[转帖]如何用十条命令在一分钟内检查 Linux 服务器性能

如何用十条命令在一分钟内检查 Linux 服务器性能

时间：2016-09-28   做者：admin 分类：新手入门 阅读:246次

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

 

 

若是你的Linux服务器忽然负载暴增，报警短信快发爆你的手机，如何在最短期内找出Linux性能问题所在？来看Netflix性能工程团队的这篇博文，看它们经过十条命令在一分钟内对机器性能问题进行诊断。

概述

经过执行如下命令，能够在1分钟内对系统资源使用状况有个大体的了解。

• 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

其中一些命令须要安装sysstat包，有一些由procps包提供。这些命令的输出，有助于快速定位性能瓶颈，检查出全部资源（CPU、内存、磁盘IO等）的利用率（utilization）、饱和度（saturation）和错误（error）度量，也就是所谓的USE方法。

下面咱们来逐一介绍下这些命令，有关这些命令更多的参数和说明，请参照命令的手册。

uptime

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

这个命令能够快速查看机器的负载状况。在Linux系统中，这些数据表示等待CPU资源的进程和阻塞在不可中断IO进程（进程状态为D）的数量。这些数据可让咱们对系统资源使用有一个宏观的了解。

命令的输出分别表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载状况。经过这三个数据，能够了解服务器负载是在趋于紧张仍是趋于缓解。若是1分钟平均负载很高，而15分钟平均负载很低，说明服务器正在命令高负载状况，须要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。反之，若是15分钟平均负载很高，1分钟平均负载较低，则有多是CPU资源紧张时刻已通过去。

上面例子中的输出，能够看见最近1分钟的平均负载很是高，且远高于最近15分钟负载，所以咱们须要继续排查当前系统中有什么进程消耗了大量的资源。能够经过下文将会介绍的vmstat、mpstat等命令进一步排查。

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.

该命令会输出系统日志的最后10行。示例中的输出，能够看见一次内核的oom kill和一次TCP丢包。这些日志能够帮助排查性能问题。千万不要忘了这一步。

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，每行会输出一些系统核心指标，这些指标可让咱们更详细的了解系统状态。后面跟的参数1，表示每秒输出一次统计信息，表头提示了每一列的含义，这几介绍一些和性能调优相关的列：

• r：等待在CPU资源的进程数。这个数据比平均负载更加可以体现CPU负载状况，数据中不包含等待IO的进程。若是这个数值大于机器CPU核数，那么机器的CPU资源已经饱和。

• free：系统可用内存数（以千字节为单位），若是剩余内存不足，也会致使系统性能问题。下文介绍到的free命令，能够更详细的了解系统内存的使用状况。

• si，so：交换区写入和读取的数量。若是这个数据不为0，说明系统已经在使用交换区（swap），机器物理内存已经不足。

• us, sy, id, wa, st：这些都表明了CPU时间的消耗，它们分别表示用户时间（user）、系统（内核）时间（sys）、空闲时间（idle）、IO等待时间（wait）和被偷走的时间（stolen，通常被其余虚拟机消耗）。

上述这些CPU时间，可让咱们很快了解CPU是否出于繁忙状态。通常状况下，若是用户时间和系统时间相加很是大，CPU出于忙于执行指令。若是IO等待时间很长，那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。

示例命令的输出能够看见，大量CPU时间消耗在用户态，也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不必定是性能问题，须要结合r队列，一块儿分析。

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 [...]

该命令能够显示每一个CPU的占用状况，若是有一个CPU占用率特别高，那么有多是一个单线程应用程序引发的。

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命令输出进程的CPU占用率，该命令会持续输出，而且不会覆盖以前的数据，能够方便观察系统动态。如上的输出，能够看见两个JAVA进程占用了将近1600%的CPU时间，既消耗了大约16个CPU核心的运算资源。

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命令主要用于查看机器磁盘IO状况。该命令输出的列，主要含义是：

• r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：分别表示每秒读写次数和每秒读写数据量（千字节）。读写量过大，可能会引发性能问题。

• await：IO操做的平均等待时间，单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时，须要消耗的时间，包括IO等待和实际操做的耗时。若是这个数值过大，多是硬件设备遇到了瓶颈或者出现故障。

• avgqu-sz：向设备发出的请求平均数量。若是这个数值大于1，多是硬件设备已经饱和（部分前端硬件设备支持并行写入）。

• %util：设备利用率。这个数值表示设备的繁忙程度，经验值是若是超过60，可能会影响IO性能（能够参照IO操做平均等待时间）。若是到达100%，说明硬件设备已经饱和。

若是显示的是逻辑设备的数据，那么设备利用率不表明后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是，即便IO性能不理想，也不必定意味这应用程序性能会很差，能够利用诸如预读取、写缓存等策略提高应用性能。

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命令能够查看系统内存的使用状况，-m参数表示按照兆字节展现。最后两列分别表示用于IO缓存的内存数，和用于文件系统页缓存的内存数。须要注意的是，第二行-/+ buffers/cache，看上去缓存占用了大量内存空间。

这是Linux系统的内存使用策略，尽量的利用内存，若是应用程序须要内存，这部份内存会当即被回收并分配给应用程序。所以，这部份内存通常也被当成是可用内存。

若是可用内存很是少，系统可能会动用交换区（若是配置了的话），这样会增长IO开销（能够在iostat命令中提现），下降系统性能。

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命令在这里能够查看网络设备的吞吐率。在排查性能问题时，能够经过网络设备的吞吐量，判断网络设备是否已经饱和。如示例输出中，eth0网卡设备，吞吐率大概在22 Mbytes/s，既176 Mbits/sec，没有达到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命令在这里用于查看TCP链接状态，其中包括：

• active/s：每秒本地发起的TCP链接数，既经过connect调用建立的TCP链接；

• passive/s：每秒远程发起的TCP链接数，即经过accept调用建立的TCP链接；

• retrans/s：每秒TCP重传数量；

TCP链接数能够用来判断性能问题是否因为创建了过多的链接，进一步能够判断是主动发起的链接，仍是被动接受的链接。TCP重传多是由于网络环境恶劣，或者服务器压力过大致使丢包。

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命令包含了前面好几个命令的检查的内容。好比系统负载状况（uptime）、系统内存使用状况（free）、系统CPU使用状况（vmstat）等。所以经过这个命令，能够相对全面的查看系统负载的来源。同时，top命令支持排序，能够按照不一样的列排序，方便查找出诸如内存占用最多的进程、CPU占用率最高的进程等。

可是，top命令相对于前面一些命令，输出是一个瞬间值，若是不持续盯着，可能会错过一些线索。这时可能须要暂停top命令刷新，来记录和比对数据。

总结

排查Linux服务器性能问题还有不少工具，上面介绍的一些命令，能够帮助咱们快速的定位问题。例如前面的示例输出，多个证据证实有JAVA进程占用了大量CPU资源，以后的性能调优就能够针对应用程序进行。