CentOS下 CPU 負載觀察和效能監測

CentOS下 CPU 負載觀察和效能監測

CPU負載和利用率

CPU 的負載和利用率是兩個不同的概念，但是他們都可以在top命令中查看。CPU利用率顯示的是程式在運行期間即時佔用的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，並不意味著CPU的負載大。兩者之間沒有必然的關係。

常用命令介紹：

* uptime

首先我們需要明白load average後面的三個數字代表什麼，他們分別代表前一分鐘，五分鐘，十五分鐘的CPU負載，一般來說較重要的指標是最後一個，因為我們需要盡量避免一些突發的情況。那麼這些數字處於什麼區間是正常的呢？首先我們需要知道，這些數字是和你的伺服器的CPU核心數是緊密相關的，如果你只有一個核的話，那麼數字為1.0就表示剛好在CPU的承受範圍之內。這些數字當然是越小越好，但是理論上0.0~1.0之間都是正常範圍。根據經驗來說，如果一直在0.7上下，那麼說明你可能需要花些時間來調查；如果長期徘徊或者超過1.0，那麼你就需要進行修複啦！

對應的，提供查看linux下查看邏輯CPU的命令：

* top

top命令不僅可以查看當前系統的平均負載，還可以查看不同進程對於CPU、記憶體等資源的使用方式。

預設情況下，top命令是以CPU使用率由高到低排序顯示進程資訊的，在 top 資訊介面按 K 鍵，並輸入想要終止的PID，就可以直接殺死指定進程。
top的 -b 選項開啟批處理模式，將每次重新整理全部列印到stdout
top的 -n 選項指定退出top命令前重新整理多少次資訊。
top命令的輸出：
　　第1行：與uptime相同；
　　第3行：當前的CPU運行情況：
us：非nice使用者進程佔用CPU的比率
sy：核心、核心進程佔用CPU的比率；
ni：如果一些使用者進程修改過優先順序，這裡顯示這些進程佔用CPU時間的比率；
id：CPU空閑比率，如果系統緩慢而這個值很高，說明系統慢的原因不是CPU負載高；
wa：CPU等待執行I/O操作的時間比率，該指標可以用來排查磁碟I/O的問題，通常結合wa和id判斷
hi：CPU處理硬體終端所佔時間的比率；
si：CPU處理軟體終端所佔時間的比率；
st：流逝的時間，虛擬機器中的其他任務所佔CPU時間的比率；

使用者進程佔比高，wa低，說明系統緩慢的原因在於進程佔用大量CPU，通常還會伴有較低的id，說明CPU空轉時間很少。
wa低，id高，可以排除CPU資源瓶頸的可能。　　
wa高，說明I/O佔用了大量的CPU時間，需要檢查交換空間的使用，交換空間位於磁碟上，效能遠低於記憶體，當記憶體耗盡開始使用交換空間時，將會給效能帶來嚴重影響，所以對於效能要求較高的伺服器，一般建議關閉交換空間。另一方面，如果記憶體充足，但wa很高，說明需要檢查哪個進程佔用了大量的I/O資源。

* iostat

如果iowait過長，說明是磁碟瓶頸；system過長，說明是核心瓶頸。

在Device一行，可以看到一些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、記憶體和磁碟記錄。預設情況下，sar命令顯示當天的統計資訊，不帶參數顯示CPU統計資訊，參數-r顯示收集的記憶體記錄，-b顯示磁碟I/O

查看當天CPU使用：

查看當天記憶體使用量：

查看當天IO統計：

另外，可以使用參數-s和-e限定查看的時間，使用參數-f查看本月內之前某一天的曆史統計資訊，例如：sar -s 20:00:00 ; sar -f /var/log/sysstat/sa08

*vmstat

相比top，這個可以看到整個機器的CPU,記憶體,IO的使用方式，而不是單單看到各個進程的CPU使用率和記憶體使用量率(使用情境不一樣)

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（可以預設）。

r 表示運行隊列(就是說多少個進程真的分配到CPU)，我測試的伺服器目前CPU比較空閑，沒什麼程式在跑，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 虛擬記憶體已使用的大小，如果大於0，表示你的機器實體記憶體不足了，如果不是程式記憶體泄露的原因，那麼你該升級記憶體了或者把耗記憶體的任務遷移到其他機器。

free 閒置實體記憶體的大小。

buff Linux/Unix系統是用來儲存，目錄裡面有什麼內容，許可權等的緩衝。

cache cache直接用來記憶我們開啟的檔案,給檔案做緩衝，用閒置一部分實體記憶體做緩衝，提高程式執行的效能。

si 每秒從磁碟讀入虛擬記憶體的大小，如果這個值大於0，表示實體記憶體不夠用或者記憶體泄露了，要尋找耗記憶體進程解決掉。

so 每秒虛擬記憶體寫入磁碟的大小，如果這個值大於0，同上。

bi 塊裝置每秒接收的塊數量，這裡的塊裝置是指系統上所有的磁碟和其他塊裝置，預設塊大小是1024byte，我本機上沒什麼IO操作，所以一直是0。

bo 塊裝置每秒發送的塊數量，例如我們讀取檔案，bo就要大於0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO過於頻繁，需要調整。

in 每秒CPU的中斷次數，包括時間中斷。

cs 每秒環境切換次數，例如我們調用系統函數，就要進行環境切換，線程的切換，也要進程環境切換，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伺服器中，我們一般做效能測試時會進行幾千並發甚至幾萬並發的測試，選擇web伺服器的進程可以由進程或者線程的峰值一直下調，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，我們的代碼就會進入核心空間，導致環境切換，這個是很耗資源，也要盡量避免頻繁調用系統函數。環境切換次數過多表示你的CPU大部分浪費在環境切換，導致CPU幹正經事的時間少了，CPU沒有充分利用，是不可取的。

us 使用者CPU時間。

sy 系統CPU時間，如果太高，表示系統調用時間長，例如是IO操作頻繁。

d 空閑 CPU時間，一般來說，id + us + sy = 100,一般我認為id是空閑CPU使用率，us是使用者CPU使用率，sy是系統CPU使用率。

wt 等待IO CPU時間。

常用的擷取Cpu負載和效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，我自己並沒有使用過，就不在此展開了。

參考：

https://zhangge.net/3257.html

http://blog.csdn.net/longxibendi/article/details/44625703