1. Nmon性能监控

Linux和Unix最大的区别：前者是开发源代码的自由软件；而后者是对源代码实行知识产权保护的传统商业软件。

另外两大区别：

  • UNIX系统大多是与硬件配套的，而Linux则可运行在多种硬件平台上.
  • UNIX是商业软件，而Linux是自由软件，免费、公开源代码的. UNIX(5万美元)而Linux免费

 

如何监控Linux性能：

  • Vmstat ------查看系统状态、硬件和系统信息等
  • Top  ------ 查看进程活动状态以及一些系统状况
  • iostat ------查看CPU 负载，硬盘状况

vmstat 是个查看系统整体性能的小工具，小巧、即使在很 heavy 的情况下也运行良好，并且可以用时间间隔采集得到连续的性能数据。

 

参数介绍：

  • r，可运行队列的线程数，这些线程都是可运行状态，只不过 暂时未执行；
  • b，被阻塞（ blocked） 的进程数，正在等待 IO 请求；
  • in，被处理过的中断数
  • cs，系统上正在做上下文切换的数目
  • us，用户占用 CPU 的百分比
  • sys，内核和中断占用 CPU 的百分比
  • wa，所有可运行的线程被 blocked 以后都在等待 IO，这时候 CPU 空闲的百分比
  • id，CPU 完全空闲的百分比
  • swpd，已使用的 SWAP 空间大小，KB 为单位；
  • free，可用的物理内存大小，KB 为单位；
  • buff，物理内存用来缓存读写操作的 buffer 大小，KB 为单位；
  • cache，物理内存用来缓存进程地址空间的 cache 大小，KB 为单位；
  • si，数据从 SWAP 读取到 RAM（swap in）的大小，KB 为单位；
  • so，数据从 RAM 写到 SWAP（swap out）的大小，KB 为单位；
  • bi，磁盘块从文件系统或 SWAP 读取到 RAM（blocks in）的大小，block 为单位；
  • bo，磁盘块从 RAM 写到文件系统或 SWAP（blocks out）的大小，block 为单位；


分清不同系统的应用类型很重要，通常应用可以分为两种类型：

IO 相关，IO 相关的应用通常用来处理大量数据，需要大量内存和存储，频繁 IO 操作读写数据，而对 CPU 的要求则较少，大部分时间CPU 都在等待硬盘，比如，数据库服务器、文件服务器等。

CPU 相关，CPU 相关的应用需要使用大量 CPU，如高并发的 web/mail 服务器、图像/视频处理、科学计算等都可视作 CPU 相关的应用。

实例，第1个是文件服务器拷贝一个大文件时表现出来的特征，第2个是 CPU 做大量计算时表现出来的特征：  

 

 

上面两个例子最明显的差别就是 id 一栏，代表 CPU 的空闲率，拷贝文件时候 id 维持在 50％ 左右，CPU 大量计算的时候 id 基本为 0。

 

性能检测CPU：

CPU 的占用主要取决于CPU 上执行的事务类型，如拷贝文件通常占用较少 CPU，因为大部分工作是由 DMA（Direct Memory Access）完成，只是在完成拷贝以后给一个中断让 CPU 知道拷贝已经完成；但科学计算通常占用较多的 CPU，大部分计算工作都需要在 CPU 上完成，内存、硬盘等子系统只做暂时的数据存储工作。

准备知识-----操作系统基本知识，如：中断、进程调度、进程上下文切换、可运行队列等。

测试CPU的参考依据：

通常系统能到达以下目标：

CPU 利用率：如果 CPU 有 100％ 利用率，那么应该到达这样一个平衡：65％－70％ User Time，30％－35％ System Time，0％－5％ Idle Time；

上下文切换：上下文切换应该和 CPU 利用率联系起来看，如果能保持上面的 CPU 利用率平衡，大量的上下文切换是可以接受的；

可运行队列：每个可运行队列不应该有超过1－3个线程（每处理器），比如：双处理器系统的可运行队列里不应该超过6个线程。

实例分析：

 

从上面的数据可以看出几点：

  • Interrupts（in）非常高，context switch（cs）比较低，说明 CPU 一直在不停的请求资源；
  • system time（sy）一直保持在 80％ 以上，而且上下文切换较低（cs），说明某个进程可能一直占用 CPU；
  • run queue（r）刚好在4个。


性能检测Memory：

这里的“内存”包括物理内存和虚拟内存。

虚拟内存（Virtual Memory）把计算机的内存空间扩展到硬盘，物理内存（RAM）和硬盘的一部分空间（SWAP）组合在一起作为虚拟内存为计算机提供了一个连贯的虚拟内存空间；

优点：内存

缺点：把部分硬盘当内存用整体性能受到影响，硬盘读写速度要比内存慢几个数量级，并且 RAM 和 SWAP 之间的交换增加了系统的负担。

SWAP：

是LINUX下的虚拟内存分区,它的作用是在物理内存用完之后,将磁盘空间(也就是SWAP分区)虚拟成内存来使用.

需要注意的是,虽然这个SWAP分区能够作为“虚拟”的内存,但它的速度比物理内存要慢很多

大小一般设为物理内存的2倍

案例分析：

某一天,一个客户打电话来需要技术帮助,并抱怨平常15秒就可以打开的网页现在需要20分钟才可以打开（ RedHat ）.

性能分析步骤

首先使用vmstat 查看大致的系统性能情况，如下图所示：

 

分析:

  • 不会是内存不足导致,因为swap 始终没变化(si 和 so).尽管空闲内存不多(free),但swpd 也没有变化.
  • CPU 方面也没有太大问题,尽管有一些运行队列(procs r),但处理器还始终有50% 多的idle(CPU id).
  • 有太多的上下文切换(cs)以及disk block从RAM中被读入(bi).
  • CPU 还有平均20% 的I/O 等待情况.

结论: 从以上总结出,这是一个I/O 瓶颈.