sar(System Activity Reporter系统活动情况报告)是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一,可以从多方面对系统的活动进行报告,包括:文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。本文主要以CentOS 6.3 x64系统为例,介绍sar命令。

sar命令常用格式

sar [options] [-A] [-o file] t [n]

其中:

t为采样间隔,n为采样次数,默认值是1;

-o file表示将命令结果以二进制格式存放在文件中,file 是文件名。

options 为命令行选项,sar命令常用选项如下:

 

-A:所有报告的总和

-u:输出CPU使用情况的统计信息

-v:输出inode、文件和其他内核表的统计信息

-d:输出每一个块设备的活动信息

-r:输出内存和交换空间的统计信息

-b:显示I/O和传送速率的统计信息

-a:文件读写情况

-c:输出进程统计信息,每秒创建的进程数

-R:输出内存页面的统计信息

-y:终端设备活动情况

-w:输出系统交换活动信息

1. CPU资源监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,观察CPU 的使用情况,并将采样结果以二进制形式存入当前目录下的文件test中,需键入如下命令:

sar -u -o test 10 3

屏幕显示如下:

17:06:16 CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle

17:06:26 all 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 99.80

17:06:36 all 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 99.80

17:06:46 all 0.00 0.00 0.10 0.00 0.00 99.90

Average: all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83

输出项说明:

CPU:all 表示统计信息为所有 CPU 的平均值。

%user:显示在用户级别(application)运行使用 CPU 总时间的百分比。

%nice:显示在用户级别,用于nice操作,所占用 CPU 总时间的百分比。

%system:在核心级别(kernel)运行所使用 CPU 总时间的百分比。

%iowait:显示用于等待I/O操作占用 CPU 总时间的百分比。

%steal:管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比。

%idle:显示 CPU 空闲时间占用 CPU 总时间的百分比。

1. 若 %iowait 的值过高,表示硬盘存在I/O瓶颈

2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时,有可能是 CPU 等待分配内存,此时应加大内存容量

3. 若 %idle 的值持续低于1,则系统的 CPU 处理能力相对较低,表明系统中最需要解决的资源是 CPU 。

如果要查看二进制文件test中的内容,需键入如下sar命令:

sar -u -f test

2. inode、文件和其他内核表监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,观察核心表的状态,需键入如下命令:

sar -v 10 3

屏幕显示如下:

17:10:49 dentunusd file-nr inode-nr pty-nr

17:10:59 6301 5664 12037 4

17:11:09 6301 5664 12037 4

17:11:19 6301 5664 12037 4

Average: 6301 5664 12037 4

输出项说明:

dentunusd:目录高速缓存中未被使用的条目数量

file-nr:文件句柄(file handle)的使用数量

inode-nr:索引节点句柄(inode handle)的使用数量

pty-nr:使用的pty数量

3. 内存和交换空间监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控内存分页:

sar -r 10 3

输出项说明:

kbmemfree:这个值和free命令中的free值基本一致,所以它不包括buffer和cache的空间.

kbmemused:这个值和free命令中的used值基本一致,所以它包括buffer和cache的空间.

%memused:这个值是kbmemused和内存总量(不包括swap)的一个百分比.

kbbuffers和kbcached:这两个值就是free命令中的buffer和cache.

kbcommit:保证当前系统所需要的内存,即为了确保不溢出而需要的内存(RAM+swap).

%commit:这个值是kbcommit与内存总量(包括swap)的一个百分比.

4. 内存分页监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控内存分页:

sar -B 10 3

输出项说明:

pgpgin/s:表示每秒从磁盘或SWAP置换到内存的字节数(KB)

pgpgout/s:表示每秒从内存置换到磁盘或SWAP的字节数(KB)

fault/s:每秒钟系统产生的缺页数,即主缺页与次缺页之和(major + minor)

majflt/s:每秒钟产生的主缺页数.

pgfree/s:每秒被放入空闲队列中的页个数

pgscank/s:每秒被kswapd扫描的页个数

pgscand/s:每秒直接被扫描的页个数

pgsteal/s:每秒钟从cache中被清除来满足内存需要的页个数

%vmeff:每秒清除的页(pgsteal)占总扫描页(pgscank+pgscand)的百分比

5. I/O和传送速率监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,报告缓冲区的使用情况,需键入如下命令:

sar -b 10 3

屏幕显示如下:

18:51:05 tps rtps wtps bread/s bwrtn/s

18:51:15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

18:51:25 1.92 0.00 1.92 0.00 22.65

18:51:35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Average: 0.64 0.00 0.64 0.00 7.59

输出项说明:

tps:每秒钟物理设备的 I/O 传输总量

rtps:每秒钟从物理设备读入的数据总量

wtps:每秒钟向物理设备写入的数据总量

bread/s:每秒钟从物理设备读入的数据量,单位为 块/s

bwrtn/s:每秒钟向物理设备写入的数据量,单位为 块/s

6. 进程队列长度和平均负载状态监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控进程队列长度和平均负载状态:

sar -q 10 3

屏幕显示如下:

19:25:50 runq-sz plist-sz ldavg-1 ldavg-5 ldavg-15

19:26:00 0 259 0.00 0.00 0.00

19:26:10 0 259 0.00 0.00 0.00

19:26:20 0 259 0.00 0.00 0.00

Average: 0 259 0.00 0.00 0.00

输出项说明:

runq-sz:运行队列的长度(等待运行的进程数)

plist-sz:进程列表中进程(processes)和线程(threads)的数量

ldavg-1:最后1分钟的系统平均负载(System load average)

ldavg-5:过去5分钟的系统平均负载

ldavg-15:过去15分钟的系统平均负载

7. 系统交换活动信息监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,监控系统交换活动信息:

sar -    W 10 3

屏幕显示如下:

19:39:50 pswpin/s pswpout/s

19:40:00 0.00 0.00

19:40:10 0.00 0.00

19:40:20 0.00 0.00

Average: 0.00 0.00

输出项说明:

pswpin/s:每秒系统换入的交换页面(swap page)数量

pswpout/s:每秒系统换出的交换页面(swap page)数量

8. 设备使用情况监控

例如,每10秒采样一次,连续采样3次,报告设备使用情况,需键入如下命令:

# sar -d 10 3 –p

屏幕显示如下:

17:45:54    DEV    tps    rd_sec/s    wr_sec/s    avgrq-sz    avgqu-sz    await    svctm    %util

17:46:04    scd0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

17:46:04    sda    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

17:46:04    vg_livedvd-lv_root    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

17:46:04    vg_livedvd-lv_swap    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

其中:

参数-p可以打印出sda,hdc等磁盘设备名称,如果不用参数-p,设备节点则有可能是dev8-0,dev22-0

tps:每秒从物理磁盘I/O的次数.多个逻辑请求会被合并为一个I/O磁盘请求,一次传输的大小是不确定的.

rd_sec/s:每秒读扇区的次数.

wr_sec/s:每秒写扇区的次数.

avgrq-sz:平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区).

avgqu-sz:磁盘请求队列的平均长度.

await:从请求磁盘操作到系统完成处理,每次请求的平均消耗时间,包括请求队列等待时间,单位是毫秒(1秒=1000毫秒).

svctm:系统处理每次请求的平均时间,不包括在请求队列中消耗的时间.

%util:I/O请求占CPU的百分比,比率越大,说明越饱和.

1. avgqu-sz 的值较低时,设备的利用率较高。

2. 当%util的值接近 1% 时,表示设备带宽已经占满。

要判断系统瓶颈问题,有时需几个 sar 命令选项结合起来

怀疑CPU存在瓶颈,可用 sar -u 和 sar -q 等来查看

怀疑内存存在瓶颈,可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看

怀疑I/O存在瓶颈,可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看


下文将说明如何使用sar获取以下性能分析数据:

  1. 整体CPU使用统计
  2. 各个CPU使用统计
  3. 内存使用情况统计
  4. 整体I/O情况
  5. 各个I/O设备情况
  6. 网络统计

 

整体CPU使用统计(-u)

使用-u选项,sar输出整体CPU的使用情况,不加选项时,默认使用的就是-u选项。以下命令显示采样时间为1s,采样次数为2次,整体CPU的使用情况:



linux sar 命令详解_物理设备

linux:/ # sar -u 1 2
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/08/12

11:37:07 CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle
11:37:08 all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 99.75
11:37:09 all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 99.75
Average: all 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 99.75


linux sar 命令详解_物理设备


以上主要的统计项的解析如下:

%user: 用户态下CPU使用时间比率

%system: 内核态下CPU使用时间比率

%iowait: CPU等待I/O占用时间比率

%idle: CPU空闲时间比率

 

各个CPU使用统计(-P)

“-P ALL”选项指示对每个内核输出统计信息:



linux sar 命令详解_物理设备

linux:~ # sar -P ALL 1 1
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/08/12

14:04:37 CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle
14:04:38 all 0.50 0.00 0.12 0.00 0.00 99.38
14:04:38 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
14:04:38 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
14:04:38 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
14:04:38 3 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 99.00


linux sar 命令详解_物理设备


其中”CPU”列输出0,1,2,3指示对应的cpu核。也可针对单独一个内核显示,“-P 1”指示显示第二个内核的统计信息。

 

内存使用情况统计(-r)

使用-r选项可显示内存统计信息,以下命令显示以1秒为采样时间,显示2次内存信息:



linux sar 命令详解_物理设备

linux:~ # sar -r  1 2
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/08/12

14:22:50 kbmemfree kbmemused %memused kbbuffers kbcached kbswpfree kbswpused %swpused kbswpcad
14:22:51 11727480 4564652 28.02 174460 3995108 8393920 0 0.00 0
14:22:52 11727480 4564652 28.02 174460 3995108 8393920 0 0.00 0
Average: 11727480 4564652 28.02 174460 3995108 8393920 0 0.00 0


linux sar 命令详解_物理设备


上面输出的内存单位为”kb”,各项的名称可自解析其含义。

 

整体I/O情况(-b)

使用-b选项,可以显示磁盘I/O的使用情况:



linux sar 命令详解_物理设备

linux:~ # sar -b 1 2
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/08/12

14:50:33 tps rtps wtps bread/s bwrtn/s
14:50:34 0.99 0.00 0.99 0.00 7.92
14:50:35 4.00 0.00 4.00 0.00 136.00
Average: 2.49 0.00 2.49 0.00 71.64


linux sar 命令详解_物理设备


以上各列的含义为:

tps: 每秒向磁盘设备请求数据的次数,包括读、写请求,为rtps与wtps的和。出于效率考虑,每一次IO下发后并不是立即处理请求,而是将请求合并(merge),这里tps指请求合并后的请求计数。

rtps: 每秒向磁盘设备的读请求次数

wtps: 每秒向磁盘设备的写请求次数

bread: 每秒从磁盘读的bytes数量

bwrtn: 每秒向磁盘写的bytes数量

 

各个I/O设备情况(-d)

使用-d选项可以显示各个磁盘的统计信息,再增加-p选项可以以sdX的形式显示设备名称:



linux sar 命令详解_物理设备

linux:~ # sar -d -p 1 1
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/08/12

15:43:34 DEV tps rd_sec/s wr_sec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
15:43:35 sda 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15:43:35 sdb 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15:43:35 sdc 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00


linux sar 命令详解_物理设备


以上输出中DEV列以sdX的方式显示了设备名称。

 

网络统计(-n)

使用-n选项可以对网络使用情况进行显示,-n后接关键词”DEV”可显示eth0、eth1等网卡的信息:



linux sar 命令详解_物理设备

linux:~ # sar -n DEV 1 1
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/08/12

15:50:22 IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s
15:50:23 lo 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15:50:23 eth0 23.76 1.98 1.59 0.26 0.00 0.00 0.00
15:50:23 eth1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15:50:23 eth2 7.92 0.00 0.60 0.00 0.00 0.00 0.00


linux sar 命令详解_物理设备


以上主要输出含义如下:

IFACE: 网络接口名称

rxpck/s: 每秒收包的数量

txpck/s: 每秒发包的数量

rxkB/s: 每秒收的数据量(kB为单位)

txkB/s: 每秒发的数据量(kB为单位)

 

sar日志保存(-o)

最后讲一下如何保存sar日志,使用-o选项,我们可以把sar统计信息保存到一个指定的文件,对于保存的日志,我们可以使用-f选项读取:



linux:~ # sar -n DEV 1 10 -o sar.out
linux:~ # sar -d 1 10 -f sar.out


相比将结果重定向到一个文件,使用-o选项,可以保存更多的系统资源信息。