• 如何用九条命令在一分钟之内检查linux服务器性能?


    如何用九条命令在一分钟内检查Linux服务器性能?

     

    一、uptime命令

    # uptime 

    [root@centos7 ~]# uptime 
     14:17:46 up  3:58,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05

    这个命令可以快速查看机器的负载情况。在Linux系统中,这些数据表示等待CPU资源的进程和阻塞在不可中断IO进程(进程状态为D)的数量。这些数据可以让我们对系统资源使用有一个宏观的了解。

    命令的输出分别表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况。通过这三个数据,可以了解服务器负载是在趋于紧张还是趋于缓解。如果1分钟平均负载很高,而15分钟平均负载很低,说明服务器正在命令高负载情况,需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。反之,如果15分钟平均负载很高,1分钟平均负载较低,则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。

    上面例子中的输出,可以看见最近1分钟的平均负载非常高,且远高于最近15分钟负载,因此我们需要继续排查当前系统中有什么进程消耗了大量的资源。可以通过下文将会介绍的vmstat、mpstat等命令进一步排查。

    二、dmesg命令

    # dmesg | tail

    [root@centos7 ~]# dmesg |tail
    [   23.844720] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): eth0: link is not ready
    [   23.848463] e1000: eth0 NIC Link is Up 1000 Mbps Full Duplex, Flow Control: None
    [   23.857935] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): eth1: link is not ready
    [   23.861629] e1000: eth1 NIC Link is Up 1000 Mbps Full Duplex, Flow Control: None
    [ 1248.092396] ISO 9660 Extensions: Microsoft Joliet Level 3
    [ 1248.112365] ISO 9660 Extensions: RRIP_1991A
    [ 2368.001986] bridge: automatic filtering via arp/ip/ip6tables has been deprecated. Update your scripts to load br_netfilter if you need this.
    [ 2368.005495] Bridge firewalling registered
    [ 2368.027379] nf_conntrack version 0.5.0 (7812 buckets, 31248 max)
    [ 2368.237314] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): docker0: link is not ready

    该命令会输出系统日志的最后10行。示例中的输出,可以看见一次内核的oom kill和一次TCP丢包。这些日志可以帮助排查性能问题。千万不要忘了这一步。

    三、vmstat命令

    # vmstat 1

    [root@centos7 ~]# vmstat 1
    procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
     r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
     2  0      0 467048    948 417452    0    0    14    14   37   78  0  0 99  0  0
     0  0      0 467032    948 417452    0    0     0     0   51  111  0  0 100  0  0
     0  0      0 467032    948 417452    0    0     0     0   59  114  0  0 100  0  0
     0  0      0 467032    948 417452    0    0     0     0   48   99  0  1 99  0  0
     0  0      0 467032    948 417452    0    0     0    33   58  119  0  0 100  0  0
    ^C

    vmstat(8) 命令,每行会输出一些系统核心指标,这些指标可以让我们更详细的了解系统状态。后面跟的参数1,表示每秒输出一次统计信息,表头提示了每一列的含义,这几介绍一些和性能调优相关的列:

    • r:等待在CPU资源的进程数。这个数据比平均负载更加能够体现CPU负载情况,数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器CPU核数,那么机器的CPU资源已经饱和。

    • free:系统可用内存数(以千字节为单位),如果剩余内存不足,也会导致系统性能问题。下文介绍到的free命令,可以更详细的了解系统内存的使用情况。

    • si,so:交换区写入和读取的数量。如果这个数据不为0,说明系统已经在使用交换区(swap),机器物理内存已经不足。

    • us, sy, id, wa, st:这些都代表了CPU时间的消耗,它们分别表示用户时间(user)、系统(内核)时间(sys)、空闲时间(idle)、IO等待时间(wait)和被偷走的时间(stolen,一般被其他虚拟机消耗)。

    上述这些CPU时间,可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。一般情况下,如果用户时间和系统时间相加非常大,CPU出于忙于执行指令。如果IO等待时间很长,那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。

    示例命令的输出可以看见,大量CPU时间消耗在用户态,也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不一定是性能问题,需要结合r队列,一起分析。

    四、mpstat命令

    1、下载此命令

    [root@centos7 ~]# yum -y install sysstat

    2、命令用法展示

    # mpstat -P ALL 1

    [root@centos7 ~]# mpstat -P ALL 1
    Linux 3.10.0-514.el7.x86_64 (centos7)     05/15/2018     _x86_64_    (1 CPU)
    
    02:23:08 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
    02:23:09 PM  all    0.00    0.00    0.99    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.01
    02:23:09 PM    0    0.00    0.00    0.99    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.01
    
    02:23:09 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
    02:23:10 PM  all    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
    02:23:10 PM    0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
    
    02:23:10 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
    02:23:11 PM  all    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
    02:23:11 PM    0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

    该命令可以显示每个CPU的占用情况,如果有一个CPU占用率特别高,那么有可能是一个单线程应用程序引起的。

    五、pidstat命令

    # pidstat 1

    [root@centos7 ~]# pidstat 1
    Linux 3.10.0-514.el7.x86_64 (centos7)     05/15/2018     _x86_64_    (1 CPU)
    
    02:23:40 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:41 PM     0     14039    0.00    0.98    0.00    0.98     0  pidstat
    
    02:23:41 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:42 PM     0     14039    0.00    1.01    0.00    1.01     0  pidstat
    
    02:23:42 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    
    02:23:43 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:44 PM     0       592    1.03    0.00    0.00    1.03     0  vmtoolsd
    02:23:44 PM     0     14039    0.00    1.03    0.00    1.03     0  pidstat
    
    02:23:44 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:45 PM     0      2178    0.00    1.00    0.00    1.00     0  kworker/0:1
    02:23:45 PM     0     14039    0.00    1.00    0.00    1.00     0  pidstat
    
    02:23:45 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:46 PM     0     14039    1.01    1.01    0.00    2.02     0  pidstat
    
    02:23:46 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:47 PM     0     14039    0.00    0.99    0.00    0.99     0  pidstat
    
    02:23:47 PM   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
    02:23:48 PM     0       894    1.02    0.00    0.00    1.02     0  tuned

    pidstat命令输出进程的CPU占用率,该命令会持续输出,并且不会覆盖之前的数据,可以方便观察系统动态。如上的输出,可以看见两个JAVA进程占用了将近1600%的CPU时间,既消耗了大约16个CPU核心的运算资源。

    六、iostat命令

    # iostat -xz 1

    [root@centos7 ~]# iostat -xz 1
    Linux 3.10.0-514.el7.x86_64 (centos7)     05/15/2018     _x86_64_    (1 CPU)
    
    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
               0.17    0.01    0.29    0.12    0.00   99.41
    
    Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
    sda               0.00     0.17    0.69    0.31    13.46    14.49    56.25     0.04   35.65    5.14  104.52   3.59   0.36
    scd0              0.00     0.00    0.10    0.00     0.40     0.00     7.99     0.00    1.32    1.32    0.00   1.31   0.01
    dm-0              0.00     0.00    0.54    0.48    12.99    14.35    53.99     0.06   55.24    4.36  112.41   2.38   0.24
    dm-1              0.00     0.00    0.01    0.00     0.07     0.00    16.69     0.00    0.23    0.23    0.00   0.23   0.00
    
    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
               0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
    
    Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
    
    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
               0.00    0.00    0.99    0.00    0.00   99.01
    
    Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
    
    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
               0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
    • r/s, w/s, rkB/s, wkB/s:分别表示每秒读写次数和每秒读写数据量(千字节)。读写量过大,可能会引起性能问题。

    • awaitIO操作的平均等待时间,单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时,需要消耗的时间,包括IO等待和实际操作的耗时。如果这个数值过大,可能是硬件设备遇到了瓶颈或者出现故障。

    • avgqu-sz:向设备发出的请求平均数量。如果这个数值大于1,可能是硬件设备已经饱和(部分前端硬件设备支持并行写入)。

    • %util:设备利用率。这个数值表示设备的繁忙程度,经验值是如果超过60,可能会影响IO性能(可以参照IO操作平均等待时间)。如果到达100%,说明硬件设备已经饱和。

    如果显示的是逻辑设备的数据,那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是,即使IO性能不理想,也不一定意味这应用程序性能会不好,可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能。

    七、free命令

    # free -m

    [root@centos7 ~]# free -m
                  total        used        free      shared  buff/cache   available
    Mem:            976         112         451          18         412         648
    Swap:          2047           0        2047

    free命令可以查看系统内存的使用情况,-m参数表示按照兆字节展示。最后两列分别表示用于IO缓存的内存数,和用于文件系统页缓存的内存数。需要注意的是,第二行-/+ buffers/cache,看上去缓存占用了大量内存空间。

    这是Linux系统的内存使用策略,尽可能的利用内存,如果应用程序需要内存,这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。因此,这部分内存一般也被当成是可用内存。

    如果可用内存非常少,系统可能会动用交换区(如果配置了的话),这样会增加IO开销(可以在iostat命令中提现),降低系统性能。

    八、sar命令

    1、# sar -n DEV 1

    [root@centos7 ~]# sar -n DEV 1
    Linux 3.10.0-514.el7.x86_64 (centos7)     05/15/2018     _x86_64_    (1 CPU)
    
    02:25:38 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
    02:25:39 PM      eth0      1.00      1.00      0.06      0.18      0.00      0.00      0.00
    02:25:39 PM      eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:39 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:39 PM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    
    02:25:39 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
    02:25:40 PM      eth0      1.02      1.02      0.06      0.58      0.00      0.00      0.00
    02:25:40 PM      eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:40 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:40 PM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    
    02:25:40 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
    02:25:41 PM      eth0      1.01      1.01      0.06      0.58      0.00      0.00      0.00
    02:25:41 PM      eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:41 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:41 PM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    
    02:25:41 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
    02:25:42 PM      eth0      0.99      0.99      0.06      0.57      0.00      0.00      0.00
    02:25:42 PM      eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:42 PM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    02:25:42 PM   docker0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

    sar命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。在排查性能问题时,可以通过网络设备的吞吐量,判断网络设备是否已经饱和。如示例输出中,eth0网卡设备,吞吐率大概在22 Mbytes/s,既176 Mbits/sec,没有达到1Gbit/sec的硬件上限。

    2、# sar -n TCP,ETCP 1

    [root@centos7 ~]# sar -n TCP,ETCP 1
    Linux 3.10.0-514.el7.x86_64 (centos7)     05/15/2018     _x86_64_    (1 CPU)
    
    02:26:21 PM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s
    02:26:22 PM      0.00      0.00      1.01      1.01
    
    02:26:21 PM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s
    02:26:22 PM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    
    02:26:22 PM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s
    02:26:23 PM      0.00      0.00      0.99      0.99
    
    02:26:22 PM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s
    02:26:23 PM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    
    02:26:23 PM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s
    02:26:24 PM      0.00      0.00      1.01      1.01
    
    02:26:23 PM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s   orsts/s
    02:26:24 PM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
    
    02:26:24 PM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s
    02:26:25 PM      0.00      0.00      1.02      1.02

    sar命令在这里用于查看TCP连接状态,其中包括:

    • active/s:每秒本地发起的TCP连接数,既通过connect调用创建的TCP连接;

    • passive/s:每秒远程发起的TCP连接数,即通过accept调用创建的TCP连接;

    • retrans/s:每秒TCP重传数量;

    TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接,进一步可以判断是主动发起的连接,还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣,或者服务器压

    九、top命令

    # top

    [root@centos7 ~]# top
    top - 14:28:13 up  4:08,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
    Tasks:  94 total,   1 running,  93 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
    %Cpu(s):  0.2 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.4 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
    KiB Mem :   999936 total,   463864 free,   115036 used,   421036 buff/cache
    KiB Swap:  2097148 total,  2097148 free,        0 used.   664372 avail Mem 
    
       PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                        
      2178 root      20   0       0      0      0 S  6.2  0.0   0:18.69 kworker/0:1                                                    
         1 root      20   0  125160   3700   2416 S  0.0  0.4   0:01.68 systemd                                                        
         2 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 kthreadd                                                       
         3 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.73 ksoftirqd/0                                                    
         6 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.90 kworker/u256:0                                                 
         7 root      rt   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 migration/0                                                    
         8 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 rcu_bh                                                         
         9 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.60 rcu_sched                                                      
        10 root      rt   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.13 watchdog/0                                                     
        12 root       0 -20       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 khelper                                                        
        13 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 kdevtmpfs                                                      
        14 root       0 -20       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 netns                                                          
        15 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 khungtaskd                                                     
        16 root       0 -20       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 writeback                                                      
        17 root       0 -20       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 kintegrityd                                                    
        18 root       0 -20       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.00 bioset 

    top命令包含了前面好几个命令的检查的内容。比如系统负载情况(uptime)、系统内存使用情况(free)、系统CPU使用情况(vmstat)等。因此通过这个命令,可以相对全面的查看系统负载的来源。同时,top命令支持排序,可以按照不同的列排序,方便查找出诸如内存占用最多的进程、CPU占用率最高的进程等。

    但是,top命令相对于前面一些命令,输出是一个瞬间值,如果不持续盯着,可能会错过一些线索。这时可能需要暂停top命令刷新,来记录和比对数据

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