CPU性能分析
CPU性能常用分析工具有vmstat、uptime、mpstat等
命令：vmstat
这个命令含义本是显示虚拟内存状态，但它可以报告系统整体状态
语法：vmstat [-V] [-n] [delay [count]]
参数:
-n：输出的头部信息仅显示一次
delay：表示两次输出的间隔时间
count：表示统计的次数
- 例：表示每五秒输出一次信息，输出三次
[root@centos7 ~]# vmstat 5 3 procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 1 0 0 3421504 2136 361196 0 0 26 16 73 53 4 0 96 0 0 0 0 0 3421356 2136 361228 0 0 0 0 42 72 0 0 100 0 0 0 0 0 3421356 2136 361228 0 0 0 1 46 76 0 0 100 0 0
- procs：表示队列和等待时间
r：表示运行和等待CPU时间片的进程数（如果这个值长期大于系统CPU个数，说明CPU不足） b：表示等待资源的进程数，如正在等待i/o、内存交换等。
- memory：表示物理内存状态
swpd：表示切换到内存交换区的内存数量，单位为KB。（如果swpd的值不为0，或者比较大，只要si、so值长期为零0，就不用担心。） free：表示当前空闲的物理内存数量。 buff：表示buffers cached的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。 cache：表示page cached的内存数量，一般作为文件系统cached。（如果cache值较大，说明cached文件数较多，如果此时i/o中bi比较小，说明文件系统效率比较好。）
- swap：显示交换分区的使用状态
si：表示由磁盘调入内存，也就是内存。如果内存进入内存交换区的数量 so：表示由内存调入磁盘，也就是内存交换区进入内存的数量 分析：（一般情况下，si、so值都为零。如果si、so值长期不为零，则表示系统内存不足，需要增加系统内存。）
- io：显示磁盘读写状态
bi：表示从块设备入数据的总量（即读磁盘，单位KB/s）。 bo：表示写入到块设备的数据总量（即写磁盘，单位KB/s）。 分析:（设置bi+bo参考值为1000，如果超过1000，而且wa指较大，则表示系统磁盘i/o有问题，应该考虑提高磁盘的读写性能。）
- system：显示采集间隔内发生的中断数
in：表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。 cs：表示每秒产生的上下文切换次数。
- cpu：显示CPU的使用状态
us：显示了用户进程消耗的CPU时间百分比。 分析：（us的值比较高时，说明用户进程消耗的CPU时间多，如果长期大于50%，则需要考虑进行优化。） sy：显示了内核进程消耗的CPU时间百分比。 分析：（sy的值比较高时，说明内核消耗的CPU资源很多。如果us+sy大于80%。说明可能存在CPU资源不足的情况。） id：显示了CPU处于空闲状态的时间百分比。 wa：显示了i/o等待所占用的CPU时间百分比，wa值越高，说明i/o等待越严重。 分析：（wa的参考值为20%，如果wa值超过20%，说明i/o等待严重。原因可能是磁盘大量随机读写造成，也可能是磁盘或者磁盘控制器的宽带瓶颈造成的。）
命令：uptime
uptime是监控系统性能最常用的一个命令。主要用来统计系统当前的运行状况。
以下这条命令输出的信息依次为：系统时间、系统从开机开始运行的时间、系统目前有多少登录用户、系统在一分钟内、五分钟内、15分钟内平均负载。
[root@centos7 ~]# uptime 19:51:32 up 2:20, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.04
需要注意的地方是load average这个输出值，这三个值的大小，一般不能大于系统CPU的个数。
例如，本书初中系统有两个CPU，如果三个数值长期大于2，说明CPU很繁忙，负载很高。相反，如果这个数值远远小于2，说明CPU很空闲。
命令：mpstat
这个命令是一个CPU实时状态监控工具。是通过/proc/stat里面的状态信息来进行统计的，他可以查看多核CPU中每个计算核的统计数据。
语法：mpstat [-P {cpu|ALL}] [internal] [count]
参数：
[-P {cpu|ALL}]：表示监控哪个CPU，第一颗CPU数值为0
internal：采集的间隔时间
count：采集的次数
[root@centos7 ~]# mpstat 3 2 Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64 (centos7) 2022年01月04日 _x86_64_ (2 CPU) 20时06分23秒 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle 20时06分26秒 all 0.17 0.00 0.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.67 20时06分29秒 all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.83 平均时间: all 0.08 0.00 0.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.75
以下为输出中每列的含义：
- CPU：处理器的ID
- %usr：显示用户进程消耗的CPU时间百分比
- %nice：显示了运行正常进程所消耗的CPU时间百分比
- %sys：显示了系统进程消耗的CPU时间百分比
- %iowait：显示了i/o等待所占用的CPU时间百分比
- %irq：显示了硬中断时间占用的CPU时间百分比
- %soft：显示了软中断时间占用的CPU时间百分比
- %steal：显示了在内存相对紧张的环境下page in强制对不同的页面进行的steal操作
- %guest：显示了运行虚拟处理器时CPU花费时间的百分比
- %gnice：显示了运行带有nice优先级的虚拟CPU所花费的时间百分比
- %idle：显示了CPU处在空闲状态的时间百分比
分析 ：当%idle值较低时，应该是CPU不足的问题。当%iowait数值较高时，应该是当前负载下i/o子系统出现了问题。
内存性能分析
内存性能分析的常用工具有free、smem等。
命令：free
free是监控Linux内存使用状况最常用的指令。
[root@centos7 ~]# free total used free shared buff/cache available Mem: 4026156 243776 3411332 11868 371048 3550276 Swap: 2097148 0 2097148
此命令输出中显示了系统的各种内存状态，包括了物理内存和swap。
以上信息每列的内容分别为总内存（total）、使用内存（used）、空闲内存（free）、共享内存（shared）、系统缓存（buff/cache）、可用内存（available）
分析：一般来说，可用内存大于70%时，说明资源非常充足；小于20%时，说明资源紧缺，可扩容内存。
命令：smem
这个命令可以显示内存使用情况报告，他可以提供多种报告。
这个命令需要单独安装：
[root@centos7 ~]# yum -y install epel-release [root@centos7 ~]# yum -y install smem python-matplotlib python-tk
语法：smem [参数]
-k：用来显示内存单位
-p：以百分比的形式显示内存占用
-u：显示每个用户占用的内存信息。
-s：表示排序。
[root@centos7 ~]# smem -k -s uss PID User Command Swap USS PSS RSS 1024 root /sbin/agetty --noclear tty1 0 172.0K 204.0K 848.0K 965 root /usr/sbin/irqbalance --fore 0 376.0K 432.0K 1.3M 860 root /sbin/auditd 0 544.0K 570.0K 1.1M 522 root /usr/sbin/lvmetad -f 0 596.0K 640.0K 1.5M
上面相关的内容最后几列的内容分别是：
- RSS：是最常用的内存指标，表示进程占用的物理内存大小。这个值中包含了共享内存
- PSS：所有使用某共享库的程序均分该共享库占用的内存嗯。简单来说就是将共享内存的大小进行平均后，分摊到各个进程。
- USS：建成独自占有的内存，只计算进程独自占用的内存大小，不包含任何共享的部分。嗯呢。东莞r PS
通过这个命令，可以清晰的看到每个进程占用了多少内存资源，以及占用是否合理。
磁盘性能分析
磁盘性能分析的常用工具有iotop、iostat等
命令：iotop
这是一个用来监视磁盘i/o使用状况的top类工具，可监测到某一个程序使用的磁盘i/o的实时信息。
选项：
-p：指定进程ID，显示该进程的i/o情况
-u：指定用户名，显示该用户所有进程的i/o情况
-P：只显示进程
-k：表示以千字节显示
-t：表示在每一行前添加一个当前时间
iotop Total DISK READ : 0.00 B/s | Total DISK WRITE : 0.00 B/s Actual DISK READ: 0.00 B/s | Actual DISK WRITE: 0.00 B/s TID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO> COMMAND 1 be/4 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.00 % systemd --switched-root --system --deserialize 22 2 be/4 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.00 % [kthreadd] 1027 be/4 polkitd 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.00 % polkitd --no-debug 4 be/0 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.00 % [kworker/0:0H] 517 be/4 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.00 % lvmetad -f
命令：iostat
这个命令是对系统的磁盘i/o操作进行监视。主要显示磁盘读写操作的统计信息。
yum -y install sysstat
安装完成后，系统将会多出三个命令：iostat、sar、mpstat
[root@centos7 ~]# iostat -d Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64 (centos7) 2022年01月05日 _x86_64_ (2 CPU) Device: tps kB_read/s kB_wrtn/s kB_read kB_wrtn sda 3.32 63.47 6.58 102745 10649 scd0 0.01 0.64 0.00 1028 0 dm-0 2.14 56.08 5.31 90778 8601 dm-1 0.05 1.36 0.00 2204 0
以上的每项输出解释如下：
- KB_read/s：表示每秒读取的数据块数
- KB_wrth/s：表示每秒写入的数据快数
- KB_read：表示读取的所有块数
- KB_wrth：表示写入的所有块数
如果每秒写值很大，表示磁盘的写操作很频繁，可以优化磁盘或优化程序。如果每秒写的值很大，表示磁盘直接读取操作很多，可以将读取的数据放入内存进行操作。
网络性能分析
网络性能分析的常用工具有ping、traceroute和mtr等
命令：ping
如果网络反应慢，或连接中断。可以通过ping来测试网络连通情况。
[root@centos7 ~]# ping www.baidu.com PING www.a.shifen.com (110.242.68.3) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 110.242.68.3 (110.242.68.3): icmp_seq=1 ttl=128 time=11.4 ms 64 bytes from 110.242.68.3 (110.242.68.3): icmp_seq=2 ttl=128 time=11.8 ms 64 bytes from 110.242.68.3 (110.242.68.3): icmp_seq=3 ttl=128 time=12.4 ms 64 bytes from 110.242.68.3 (110.242.68.3): icmp_seq=4 ttl=128 time=11.4 ms ^C --- www.a.shifen.com ping statistics --- 4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3012ms rtt min/avg/max/mdev = 11.409/11.805/12.443/0.411 ms
在以上这个输出中，time值显示了两台主机间的网络延迟情况，如果此值很大，则表示网络延迟很大。
packet loss表示网络丢包率，这个值越小，表示网络质量越高。
