linux: 系統狀态工具
作為常年在win下面操作的普通程式員,window下面幾乎萬能的任務管理器實在是居家旅行出門必備的神器.但是一旦涉及Linux下,原本和Windows作業系統鬥智鬥勇的經驗就淪為灰煙.本文将總結那些常用的系統狀态工具,以作為整理(其實是本人看了<高性能MySQL>中關于系統參數一章後實在沒什麼可以總結的東西,寫了這一篇)
PS
ps:report a snapshot of the current processes.翻譯成中文就是傳回目前程序的快照.使用該指令可以确定有哪些程序正在運作和運作的狀态,程序是否結束,程序有沒有僵屍.哪些程序占用了過多的資源等等.總之大部分資訊都是可以通過執行該指令得到。ps是顯示瞬間程序的狀态，并不動态連續;如果想對程序進行實時監控應該用top指令.
參數:
-A : 所有的程序均顯示出來,與 -e 具有同樣的效用；
-a : 顯示現行終端機下的所有程序，包括其他使用者的程序；
-u : 以使用者為主的程序狀态;
x ：通常與 a 這個參數一起使用，可列出較完整資訊。
輸出格式規劃：
l ：較長、較詳細的将該PID 的的資訊列出；
j ：工作的格式 (jobs format)
-f ：做一個更為完整的輸出。
<鳥哥的Linux私房菜>(天不生鳥哥,不知道有多少Linux小白要被國内那些垃圾書和垃圾翻譯給污染.順便一提鳥哥不是程式員,我認識的朋友裡面也有那種搞攝影裝置但是Linux玩的非常溜的朋友)一書中重點說了隻需要記住兩組指令.1是隻查詢自己bash程式的”ps -l”. 一種是檢視所有程序的”ps aux”
F 代表這個程式的旗标 (flag)， 4 代表使用者為 superuser；
S 代表這個程式的狀态 (STAT)；
UID 代表執行者身份;
PID 程序的ID号;
PPID 父程序的ID；
C CPU使用的資源百分比
PRI指程序的執行優先權(Priority的簡寫)，其值越小越早被執行；
NI 這個程序的nice值，其表示程序可被執行的優先級的修正數值。
ADDR 這個是核心函數，指出該程式在記憶體的那個部分。如果是個執行 的程式，一般就是『 - 』
SZ 使用掉的記憶體大小；
WCHAN 目前這個程式是否正在運作當中，若為 - 表示正在運作；
TTY 登入者的終端機位置；
TIME 使用掉的 CPU 時間。
CMD 所下達的指令名稱
USER：該程序屬于那個使用者賬号。
PID ：該程序的程序ID号。
%CPU：該程序使用掉的 CPU 資源百分比；
%MEM：該程序所占用的實體記憶體百分比；
VSZ ：該程序使用掉的虛拟記憶體量 (Kbytes)
RSS ：該程序占用的固定的記憶體量 (Kbytes)
TTY ：該程序是在那個終端機上面運作，若與終端機無關，則顯示 ?。另外， tty1-tty6 是本機上面的登入者程式，若為 pts/0 等等的，則表示為由網絡連接配接進主機的程式。
STAT：該程式目前的狀态
主要的狀态有：
- R ：該程式目前正在運作，或者是可被運作；
- S ：該程式目前正在睡眠當中，但可被某些訊号(signal) 喚醒。
- T ：該程式目前正在偵測或者是停止了；
- Z ：該程式應該已經終止，但是其父程式卻無法正常的終止他，造成 zombie (疆屍) 程式的狀态
START：該程序被觸發啟動的時間；
TIME ：該程序實際使用 CPU 運作的時間。
COMMAND：該程式的實際指令
### top
top指令能夠實時顯示系統中各個程序的資源占用狀況，常用于服務端性能分析.
top指令的結果分為兩個部分：
統計資訊：前五行是系統整體的統計資訊；
程序資訊：統計資訊下方類似表格區域顯示的是各個程序的詳細資訊，預設5秒重新整理一次。
統計資訊說明：
-
第1行：Top 任務隊列資訊(系統運作狀态及平均負載)，與uptime指令結果相同。
第1段：系統目前時間，例如：16:07:37
第2段：系統運作時間，未重新開機的時間，時間越長系統越穩定。
格式：up xx days, HH:MM
例如：241 days, 20:11, 表示連續運作了241天20小時11分鐘
第3段：目前登入使用者數，例如：1 user，表示目前隻有1個使用者登入
第4段：系統負載，即任務隊列的平均長度，3個數值分别統計最近1，5，15分鐘的系統平均負載
系統平均負載：單核CPU情況下，0.00 表示沒有任何負荷，1.00表示剛好滿負荷，超過1側表示超負荷，理想值是0.7；
多核CPU負載：CPU核數 * 理想值0.7 = 理想負荷，例如：4核CPU負載不超過2.8何表示沒有出現高負載。
-
第2行：Tasks 程序相關資訊
第1段：程序總數，例如：Tasks: 231 total, 表示總共運作231個程序
第2段：正在運作的程序數，例如：1 running,
第3段：睡眠的程序數，例如：230 sleeping,
第4段：停止的程序數，例如：0 stopped,
第5段：僵屍程序數，例如：0 zombie
-
第3行：Cpus CPU相關資訊，如果是多核CPU，按數字1可顯示各核CPU資訊，此時1行将轉為Cpu核數行，數字1可以來回切換。
第1段：us 使用者空間占用CPU百分比，例如：Cpu(s): 12.7%us,
第2段：sy 核心空間占用CPU百分比，例如：8.4%sy,
第3段：ni 使用者程序空間内改變過優先級的程序占用CPU百分比，例如：0.0%ni,
第4段：id 空閑CPU百分比，例如：77.1%id,
第5段：wa 等待輸入輸出的CPU時間百分比，例如：0.0%wa,
第6段：hi CPU服務于硬體中斷所耗費的時間總額，例如：0.0%hi,
第7段：si CPU服務軟中斷所耗費的時間總額，例如：1.8%si,
第8段：st Steal time 虛拟機被hypervisor偷去的CPU時間（如果目前處于一個hypervisor下的vm，實際上hypervisor也是要消耗一部分CPU處理時間的）
-
第4行：Mem 記憶體相關資訊（Mem: 12196436k total, 12056552k used, 139884k free, 64564k buffers）
第1段：實體記憶體總量，例如：Mem: 12196436k total,
第2段：使用的實體記憶體總量，例如：12056552k used,
第3段：空閑記憶體總量，例如：Mem: 139884k free,
第4段：用作核心緩存的記憶體量，例如：64564k buffers
-
第5行：Swap 交換分區相關資訊（Swap: 2097144k total, 151016k used, 1946128k free, 3120236k cached）
第1段：交換區總量，例如：Swap: 2097144k total,
第2段：使用的交換區總量，例如：151016k used,
第3段：空閑交換區總量，例如：1946128k free,
第4段：緩沖的交換區總量，3120236k cached
程序資訊：
在top指令中按f按可以檢視顯示的列資訊，按對應字母來開啟/關閉列，大寫字母表示開啟，小寫字母表示關閉。帶*号的是預設列。
- A: PID = (Process Id) 程序Id；
- E: USER = (User Name) 程序所有者的使用者名；
- H: PR = (Priority) 優先級
- I: NI = (Nice value) nice值。負值表示高優先級，正值表示低優先級
- O: VIRT = (Virtual Image (kb)) 程序使用的虛拟記憶體總量，機關kb。VIRT=SWAP+RES
- Q: RES = (Resident size (kb)) 程序使用的、未被換出的實體記憶體大小，機關kb。RES=CODE+DATA
- T: SHR = (Shared Mem size (kb)) 共享記憶體大小，機關kb
- W: S = (Process Status) 程序狀态。D=不可中斷的睡眠狀态,R=運作,S=睡眠,T=跟蹤/停止,Z=僵屍程序
- K: %CPU = (CPU usage) 上次更新到現在的CPU時間占用百分比
- N: %MEM = (Memory usage (RES)) 程序使用的實體記憶體百分比
- M: TIME+ = (CPU Time, hundredths) 程序使用的CPU時間總計，機關1/100秒
- b: PPID = (Parent Process Pid) 父程序Id
- c: RUSER = (Real user name)
- d: UID = (User Id) 程序所有者的使用者id
- f: GROUP = (Group Name) 程序所有者的組名
- g: TTY = (Controlling Tty) 啟動程序的終端名。不是從終端啟動的程序則顯示為 ?
- j: P = (Last used cpu (SMP)) 最後使用的CPU，僅在多CPU環境下有意義
- p: SWAP = (Swapped size (kb)) 程序使用的虛拟記憶體中，被換出的大小，機關kb
- l: TIME = (CPU Time) 程序使用的CPU時間總計，機關秒
- r: CODE = (Code size (kb)) 可執行代碼占用的實體記憶體大小，機關kb
- s: DATA = (Data+Stack size (kb)) 可執行代碼以外的部分(資料段+棧)占用的實體記憶體大小，機關kb
- u: nFLT = (Page Fault count) 頁面錯誤次數
- v: nDRT = (Dirty Pages count) 最後一次寫入到現在，被修改過的頁面數
- y: WCHAN = (Sleeping in Function) 若該程序在睡眠，則顯示睡眠中的系統函數名
- z: Flags = (Task Flags
vmstat
vmstat指令可以展現給定時間間隔的伺服器的狀态值,包括伺服器的CPU使用率，記憶體使用，虛拟記憶體交換情況,IO讀寫情況。
指令格式
iostat[參數][時間][次數]
參數
- -a：顯示活動内頁；
- -f：顯示啟動後建立的程序總數；
- -m：顯示slab資訊；
- -n：頭資訊僅顯示一次；
- -s：以表格方式顯示事件計數器和記憶體狀态；
- -d：報告磁盤狀态；
- -p：顯示指定的硬碟分區狀态；
- -S：輸出資訊的機關。
vmstat工具的使用是通過兩個數字參數來完成的，第一個參數是采樣的時間間隔數，機關是秒，第二個參數是采樣的次數，如:
現在分析一個各個參數的意思
r 表示運作隊列(就是說多少個程序真的配置設定到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。這個也和top的負載有關系，一般負載超過了3就比較高，超過了5就高，超過了10就不正常了，伺服器的狀态很危險。top的負載類似每秒的運作隊列。如果運作隊列過大，表示你的CPU很繁忙，一般會造成CPU使用率很高。
b 表示阻塞的程序,這個不多說，程序阻塞，大家懂的。
swpd 虛拟記憶體已使用的大小，如果大于0，表示你的機器實體記憶體不足了，如果不是程式記憶體洩露的原因，那麼你該更新記憶體了或者把耗記憶體的任務遷移到其他機器。
free 空閑的實體記憶體的大小，我的機器記憶體總共8G，剩餘3415M。
buff Linux/Unix系統是用來存儲，目錄裡面有什麼内容，權限等的緩存，我本機大概占用300多M
cache cache直接用來記憶我們打開的檔案,給檔案做緩沖，我本機大概占用300多M(這裡是Linux/Unix的聰明之處，把空閑的實體記憶體的一部分拿來做檔案和目錄的緩存，是為了提高 程式執行的性能，當程式使用記憶體時，buffer/cached會很快地被使用。)
si 每秒從磁盤讀入虛拟記憶體的大小，如果這個值大于0，表示實體記憶體不夠用或者記憶體洩露了，要查找耗記憶體程序解決掉。我的機器記憶體充裕，一切正常。
so 每秒虛拟記憶體寫入磁盤的大小，如果這個值大于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盤和其他塊裝置，預設塊大小是1024byte，我本機上沒什麼IO操作，是以一直是0，但是我曾在處理拷貝大量資料(2-3T)的機器上看過可以達到140000/s，磁盤寫入速度差不多140M每秒
bo 塊裝置每秒發送的塊數量，例如我們讀取檔案，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO過于頻繁，需要調整。
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，例如我們調用系統函數，就要進行上下文切換，線程的切換，也要程序上下文切換，這個值要越小越好，太大了，要考慮調低線程或者程序的數目,例如在apache和nginx這種web伺服器中，我們一般做性能測試時會進行幾千并發甚至幾萬并發的測試，選擇web伺服器的程序可以由程序或者線程的峰值一直下調，壓測，直到cs到一個比較小的值，這個程序和線程數就是比較合适的值了。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，導緻上下文切換，這個是很耗資源，也要盡量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，導緻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，我曾經在一個做加密解密很頻繁的伺服器上，可以看到us接近100,r運作隊列達到80(機器在做壓力測試，性能表現不佳)。
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。
id 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。
iostat
有記憶體自然有磁盤了.iostat是I/O statistics（輸入/輸出統計）的縮寫，iostat工具将對系統的磁盤操作活動進行監視.
指令格式
iostat[參數][時間][次數]
- -C 顯示CPU使用情況
- -d 顯示磁盤使用情況
- -k 以 KB 為機關顯示
- -m 以 M 為機關顯示
- -N 顯示磁盤陣列(LVM) 資訊
- -n 顯示NFS 使用情況
- -p[磁盤] 顯示磁盤和分區的情況
- -t 顯示終端和CPU的資訊
- -x 顯示詳細資訊
- -V 顯示版本資訊
CPU 屬性值
- %user：CPU處在使用者模式下的時間百分比。
- %nice：CPU處在帶NICE值的使用者模式下的時間百分比。
- %system：CPU處在系統模式下的時間百分比。
- %iowait：CPU等待輸入輸出完成時間的百分比。
-
%steal：管理程式維護另一個虛拟處理器時，虛拟CPU的無意識等待時間百分比。
%idle：CPU空閑時間百分比。
備注：
- 如果%iowait的值過高，表示硬碟存在I/O瓶頸，
-
%idle值高，表示CPU較空閑，
如果%idle值高但系統響應慢時，有可能是CPU等待配置設定記憶體，此時應加大記憶體容量。
- %idle值如果持續低于10，那麼系統的CPU處理能力相對較低，表明系統中最需要解決的資源是CPU。
磁盤每一列的含義如下:
- rrqm/s: 每秒進行 merge 的讀操作數目。 即 rmerge/s
- wrqm/s: 每秒進行 merge 的寫操作數目。即 wmerge/s
- r/s: 每秒完成的讀 I/O 裝置次數。 即 rio/s
- w/s: 每秒完成的寫 I/O 裝置次數。即 wio/s
- rsec/s: 每秒讀扇區數。即 rsect/s
- wsec/s: 每秒寫扇區數。即 wsect/s
- rkB/s: 每秒讀 K 位元組數。是 rsect/s 的一半,因為扇區大小為 512 位元組
- wkB/s: 每秒寫 K 位元組數。是 wsect/s 的一半
- avgrq-sz: 平均每次裝置 I/O 操作的資料大小(扇區)
- avgqu-sz: 平均 I/O 隊列長度。
- await: 平均每次裝置 I/O 操作的等待時間(毫秒)
- svctm: 平均每次裝置 I/O 操作的服務時間(毫秒)
- %util: 一秒中有百分之多少的時間用于 I/O 操作,或者說一秒中有多少時間 I/O 隊列是非空的。
備注：
- 如果 %util 接近 100%，說明産生的I/O請求太多，I/O系統已經滿負荷，該磁盤可能存在瓶頸。
- 如果 svctm 比較接近 await，說明 I/O 幾乎沒有等待時間；
- 如果 await 遠大于 svctm，說明I/O 隊列太長，io響應太慢，則需要進行必要優化。
- 如果avgqu-sz比較大，也表示有當量io在等待。
netstat
netstat 指令用于顯示各種網絡相關資訊，如網絡連接配接，路由表，接口狀态 (Interface Statistics)，masquerade 連接配接，多點傳播成員 (Multicast Memberships) 等等
- -a或–all：顯示所有連線中的Socket；
- -A<網絡類型>或–<網絡類型>：列出該網絡類型連線中的相關位址；
- -c或–continuous：持續列出網絡狀态；
- -C或–cache：顯示路由器配置的快取資訊；
- -e或–extend：顯示網絡其他相關資訊；
- -F或–fib：顯示FIB；
- -g或–groups：顯示多重廣播功能群組組員名單；
- -h或–help：線上幫助；
- -i或–interfaces：顯示網絡界面資訊表單；
- -l或–listening：顯示監控中的伺服器的Socket；
- -M或–masquerade：顯示僞裝的網絡連線；
- -n或–numeric：直接使用ip位址，而不通過域名伺服器；
- -N或–netlink或–symbolic：顯示網絡硬體外圍裝置的符号連接配接名稱；
- -o或–timers：顯示計時器；
- -p或–programs：顯示正在使用Socket的程式識别碼和程式名稱；
- -r或–route：顯示Routing Table；
- -s或–statistice：顯示網絡工作資訊統計表；
- -t或–tcp：顯示TCP傳輸協定的連線狀況；
- -u或–udp：顯示UDP傳輸協定的連線狀況；
- -v或–verbose：顯示指令執行過程；
- -V或–version：顯示版本資訊；
- -w或–raw：顯示RAW傳輸協定的連線狀況；
- -x或–unix：此參數的效果和指定”-A unix”參數相同；
- –ip或–inet：此參數的效果和指定”-A inet”參數相同。
這裡我們舉例,找出系統正在監聽的網絡連接配接和pid.這裡我們必須使用root使用者,否則無法檢視其他使用者的程序pid
其他指令
其他這些指令我就不一一細數,感興趣的可以自己開動搜尋引擎檢視.
- free 檢視記憶體使用情況
- uname 檢視系統與核心相關資訊
- dmesg 分析核心産生的資訊