系統性能分析工具
上面的章節介紹了影響linux性能的幾個方面以及如何解決這些方面的問題，但是如何才能從系統上發現是某個方面或某幾個方面出現問題了呢，這就需要使用linux系統提供的幾個常用性能分析工具，下面就具體講述這幾個常用性能分析工具的使用。
1．vmstat命令
vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬內存統計）的縮寫，很多linux發行版本都默認安裝了此命令工具，利用vmstat命令可以對操作系統的內存信息、進程狀態、CPU活動等進行監視，不足之處是無法對某個進程進行深入分析。
vmstat使用語法如下：
vmstat [-V] [-n] [delay [count]]
各個選項及參數含義如下：
l -V：表示打印出版本信息，是可選參數。
l -n：表示在周期性循環輸出時，輸出的頭部信息僅顯示一次。
l delay：表示兩次輸出之間的間隔時間。
l count：表示按照“delay”指定的時間間隔統計的次數。默認為1。
例如：
vmstat 3
表示每3秒鐘更新一次輸出信息，循環輸出，按ctrl+c停止輸出。
vmstat 3 5
表示每3秒更新一次輸出信息，統計5次後停止輸出。
2．iostat命令
iostat是I/O statistics（輸入/輸出統計）的縮寫，主要的功能是對系統的磁盤I/O操作進行監視。它的輸出主要顯示磁盤讀寫操作的統計信息，同時也會給出CPU使用情況。同vmstat一樣，iostat也不能對某個進程進行深入分析，僅對系統的整體情況進行分析。
iostat一般都不隨系統安裝，要使用iostat工具，需要在系統上安裝一個Sysstat的工具包，Sysstat是一個開源軟件，官方地址為http://pagesperso-orange.fr/sebastien.godard
可以選擇源代碼包或rpm包的方式安裝，這裡不在講述安裝過程，安裝完畢，系統會多出3個命令：iostat、sar和mpstat。然後就可以直接在系統下運行iostat命令了。
iostat使用語法如下：
iostat [ -c | -d ] [ -k ] [ -t ] [ -x [ device ] ] [ interval [ count ] ]
各個選項及參數含義如下：
-c：顯示CPU的使用情況。
-d：顯示磁盤的使用情況。
-k：每秒以k bytes為單位顯示數據。
-t：打印出統計信息開始執行的時間。
-x device：指定要統計的磁盤設備名稱，默認為所有的磁盤設備。
interval：指定兩次統計間隔的時間；
count：按照“interval”指定的時間間隔統計的次數。
3．sar命令
sar命令很強大，是分析系統性能的重要工具之一，通過sar指令，可以全面的獲取系統的CPU、運行隊列、磁盤I/O、分頁（交換區）、內存、CPU中斷、網絡等性能數據。
sar使用格式為：
sar [options] [g1] [-o filename] [interval [count] ]
各個選項及參數含義如下：
l options 為命令行選項，sar命令的選項很多，下面只列出常用選項:
-A：顯示系統所有資源設備（CPU、內存、磁盤）的運行狀況。
-u：顯示系統所有CPU在采樣時間內的負載狀態。
-P：顯示當前系統中指定CPU的使用情況。
-d：顯示系統所有硬盤設備在采樣時間內的使用狀況。
-r：顯示系統內存在采樣時間內的使用狀況。
-b：顯示緩沖區在采樣時間內的使用情況。
-v：顯示進程、文件、I節點和鎖表狀態。
-n：顯示網絡運行狀態。參數後面可跟DEV、EDEV、SOCK和FULL。DEV顯示網絡接口信息，EDEV顯示網絡錯誤的統計數據，SOCK顯示套接字信息，FULL顯示三個所有的信息。它們可以單獨或者一起使用。
-q：顯示了運行隊列的大小，它與系統當時的平均負載相同。
-R：顯示進程在采樣時間內的活動情況。
-y：顯示終端設備在采樣時間內的活動情況。
-w：顯示系統交換活動在采樣時間內的狀態。
l -o filename：表示將命令結果以二進制格式存放在文件中，filename是文件名。
l interval：表示采樣間隔時間，是必須有的參數。
l count：表示采樣次數，是可選參數，默認值是1。
例如：
要查看系統CPU的整體負載狀況，每3秒統計一次，統計5次，可以使用以下組合：
sar –u 3 5
系統的CPU計數是從0開始的，如果要查看第二顆CPU的運行負載，使用下面組合：
sar –P 1 3 5
要查看系統磁盤的讀寫性能，使用以下組合：
sar -d 3 5
同理，查看系統內存使用情況、網絡運行狀態，可以分別使用下面命令：
sar -r 5 2
sar -n DEV 5 3
15.2.3系統性能分析標准
性能調優的主要目的是使系統能夠有效的利用各種資源，最大的發揮應用程序和系統之間的性能融合，使應用高效、穩定的運行。但是，衡量系統資源利用率好壞的標准沒有一個嚴格的定義，針對不同的系統和應用也沒有一個統一的說法，因此，這裡提供的標准其實是一個經驗值，表15.1給出了判定系統資源利用狀況的一般准則：
表15.1給出了判定系統資源利用狀況的一般准則：
表15.1
影響性能因素 評判標准
好 壞 糟糕
CPU user% + sys%< 70% user% + sys%= 85% user% + sys% >=90%
內存 Swap In（si）＝0
Swap Out（so）＝0 Per CPU with 10 page/s More Swap In & Swap Out
磁盤 iowait % < 20% iowait % =35% iowait % >= 50%
其中：
%user：表示CPU處在用戶模式下的時間百分比。
%sys：表示CPU處在系統模式下的時間百分比。
%iowait：表示CPU等待輸入輸出完成時間的百分比。
swap in：即si，表示虛擬內存的頁導入，即從SWAP DISK交換到RAM。
swap out：即so，表示虛擬內存的頁導出，即從RAM交換到SWAP DISK。
15.2.4本節總結
以上我們講解了三個常用的系統性能分析工具，其實linux下性能分析工具還有很多，例如uptime可以檢查CPU的平均負載，free可以查看系統內存的使用狀況，ps、top可以配合監控系統的進程運行狀態，netstat可以監測網絡流量狀況等等，這些命令的使用方法前面已經講述很多，故不在這裡講解。
系統性能優化是個涉及面廣、繁瑣、長久的工作，尋找出現性能問題的根源往往是最難的部分，一旦找到出現問題的原因，性能問題也就迎刃而解。因此，解決問題的思路變得非常重要。
例如，linux系統下的一個網站系統，用戶反映，網站訪問速度很慢，有時無法訪問。
針對這個問題，第一步要做的是檢測網絡，可以通過ping命令檢查網站的域名解析是否正常，同時，ping服務器地址的延時是否過大等等，通過這種方式，首先排除網絡可能出現的問題；如果網絡沒有問題，接著進入第二步，對linux系統的內存使用狀況進行檢查，因為網站響應速度慢，一般跟內存關聯比較大，通過free、vmstat等命令判斷內存資源是否緊缺，如果內存資源不存在問題，進入第三步，檢查系統CPU的負載狀況，可以通過sar、vmstat、top等命令的輸出綜合判斷CPU是否存在過載問題，如果CPU沒有問題，繼續進入第四步，檢查系統的磁盤I/O是否存在瓶頸，可以通過iostat、vmstat等命令檢查磁盤的讀寫性能，如果磁盤讀寫也沒有問題，linux系統自身的性能問題基本排除，最後要做的是檢查程序本身是否存在問題。通過這樣的思路，層層檢測，步步排查，性能問題就“無處藏身”，查找出現性能問題的環節也就變得非常簡單。
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