Linux系統效能分析

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這篇教程的目的是向大家介紹一些免費的系統效能分析工具（命令），使用這些工具可以監控系統資源使用方式，便於發現效能瓶頸。

系統的整體效能取決於各種資源的平衡，類似木桶理論，某種資源的耗盡會嚴重阻礙系統的效能。

Linux中需要監控的資源主要有 CPU、主存（記憶體）、硬碟空間、I/O時間、網路時間、應用程式等。

影響系統效能的主要因素有：

因素	說明
使用者態CPU	CPU在使用者態運行使用者程式所花費的時間，包括庫調用，但是不包括核心花費的時間。
核心態CPU	CPU在核心態運行系統服務所花費的時間。所有的 I/O 操作都需要調用系統服務，程式員可以通過阻塞 I/O 傳輸來影響這部分的時間。
I/O 時間和網路時間	響應 I/O 請求、處理網路連接所花費的時間。
記憶體	切換上下文和交換資料（虛擬記憶體頁匯入和匯出）花費的時間。
應用程式	程式等待啟動並執行時間——CPU正在運行其他程式，等待切換到當前程式。

說明：一般認為使用者態CPU和核心態CPU花費的時間小於70%時是良好狀態。

下面的命令可以用來監控系統效能並作出相應調整：

命令	說明
nice	啟動程式時指定進程優先順序。
renice	調整現有進程的優先順序。
netstat	顯示各種網路相關資訊，包括網路連接情況、路由表、介面狀態(Interface Statistics)、masquerade 串連、多播成員 (Multicast Memberships)等。實際上，netstat 用於顯示與IP、TCP、UDP和ICMP協議相關的統計資料，一般用於檢驗本機各連接埠的網路連接情況。
time	檢測一個命令已耗用時間以及資源（CPU、記憶體、I/O等）使用方式。
uptime	查看系統負載情況。
ps	查看系統中進程的資源使用方式（瞬時狀態，不是動態監控）。
vmstat	報告虛擬記憶體使用方式。
gprof	精確剖析器的效能，能給出函數調用時間、調用次數、調用關係等。
top	即時監控系統中各個進程資源的資源使用方式。

常用命令組合：

• vmstat、sar、mpstat檢測是否存在CPU瓶頸；
• vmstat、free檢測是否存在記憶體瓶頸；
• iostat檢測是否存在磁碟I/O瓶頸；
• netstat檢測是否存在網路I/O瓶頸。

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