linux命令之vmstat

linux命令之vmstat

vmstat是一个很全面的性能分析工具，可以观察到系统的进程状态、内存使用、虚拟内存使用、磁盘的IO、中断、上下文切换、CPU使用等。对于 Linux 的性能分析，
100%理解 vmstat 输出内容的含义，并能灵活应用，那对系统性能分析的能力就算是基本掌握了。
vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。这个命令是我查看Linux/Unix最喜爱的命令，
一个是Linux/Unix都支持，二是相比top，我可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。

一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数，如:# vmstat 2 1
vmstat的输出分为以下几种模式：
（1）、VM MODE （普通选项）
（2）、DISK MODE（-d选项）
（3）、DISK PARTITION MODE（-p选项）
（4）、SLAB MODE （-m选项）

对输出解释如下：
　　1）procs
　　a.r列表示运行和等待CPU时间片的进程数，这个值如果长期大于系统CPU个数，就说明CPU资源不足，可以考虑增加CPU；
　　b.b列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O或者内存交换等。
　　2）memory
　　a、swpd列表示切换到内存交换区的内存数量（以KB为单位）。如果swpd的值不为0或者比较大，而且si、so的值长期为0，那么这种情况一般不用担心，不会影响系统性能；
　　b、free列表示当前空闲的物理内存数量（以KB为单位）；
　　c、buff列表示buffers cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲；
作为buff 作为buffer cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。
　　d、cache列表示page cached的内存数量，一般作文件系统的cached，频繁访问的文件都会被cached。如果cached值较大，就说明cached文件数较多。如果此时IO中的bi比较小，就说明文件系统效率比较好。
作为page cache的内存数量，一般作为文件系统的cache，如果cache较大，说明用到cache的文件较多，如果此时IO中bi比较小，说明文件系统效率比较好。
　　3）swap
　　a、si列表示由磁盘调入内存，也就是内存进入内存交换区的数量；
　　b、so列表示由内存调入磁盘，也就是内存交换区进入内存的数量
　　c、一般情况下，si、so的值都为0，如果si、so的值长期不为0，则表示系统内存不足，需要考虑是否增加系统内存
　　4）IO
　　a、bi列表示从块设备读入的数据总量（即读磁盘，单位KB/秒）
　　b、bo列表示写入到块设备的数据总量（即写磁盘，单位KB/秒）
　　这里设置的bi+bo参考值为1000，如果超过1000，而且wa值比较大，则表示系统磁盘IO性能瓶颈。
　　5）system
　　a、in列表示在某一时间间隔中观察到的每秒设备中断数；
　　b、cs列表示每秒产生的上下文切换次数。
　　上面这两个值越大，会看到内核消耗的CPU时间就越多。
　　6）CPU
　　a、us列显示了用户进程消耗CPU的时间百分比。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%，需要考虑优化程序啥的。
　　b、sy列显示了内核进程消耗CPU的时间百分比。sy的值比较高时，就说明内核消耗的CPU时间多；如果us+sy超过80%，就说明CPU的资源存在不足。
　　c、id列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比；
　　d、wa列表示IO等待所占的CPU时间百分比。wa值越高，说明IO等待越严重。如果wa值超过20%，说明IO等待严重。
　　e、st列一般不关注，虚拟机占用的时间百分比。 （Linux 2.6.11）

r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，我测试的服务器目前CPU比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。这个也和top的负载有关系，一般负载超过了3就比较高，超过了5就高，超过了10就不正常了，服务器的状态很危险。top的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。
b 表示阻塞的进程,这个不多说，进程阻塞，大家懂的。
swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。
free 空闲的物理内存的大小，我的机器内存总共8G，剩余3415M。
buff Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存，我本机大概占用300多M
cache cache直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲，我本机大概占用300多M(这里是Linux/Unix的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。)
si 每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常。
so 每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上。
bi 块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte，我本机上没什么IO操作，所以一直是0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s，磁盘写入速度差不多140M每秒
bo 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整。
in 每秒CPU的中断次数，包括时间中断
cs 每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。
us 用户CPU时间，我曾经在一个做加密解密很频繁的服务器上，可以看到us接近100,r运行队列达到80(机器在做压力测试，性能表现不佳)。
sy 系统CPU时间，如果太高，表示系统调用时间长，例如是IO操作频繁。
id 空闲 CPU时间，一般来说，id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率，us是用户CPU使用率，sy是系统CPU使用率。
wt 等待IO CPU时间。

样例：
[root@localhost ~]# vmstat -f -f 显示自开机以来forks的总数，包括fork、vfork和clone system calls，总数和tasks创建的数量是一致的。
[root@localhost ~]# vmstat -a -a 显示 活动（active）和 非活动（inactive）的内存。
[root@rac01 ~]# vmstat -s -s 显示各种事件计数器表和内存统计信息
[root@rac01 ~]# vmstat -d -d 显示磁盘数据（disk statistics）
[root@rac01 ~]# vmstat -D -D 显示磁盘统计表（disk table）
[root@rac01 ~]# vmstat -p /dev/sda2 2 -p 分区 显示磁盘分区数据
[root@rac01 ~]# vmstat -S k 2 -S 单位
k:1000
K:1024 （默认为K）
m:1000000
M:1048576
比较：k和K