 2  
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0      0 3499840 315836 3819660    0    0     0     1    2    0  0  0 100  0
 0  0      0 3499584 315836 3819660    0    0     0     0   88  158  0  0 100  0
 0  0      0 3499708 315836 3819660    0    0     0     2   86  162  0  0 100  0
 0  0      0 3499708 315836 3819660    0    0     0    10   81  151  0  0 100  0
 1  0      0 3499732 315836 3819660    0    0     0     2   83  154  0  0 100  0

這表示vmstat每2秒採集數據，一直採集，直到我結束程序，這裏採集了5次數據我就結束了程序。

好了，命令介紹完畢，如今開始實戰講解每一個參數的意思。

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。這個也和top的負載有關係，通常負載超過了3就比較高，超過了5就高，超過了10就不正常了，服務器的狀態很危險。top的負載相似每秒的運行隊列。若是運行隊列過大，表示你的CPU很繁忙，通常會形成CPU使用率很高。

b 表示阻塞的進程,這個很少說，進程阻塞，你們懂的。

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，個人機器內存總共8G，剩餘3415M。

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，我本機大概佔用300多M

cache cache直接用來記憶咱們打開的文件,給文件作緩衝，我本機大概佔用300多M(這裏是Linux/Unix的聰明之處，把空閒的物理內存的一部分拿來作文件和目錄的緩存，是爲了提升 程序執行的性能，當程序使用內存時，buffer/cached會很快地被使用。)

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。個人機器內存充裕，一切正常。

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，可是我曾在處理拷貝大量數據(2-3T)的機器上看過能夠達到140000/s，磁盤寫入速度差很少140M每秒

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。

 

bi: Blocks received from a block device (blocks/s).——每秒從塊設備接收到的塊數，即讀塊設備。
bo: Blocks sent to a block device (blocks/s).——每秒發送到塊設備的塊數，即寫塊設備。

 

 

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，我曾經在一個作加密解密很頻繁的服務器上，能夠看到us接近100,r運行隊列達到80(機器在作壓力測試，性能表現不佳)。

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。

id  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。