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
其中一些命令需要安装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,检查出所有资源(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。
下面我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
这个命令可以快速查看机器的负载情况。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。这些数据可以让我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分钟的平均负载情况。通过这三个数据,可以了解服务器负载是在趋于紧张还是区域缓解。如果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情况,需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。反之,如果15分钟平均负载很高,1分钟平均负载较低,则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。
上面例子中的输出,可以看见最近1分钟的平均负载非常高,且远高于最近15分钟负载,因此我们需要继续排查当前系统中有什么进程消耗了大量的资源。可以通过下文将会介绍的vmstat、mpstat等命令进一步排查。
dmesg | 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,可以看见一次内核的oom kill和一次TCP丢包。这些日志可以帮助排查性能问题。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 sobibo in cs us sy id wa st
34 00 200889792 73708 59182800 0 56 10 96 1 3 0 0
32 00 200889920 73708 59186000 0 592 13284 4282 98 1 1 0 0
32 00 200890112 73708 59186000 0 0 9501 2154 99 1 0 0 0
32 00 200889568 73712 59185600 048 11900 2459 99 0 0 0 0
32 00 200890208 73712 59186000 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,这些指标可以让我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能够体现CPU负载情况,数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器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),如果剩余内存不足,也会导致系统性能问题。下文介绍到的free命令,可以更详细的了解系统内存的使用情况。
si, so:交换区写入和读取的数量。如果这个数据不为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:这些都代表了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,一般被其他虚拟机消耗)。
上述这些CPU时间,可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。一般情况下,如果用户时间和系统时间相加非常大,CPU出于忙于执行指令。如果IO等待时间很长,那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。
示例命令的输出可以看见,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。这不一定是性能问题,需要结合r队列,一起分析。
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 0.750.00 0.00 0.000.000.000.00 0.78
07:38:50 PM0 96.04 0.00 2.970.00 0.00 0.000.000.000.00 0.99
07:38:50 PM1 97.00 0.00 1.000.00 0.00 0.000.000.000.00 2.00
07:38:50 PM2 98.00 0.00 1.000.00 0.00 0.000.000.000.00 1.00
07:38:50 PM3 96.97 0.00 0.000.00 0.00 0.000.000.000.00 3.03
[...]
该命令可以显示每个CPU的占用情况,如果有一个CPU占用率特别高,那么有可能是一个单线程应用程序引起的。
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 90.000.940.000.94 1 rcuos/0
07:41:03 PM 0 42145.665.660.00 11.3215 mesos-slave
07:41:03 PM 0 43540.940.940.001.89 8 java
07:41:03 PM 0 6521 1596.231.890.00 1598.1127 java
07:41:03 PM 0 6564 1571.707.550.00 1579.2528 java
07:41:03 PM 60004 601540.944.720.005.66 9 pidstat
07:41:03 PM UID PID%usr %system %guest%CPU CPU Command
07:41:04 PM 0 42146.002.000.008.0015 mesos-slave
07:41:04 PM 0 6521 1590.001.000.00 1591.0027 java
07:41:04 PM 0 6564 1573.00 10.000.00 1583.0028 java
07:41:04 PM 108 67181.000.000.001.00 0 snmp-pass
07:41:04 PM 60004 601541.004.000.005.00 9 pidstat
^C
pidstat命令输出进程的CPU占用率,该命令会持续输出,并且不会覆盖之前的数据,可以方便观察系统动态。如上的输出,可以看见两个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
73.960.003.730.030.06 22.21
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/srkB/swkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
xvda0.00 0.230.210.18 4.52 2.0834.37 0.009.98 13.805.42 2.44 0.09
xvdb0.01 0.001.028.94 127.97 598.53 145.79 0.000.431.780.28 0.25 0.25
xvdc0.01 0.001.028.86 127.79 595.94 146.50 0.000.451.820.30 0.27 0.26
dm-00.00 0.000.692.3210.4731.6928.01 0.013.230.713.98 0.13 0.04
dm-10.00 0.000.000.94 0.01 3.78 8.00 0.33 345.840.04 346.81 0.01 0.00
dm-20.00 0.000.090.07 1.35 0.3622.50 0.002.550.235.62 1.78 0.03
[...]
^C
iostat命令主要用于查看机器磁盘IO情况。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,可能会引起性能问题。
await:IO *** 作的平均等待时间,单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时,需要消耗的时间,包括IO等待和实际 *** 作的耗时。如果这个数值过大,可能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。如果这个数值大于1,可能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,经验值是如果超过60,可能会影响IO性能(可以参照IO *** 作平均等待时间)。如果到达100%,说明硬件设备已经饱和。
如果显示的是逻辑设备的数据,那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是,即使IO性能不理想,也不一定意味这应用程序性能会不好,可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能。
free –m
$ free -m
total used free sharedbuffers cached
Mem:245998 24545 221453 83 59541
-/+ buffers/cache: 23944 222053
Swap:0 0 0
free命令可以查看系统内存的使用情况,-m参数表示按照兆字节展示。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。需要注意的是,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,尽可能的利用内存,如果应用程序需要内存,这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。因此,这部分内存一般也被当成是可用内存。
如果可用内存非常少,系统可能会动用交换区(如果配置了的话),这样会增加IO开销(可以在iostat命令中提现),降低系统性能。
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/srxkB/stxkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s %ifutil
12:16:49 AM eth0 18763.00 5032.00 20686.42478.30 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:49 AMlo 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/srxkB/stxkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s %ifutil
12:16:50 AM eth0 19763.00 5101.00 21999.10482.56 0.00 0.00 0.00 0.00
12:16:50 AMlo 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命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。在排查性能问题时,可以通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/siseg/soseg/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/siseg/soseg/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连接状态,其中包括:
active/s:每秒本地发起的TCP连接数,既通过connect调用创建的TCP连接;
passive/s:每秒远程发起的TCP连接数,即通过accept调用创建的TCP连接;
retrans/s:每秒TCP重传数量;
TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接,进一步可以判断是主动发起的连接,还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣,或者服务器压力过大导致丢包。
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 NIVIRTRESSHR 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。比如系统负载情况(uptime)、系统内存使用情况(free)、系统CPU使用情况(vmstat)等。因此通过这个命令,可以相对全面的查看系统负载的来源。同时,top命令支持排序,可以按照不同的列排序,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。
但是,top命令相对于前面一些命令,输出是一个瞬间值,如果不持续盯着,可能会错过一些线索。这时可能需要暂停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很多工具,上面介绍的一些命令,可以帮助我们快速的定位问题。例如前面的示例输出,多个证据证明有JAVA进程占用了大量CPU资源,之后的性能调优就可以针对应用程序进行。
1.查看系统负载(1)uptime
这个命令可以快速查看机器的负载情况。
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。
命令的输出,load average表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况。
通过这三个数据,可以了解服务器负载是在趋于紧张还是趋于缓解。
如果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情况,需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。
反之,如果15分钟平均负载很高,1分钟平均负载较低,则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。
(2)W
Show who is logged on and what they are doing.
可查询登录当前系统的用户信息,以及这些用户目前正在做什么 *** 作
其中的load average后面的三个数字则显示了系统最近1分钟、5分钟、15分钟的系统平均负载情况
注意:
load average这个输出值,这三个值的大小一般不能大于系统逻辑CPU的个数。
如果输出中系统有4个逻辑CPU,如果load average的三个值长期大于4时,说明CPU很繁忙,负载很高,可能会影响系统性能,
但是偶尔大于4时,倒不用担心,一般不会影响系统性能。相反,如果load average的输出值小于CPU的个数,则表示CPU还有空闲
2.dmesg | tail
该命令会输出系统日志的最后10行。
这些日志可以帮助排查性能问题.
3.vmstat
vmstat Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计),用来获得有关进程、虚存、页面交换空间及 CPU活动的信息。这些信息反映了系统的负载情况。
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
(1)监控进程procs:
r:等待在CPU资源的进程数。
这个数据比平均负载更加能够体现CPU负载情况,数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器CPU核数,那么机器的CPU资源已经饱和(出现了CPU瓶颈)。
b:在等待io的进程数 。
(2)监控内存memoy:
swpd:现时可用的交换内存(单位KB)
free:系统可用内存数(以千字节为单位)
buff: 缓冲去中的内存数(单位:KB)。
cache:被用来做为高速缓存的内存数(单位:KB)。
(3)监控swap交换页面
si: 从磁盘交换到内存的交换页数量,单位:KB/秒。
so: 从内存交换到磁盘的交换页数量,单位:KB/秒。
如果这个数据不为0,说明系统已经在使用交换区(swap),机器物理内存已经不足。
(4)监控 io块设备
bi: 发送到块设备的块数,单位:块/秒。
bo: 从块设备接收到的块数,单位:块/秒。
(5)监控system系统
in: 每秒的中断数,包括时钟中断。
cs: 每秒的环境(上下文)转换次数。
(6)监控cpu中央处理器:
us:用户进程使用的时间 。以百分比表示。
sy:系统进程使用的时间。 以百分比表示。
id:中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。
us, sy, id, wa, st:这些都代表了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,一般被其他虚拟机消耗)。
这些CPU时间,可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。
注:
如果IO等待时间很长,那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。
如果用户时间和系统时间相加非常大,CPU出于忙于执行指令。
如果有大量CPU时间消耗在用户态,也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不一定是性能问题,需要结合r队列,一起分析。
4.mpstat -P ALL 1
该命令可以显示每个CPU的占用情况,如果有一个CPU占用率特别高,那么有可能是一个单线程应用程序引起的。
MultiProcessor Statistics的缩写,是实时系统监控工具
其报告与CPU的一些统计信息,这些信息存放在/proc/stat文件中。在多CPUs系统里,其不但能查看所有CPU的平均状况信息,而且能够查看特定CPU的信息。
格式:mpstat [-P {|ALL}] [internal [count]]
-P {|ALL} 表示监控哪个CPU, cpu在[0,cpu个数-1]中取值
internal 相邻的两次采样的间隔时间
count 采样的次数,count只能和delay一起使用
all : 指所有CPU
%usr : 显示在用户级别(例如应用程序)执行时CPU利用率的百分比
%nice :显示在拥有nice优先级的用户级别执行时CPU利用率的百分比
%sys : 现实在系统级别(例如内核)执行时CPU利用率的百分比
%iowait : 显示在系统有未完成的磁盘I/O请求期间CPU空闲时间的百分比
%irq : 显示CPU服务硬件中断所花费时间的百分比
%soft : 显示CPU服务软件中断所花费时间的百分比
%steal : 显示虚拟机管理器在服务另一个虚拟处理器时虚拟CPU处在非自愿等待下花费时间的百分比
%guest : 显示运行虚拟处理器时CPU花费时间的百分比
%idle : 显示CPU空闲和系统没有未完成的磁盘I/O请求情况下的时间百分比
系统有两个CPU。如果使用参数 -P 然后紧跟CPU编号得到指定CPU的利用率。
( Ubuntu安装: apt-get install sysstat)
5.pidstat 1
pidstat命令输出进程的CPU占用率,该命令会持续输出,并且不会覆盖之前的数据,可以方便观察系统动态
6.iostat -xz 1
iostat命令主要用于查看机器磁盘IO情况
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,可能会引起性能问题。
await:IO *** 作的平均等待时间,单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时,需要消耗的时间,包括IO等待和实际 *** 作的耗时。如果这个数值过大,可能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。如果这个数值大于1,可能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,经验值是如果超过60,可能会影响IO性能(可以参照IO *** 作平均等待时间)。如果到达100%,说明硬件设备已经饱和。
注:如果显示的是逻辑设备的数据,那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是,即使IO性能不理想,也不一定意味这应用程序性能会不好,可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能
7.free -m
free命令可以查看系统内存的使用情况,-m参数表示按照兆字节展示。
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。
注:
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,尽可能的利用内存,如果应用程序需要内存,这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。
如果可用内存非常少,系统可能会动用交换区(如果配置了的话),这样会增加IO开销(可以在iostat命令中提现),降低系统性能。
8.sar -n DEV 1
sar命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。
在排查性能问题时,可以通过网络设备的吞吐量,判断网络设备是否已经饱和。
9.sar -n TCP,ETCP 1
sar命令在这里用于查看TCP连接状态,其中包括:
active/s:每秒本地发起的TCP连接数,既通过connect调用创建的TCP连接;
passive/s:每秒远程发起的TCP连接数,即通过accept调用创建的TCP连接;
retrans/s:每秒TCP重传数量;
TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接,进一步可以判断是主动发起的连接,还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣,或者服务器压力过大导致丢包。
10.top
top命令包含了前面好几个命令的检查的内容。比如系统负载情况(uptime)、系统内存使用情况(free)、系统CPU使用情况(vmstat)等。
因此通过这个命令,可以相对全面的查看系统负载的来源。同时,top命令支持排序,可以按照不同的列排序,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。
但是,top命令相对于前面一些命令,输出是一个瞬间值,如果不持续盯着,可能会错过一些线索。这时可能需要暂停top命令刷新,来记录和比对数据。
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