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  • Vmstat命令详解

    vmstat命令:  用来获得有关进程、虚存、页面交换空间及 CPU活动的信息。这些信息反映了系统的负载情况

    二、虚拟内存运行原理

    在系统中运行的每个进程都需要使用到内存,但不是每个进程都需要每时每刻使用系统分配的内存空间。当系统运行所需内存超过实际的物理内存,内核会释放某些进程所占用但未使用的部分或所有物理内存,将这部分资料存储在磁盘上直到进程下一次调用,并将释放出的内存提供给有需要的进程使用。

    在Linux内存管理中,主要是通过“调页Paging”和“交换Swapping”来完成上述的内存调度。调页算法是将内存中最近不常使用的页面换到磁盘上,把活动页面保留在内存中供进程使用。交换技术是将整个进程,而不是部分页面,全部交换到磁盘上。

    分页(Page)写入磁盘的过程被称作Page-Out,分页(Page)从磁盘重新回到内存的过程被称作Page-In。当内核需要一个分页时,但发现此分页不在物理内存中(因为已经被Page-Out了),此时就发生了分页错误(Page Fault)。

    当系统内核发现可运行内存变少时,就会通过Page-Out来释放一部分物理内存。经管Page-Out不是经常发生,但是如果Page-out频繁不断的发生,直到当内核管理分页的时间超过运行程式的时间时,系统效能会急剧下降。这时的系统已经运行非常慢或进入暂停状态,这种状态亦被称作thrashing(颠簸)。

    三、使用vmstat

    1.用法

    vmstat [-a] [-n] [-S unit] [delay [ count]]
    vmstat [-s] [-n] [-S unit]
    vmstat [-m] [-n] [delay [ count]]
    vmstat [-d] [-n] [delay [ count]]
    vmstat [-p disk partition] [-n] [delay [ count]]
    vmstat [-f]
    vmstat [-V]

    -a:显示活跃和非活跃内存

    -f显示从系统启动至今的fork数量 。

    -m显示slabinfo

    -n只在开始时显示一次各字段名称。

    -s显示内存相关统计信息及多种系统活动数量。

    delay刷新时间间隔。如果不指定,只显示一条结果。

    count刷新次数。如果不指定刷新次数,但指定了刷新时间间隔,这时刷新次数为无穷。

    -d显示磁盘相关统计信息。

    -p显示指定磁盘分区统计信息

    -S使用指定单位显示。参数有 k 、K 、m 、M ,分别代表1000、1024、1000000、1048576字节(byte)。默认单位为K(1024 bytes)

    -V显示vmstat版本信息。

    2.字段含义说明:

    类别

    项目

    含义

    说明

    Procs(进程)

    r

    等待执行的任务数

    展示了正在执行和等待cpu资源的任务个数。当这个值超过了cpu个数,就会出现cpu瓶颈。

    B

    等待IO的进程数量

    Memory(内存)

    swpd

    正在使用虚拟的内存大小,单位k

    free

    空闲内存大小

    buff

    已用的buff大小,对块设备的读写进行缓冲

    cache

    已用的cache大小,文件系统的cache

    inact

    非活跃内存大小,即被标明可回收的内存,区别于free和active

    具体含义见:概念补充(当使用-a选项时显示)

    active

    活跃的内存大小

    具体含义见:概念补充(当使用-a选项时显示)

    Swap

    si

    每秒从交换区写入内存的大小(单位:kb/s)

    so

    每秒从内存写到交换区的大小

    IO

    bi

    每秒读取的块数(读磁盘)

    现在的Linux版本块的大小为1024bytes

    bo

    每秒写入的块数(写磁盘)

    system

    in

    每秒中断数,包括时钟中断

    这两个值越大,会看到由内核消耗的cpu时间会越多

    cs

    每秒上下文切换数

    CPU(以百分比表示)

    Us

    用户进程执行消耗cpu时间(user time)

    us的值比较高时,说明用户进程消耗的cpu时间多,但是如果长期超过50%的使用,那么我们就该考虑优化程序算法或其他措施了

    Sy

    系统进程消耗cpu时间(system time)

    sys的值过高时,说明系统内核消耗的cpu资源多,这个不是良性的表现,我们应该检查原因。

    Id

    空闲时间(包括IO等待时间)

    wa

    等待IO时间

    Wa过高时,说明io等待比较严重,这可能是由于磁盘大量随机访问造成的,也有可能是磁盘的带宽出现瓶颈。

    四、常见问题处理

    如果r经常大于4,且id经常少于40,表示cpu的负荷很重。

    如果pi,po长期不等于0,表示内存不足。

    如果disk经常不等于0,且在b中的队列大于3,表示io性能不好。

    1.)如果在processes中运行的序列(process r)是连续的大于在系统中的CPU的个数表示系统现在运行比较慢,有多数的进程等待CPU。

    2.)如果r的输出数大于系统中可用CPU个数的4倍的话,则系统面临着CPU短缺的问题,或者是CPU的速率过低,系统中有多数的进程在等待CPU,造成系统中进程运行过慢。

    3.)如果空闲时间(cpu id)持续为0并且系统时间(cpu sy)是用户时间的两倍(cpu us)系统则面临着CPU资源的短缺。

    解决办法:

    当发生以上问题的时候请先调整应用程序对CPU的占用情况.使得应用程序能够更有效的使用CPU.同时可以考虑增加更多的CPU.  关于CPU的使用情况还可以结合mpstat,  ps aux top  prstat –a等等一些相应的命令来综合考虑关于具体的CPU的使用情况,和那些进程在占用大量的CPU时间.一般情况下,应用程序的问题会比较大一些.比如一些sql语句不合理等等都会造成这样的现象.

    内存问题现象:

    内存的瓶颈是由scan rate (sr)来决定的.scan rate是通过每秒的始终算法来进行页扫描的.如果scan rate(sr)连续的大于每秒200页则表示可能存在内存缺陷.同样的如果page项中的pi和po这两栏表示每秒页面的调入的页数和每秒调出的页数.如果该值经常为非零值,也有可能存在内存的瓶颈,当然,如果个别的时候不为0的话,属于正常的页面调度这个是虚拟内存的主要原理.

    解决办法: 
    1.调节applications & servers使得对内存和cache的使用更加有效.

    2.增加系统的内存.

    3. Implement priority paging in s in pre solaris 8 versions by adding line "set priority paging=1" in /etc/system. Remove this line if upgrading from Solaris 7 to 8 & retaining old /etc/system file.

    关于内存的使用情况还可以结ps aux top  prstat –a等等一些相应的命令来综合考虑关于具体的内存的使用情况,和那些进程在占用大量的内存.一般情况下,如果内存的占用率比较高,但是,CPU的占用很低的时候,可以考虑是有很多的应用程序占用了内存没有释放,但是,并没有占用CPU时间,可以考虑应用程序,对于未占用CPU时间和一些后台的程序,释放内存的占用。

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