Linux编程：Linux功能监控（1）仓酷云

按照它们在系统中的作用分成几个部分介绍给大家，通过这些基础命令的学习我们可以进一步理解Linux系统：
linux功能监控，就是要监控体系的各个子体系是不是一般。linux次要的子体系包含：CPU、Memory、IO和Network，它们之间互相依附，一个出成绩大概会影响其他的。好比：网卡流量很年夜会招致更多的CPU开支，由于频仍的呼应中止实行协定栈。
功能监控时，起首要断定使用的范例，然后有的放矢，能够将使用分红：
CPU麋集型：CPU开支很高，好比大批的CPU运算、迷信盘算等。一般webserver属于这类。
IO麋集型：大批的磁盘读写，高负荷的内存利用。IO麋集型不会对CPU倡议更多的哀求，它占用CPU只是为了发生IO哀求然后sleep。一般数据库属于这一范例。
1.CPU

1.高低文切换

高低文切换（ContextSwitch）是多义务操纵体系的基石，每一个历程都有本人的实行情况就是历程的高低文，这些高低文就是以后历程利用的存放器，好比PC、栈指针%esp、帧指针%ebp等。每一个处置器中心在恣意时候只能实行一个历程或线程，当线程的工夫片用尽大概线程堵塞（好比线程实行磁盘io或收集io时），历程调剂器会依据必定的划定规矩（好比选择运转工夫加权以后起码的）选择一个线程占据处置器。由于CPU的存放器汇合只要一份，一切必需要保留上一个历程利用的存放器，同时恢复被调剂的历程的存放器形态。
高低文切换时有消耗的。一样平常地，当体系中线程过量大概io负载太高时，高低文切换会对照频仍，此时CPU工夫过量的损耗在高低文切换。
2.运转行列

内核中的历程调剂器保护着运转行列（runqueue），而每一个堵塞源保护着本人的堵塞行列（waitqueue，好比一个文件形貌符，正在读写该文件的历程会被堵塞在其堵塞行列上）。恣意一个历程要末处于可实行形态，要末堵塞形态。一切的可实行形态的历程都处于运转行列，假如以后体系CPU负载很高，那末运转行列的长度很年夜，历程调剂器就不会实时呼应体系哀求。当运转行列愈来愈年夜时，历程或线程将消费更多的工夫来猎取CPU工夫。

• >cat/proc/loadavg
  
• 0.020.050.051/27923903
  

上述命令能够显现体系负载，分离是：已往1分钟、5分钟、15分钟的体系负载、以后正在实行的历程数/体系的一切历程数、最初实行的历程的pid。top命令也能够如今体系负载。
3.vmstat

vmstat供应一种低开支的体例统计体系功能数据。

• >vmstat11
  
• procs-----------memory----------------------swap-------io-----system------cpu----
  
• rbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwa
  
• 00015403044979721631008000450020971
  

与CPU相干的各个列的意义：
r：以后运转行列中的历程的数量，就是那些处于可实行形态，可是得不到CPU的历程。
b：以后处于堵塞形态，并守候IO哀求完成的历程的数量。
in：以后处置的中止数量。
cs：以后体系产生的高低文切换次数。
us：CPU在用户空间实行的工夫的百分比。
sy：CPU在内核空间实行的工夫的百分比。
id：CPU余暇工夫的百分比。
wa：因为一切可运转历程守候IO哀求完成被堵塞招致的CPU余暇工夫的百分比。
4.pidstat

pidstat用于检察历程所属的线程的CPU的利用情形。

• >pidstat-p2036-t11
  
• Linux2.6.32-5-xen-amd64(vzw51173.puppetclient.163.com)2012年10月12日_x86_64_(4CPU)
  
• 16时09分17秒TGIDTID%usr%system%guest%CPUCPUCommand
  
• 16时09分18秒2036-0.002.000.002.003python
  
• 16时09分18秒-20360.000.000.000.003|__python
  
• 16时09分18秒-20410.000.000.000.003|__python
  
• 16时09分18秒-56390.000.000.000.002|__python
  
• 16时09分18秒-56500.001.000.001.001|__python
  
• 均匀工夫:TGIDTID%usr%system%guest%CPUCPUCommand
  
• 均匀工夫:2036-0.002.000.002.00-python
  
• 均匀工夫:-20360.000.000.000.00-|__python
  
• 均匀工夫:-20410.000.000.000.00-|__python
  
• 均匀工夫:-56390.000.000.000.00-|__python
  
• 均匀工夫:-56500.001.000.001.00-|__python
  

Linux中是不辨别历程和线程的，线程就是能够共享资本的历程。TID就是线程的PID，这里能够检察各个线程的CPU利用情形。
5.总结

vmstat->top->pidstat
经由过程vmstat检察全体CPU利用情形，top检察CPU占用高的几个历程，pidstat检察这几个历程对应的线程。
监控CPU功能包含以下几个部分：
a.反省CPU的runqueue，每一个CPU的runqueue最好不要凌驾3个历程。
b.断定CPU使用率在usr/sys=65%/35%~70%/30%之间。
c.当CPU的处置工夫更多的是在system空间，申明已超负荷。
d.当I/O增加时，CPU麋集型的使用将遭到影响。
e.当CPU的IOWait占用对照年夜的比例时，申明IO呈现非常。
2.Memory

1.假造内存

假造内存就是在硬盘上划出一部分地区做为内存利用，当体系可用的内存低于某个值时，内核就会将以后不再活泼的内存块写进磁盘，然后这块内存能够作为其他用处利用。当cpu必要会见被写进磁盘的数据时，再把它读进到内存中。上述操纵对用户来讲是通明的，磁盘的读写是很慢的，比内存要慢几万万倍（磁盘10ms，内存100-200ns），以是要只管把数据放在内存中，程序才会运转的更快。硬盘顶用作替换内存的部分就是假造内存，成为swapspace。
2.页高速缓存

Linux内核经由过程页高速缓存来加速磁盘操纵。当体系存在大批的余暇内存时，内核会把余暇内存的一部分做为页高速缓存。当某个磁盘块被缓存以后，关于这个磁盘块的读写就相称于内存操纵。读操纵时间接读对应的page，写操纵时将内容写进对应的page，然后将该page标志为脏页，会有背景线程flush（linux2.6内核）完成将脏页同步回磁盘。flush在脏页比例年夜于某个阈值，大概修正凌驾必定工夫以后举行写回。

• >psaxu|grepflush
  
• root9270.00.000?SMay232:34[flush-202:2]
  
• root144130.00.010200856pts/2S+16:530:00grepflush
  

3.vmstat

vmstat能够检察体系的内存相干信息。

• >vmstat1
  
• procs-----------memory-----------------swap----------io-----system------cpu----
  
• rbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwa
  
• 00600438264995523741240000400001000
  
• 006004373649955237412440000156590600990
  

内存相干列的意义：
swpd：以后利用的假造内存的总额（KB），当余暇内存到达更低的阈值时，更多的页会被互换到磁盘。
free：以后内存中的余暇空间的巨细（KB）。
buff：以后内存顶用于read和write操纵的缓冲区的巨细（KB）。
cache：页高速缓存巨细（KB）。
si：从swap写回内存的巨细（KB）。
so：写进swap的巨细（KB）。
bi：从文件体系或互换设备读的磁盘块的巨细（KB）。读磁盘。
bo：从内存写进文件体系或互换设备的巨细（KB）。写磁盘。
4.pidstat

检察历程的缺页情形。

• >pidstat-r-p3167911
  
• Linux2.6.32-5-xen-amd64(debian-org)2012年10月12日_x86_64_(4CPU)
  
• 
  
• 17时10分02秒PIDminflt/smajflt/sVSZRSS%MEMCommand
  
• 17时10分03秒316791292.000.008713481078522.58node
  
• 均匀工夫:316791292.000.008713481078522.58node
  

各个列寄义：
minflt/s：历程均匀每s酿成的minorfault，这些毛病不会招致从磁盘加载内存页。
majflt/s：历程均匀每s酿成的majorfault，这些毛病会招致从磁盘加载内存页。
VSZ：历程利用的一切假造内存的巨细（KB）。
RSS：历程利用的物理内存巨细（KB）。
%MEM：占用物理内存百分比。
5.sar

a.检察页统计信息

• >sar-B
  
• Linux2.6.32-5-xen-amd64(debian-org)2012年11月17日_x86_64_(4CPU)
  
• 
  
• 00时00分01秒pgpgin/spgpgout/sfault/smajflt/spgfree/spgscank/spgscand/spgsteal/s%vmeff
  
• 00时05分01秒0.00200.84364.650.00538.940.000.000.000.00
  
• 00时15分01秒0.00184.84353.720.00396.330.000.000.000.00
  
• ……
  
• 09时45分01秒0.001822.521175.530.009406.760.000.000.000.00
  
• 09时55分01秒0.003401.991556.250.0010269.710.000.000.000.00
  
• 均匀工夫:0.00319.68429.480.001036.330.000.000.000.00
  

各个列的寄义：
pgpgin/s：每s从磁盘换进的页的巨细（KB）
pgpgout/s：每s换出到磁盘的页的巨细（KB）
fault/s：每s产生的缺页毛病的次数，包含minorfault和majorfault。
majflt/s：每s产生的majorfault的次数，majorfault会招致从磁盘载进内存页（即便用了swap分区）。
pgfree/s：每s放进余暇列表中的页的个数。
pgscank/s：每s被kswapd背景历程扫描的页的个数。
pgscand/s：每s间接被扫描的页的个数。
pgsteal/s：为了满意内存请求，每s从cache（pagecache和swapcache）接纳的页的个数。
%vmeff：即是pgsteal/pgscan，用于盘算页接纳（pagereclaim）的效力。
b.检察内存利用信息

对于linux命令，一定要学会用man和info去查他们的解释；

这也正是有别的OS得以存在的原因，每个系统都有其自身的优点。?

眼看这个学期的Linux课程已经告一段落了，我觉得有必要写一遍心得体会来总结一下这学期对着门课程的学习。

我想即使Linux高手也很难快速准确精练的回答你。

Linux最大的特点就是其开源性，这一点是十分难得的，这也是它能够存在到现在的原因之一。

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工具书对于学习者而言是相当重要的。一本错误观念的工具书却会让新手整个误入歧途。目前国内关于Linux的书籍有很多不过精品的不多。

仓酷云

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