十三個強大的Linux性能監(jiān)測工具
Linux系統(tǒng)下，大多數(shù)的性能監(jiān)測工具保存在/proc目錄下。這里我們將Linux AS 和 SUSE LINUX EnterpriseServer中的命令行及圖形方式下的性能監(jiān)測工具做概括性介紹。這些工具有些在系統(tǒng)工具盤里，有些可以從網(wǎng)上下載。sar,iostat,和pstat這三個工具在distributionCD里，也可以從網(wǎng)上下載，網(wǎng)址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/。
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表--Linux性能監(jiān)測工具
這些工具提供了IBM Director Capacity Manager之外的一些功能，能夠在某個時間段內(nèi)對系統(tǒng)性能進行監(jiān)測。IBM Director適用于多種操作系統(tǒng)平臺，從而使得異構(gòu)環(huán)境下數(shù)據(jù)的收集和分析更容易。下面分三部分逐個介紹每個命令。
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1、uptime
uptime命令用于查看服務(wù)器運行了多長時間以及有多少個用戶登錄，快速獲知服務(wù)器的負荷情況。
uptime的輸出包含一項內(nèi)容是load average，顯示了最近1-，5-，15分鐘的負荷情況。它的值代表等待CPU處理的進程數(shù)，如果CPU沒有時間處理這些進程，load average值會升高；反之則會降低。
load average的***值是1，說明每個進程都可以馬上處理并且沒有CPU cycles被丟失。對于單CPU的機器，1或者2是可以接受的值；對于多路CPU的機器，load average值可能在8到10之間。
也可以使用uptime命令來判斷網(wǎng)絡(luò)性能。例如，某個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能很低，通過運行uptime查看服務(wù)器的負荷是否很高，如果不是，那么問題應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)方面造成的。
下邊是uptime的輸出樣式
2、dmesg
dmesg命令主要用來顯示內(nèi)核信息。使用dmesg可以有效診斷機器硬件故障或者添加硬件出現(xiàn)的問題。
另外，使用dmesg可以確定您的服務(wù)器安裝了那些硬件。每次系統(tǒng)重啟，系統(tǒng)都會檢查所有硬件并將信息記錄下來。執(zhí)行/bin/dmesg命令可以查看該記錄。
下邊是dmesg的輸出樣式
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3、top
top命令顯示處理器的活動狀況。缺省情況下，顯示占用CPU最多的任務(wù)，并且每隔5秒鐘做一次刷新。
3.1 Process priority and nice levels
Process priority的數(shù)值決定了CPU處理進程的順序。LIUNX內(nèi)核會根據(jù)需要調(diào)整該數(shù)值的大小。nicevalue局限于priority。priority的值不能低于nice value（nicevalue值越低，優(yōu)先級越高）。您不可以直接修改Process priority的值，但是可以通過調(diào)整nicelevel值來間接地改變Process priority值，然而這一方法并不是所有時候都可用。如果某個進程運行異常的慢，可以通過降低nicelevel為該進程分配更多的CPU。
Linux 支持的 nice levels 由19 (優(yōu)先級低)到-20 (優(yōu)先級高)，缺省值為0。
執(zhí)行/bin/ps命令可以查看到當(dāng)前進程的情況。
4、iostat
iostat由Red Hat Enterprise Linux AS發(fā)布。同時iostat也是Sysstat的一部分，可以下載到，網(wǎng)址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
執(zhí)行iostat命令可以從系統(tǒng)啟動之后的CPU平均時間，類似于uptime。除此之外，iostat還對創(chuàng)建一個服務(wù)器磁盤子系統(tǒng)的活動報告。該報告包含兩部分：CPU使用情況和磁盤使用情況。
下邊是iostat的輸出樣式
CPU占用情況包括四塊內(nèi)容
%user：顯示user level (applications)時，CPU的占用情況。
%nice：顯示user level在nice priority時，CPU的占用情況。
%sys:顯示system level (kernel)時，CPU的占用情況。
%idle: 顯示CPU空閑時間所占比例。
磁盤使用報告分成以下幾個部分：
Device: 塊設(shè)備的名字
tps: 該設(shè)備每秒I/O傳輸?shù)拇螖?shù)。多個I/O請求可以組合為一個，每個I/O請求傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)不同，因此可以將多個I/O請求合并為一個。
Blk_read/s, Blk_wrtn/s: 表示從該設(shè)備每秒讀寫的數(shù)據(jù)塊數(shù)量。塊的大小可以不同，如1024, 2048 或 4048字節(jié)，這取決于partition的大小。
例如，執(zhí)行下列命令獲得設(shè)備/dev/sda1 的數(shù)據(jù)塊大?。?/p>
dumpe2fs -h /dev/sda1 |grep -F "Block size"
輸出結(jié)果如下
dumpe2fs 1.34 (25-Jul-2003)
Block size: 1024
Blk_read, Blk_wrtn: 指示自從系統(tǒng)啟動之后數(shù)據(jù)塊讀/寫的合計數(shù)。
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5、vmstat
vmstat提供了processes, memory, paging, block I/O, traps和CPU的活動狀況.
下邊是vmstat的輸出樣式
各輸出列的含義：
Process
– r: 等待runtime的進程數(shù)
– b: 在不可打斷的休眠狀態(tài)下的進程數(shù)
Memory
– swpd: 虛擬內(nèi)存使用量（KB）
– free: 閑置內(nèi)存使用量（KB）
– buff: 被當(dāng)做buffer使用的內(nèi)存量（KB）
Swap
– si: swap到磁盤的內(nèi)存量（KBps）
– so: 從磁盤swap出去的內(nèi)存量（KBps）
IO
– bi: Blocks sent to a block device (blocks/s).
– bo: Blocks received from a block device (blocks/s).
System
– in: The number of interrupts per second, including the clock.
– cs: The number of context switches per second.
CPU (these are percentages of total CPU time)
- us: Time spent running non-kernel code (user time, including nice time).
– sy: Time spent running kernel code (system time).
– id: Time spent idle. Prior to Linux 2.5.41, this included IO-wait time.
– wa: Time spent waiting for IO. Prior to Linux 2.5.41, this appeared as zero.
6 sar
sar是Red Hat Enterprise Linux AS發(fā)行的一個工具，同時也是Sysstat工具集的命令之一，可以從以下網(wǎng)址下載：http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
sar用于收集、報告或者保存系統(tǒng)活動信息。sar由三個應(yīng)用組成：sar顯示數(shù)據(jù)、sar1和sar2用于收集和保存數(shù)據(jù)。
使用sar1和sar2，系統(tǒng)能夠配置成自動抓取信息和日志，以備分析使用。配置舉例：在/etc/crontab中添加如下幾行內(nèi)容
同樣的，你也可以在命令行方式下使用sar運行實時報告。如圖所示：
從收集的信息中，可以得到詳細的CPU使用情況(%user, %nice, %system, %idle)、內(nèi)存頁面調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)I/O、進程活動、塊設(shè)備活動、以及interrupts/second
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7 KDE System Guard
KDE System Guard (KSysguard) 指KDE任務(wù)管理和性能監(jiān)視。監(jiān)視本地及遠程客戶端/服務(wù)器架構(gòu)體系的中的主機。
如圖14-1
如圖所示，使用傳感器獲取顯示的信息。傳感器可以返回簡單的數(shù)值或者復(fù)雜的表格信息。
對于每一種類型的信息，提供了一個或者更多顯示。并以工作表的形式獨立保存。
每個傳感器監(jiān)視一個部件。所有顯示的傳感器均可以用鼠標(biāo)拖拽。有三個選擇
1可以刪除和替換某個傳感器
2可以編輯修改行數(shù)和列數(shù)
3可以建立新的工作表并選擇所需的傳感器
如圖14-2
7.1 Work space
如圖14-2所示，有兩個tabs：System Load和Process Table
System Load
該工作表中有四個傳感器視窗：CPU Load, Load Average (1 Minute), Physical Memory, 和 Swap Memory.
從Physical Memory window可以看到，同一個window中可以顯示多個傳感器。在圖上移動鼠標(biāo)，根據(jù)所出現(xiàn)的描述信息可以知道哪個傳感器正被監(jiān)視。也可以點鼠標(biāo)右鍵該圖并選擇Properties--Sensors，如圖14-3所示。
Process Table
圖14-4
點擊Process Table顯示所有執(zhí)行的進程。缺省情況下，按照System CPU utilization排序，也可以簡單地通過鼠標(biāo)點擊相應(yīng)項改變排序的方式。
定制一個work sheet
指導(dǎo)定制創(chuàng)建一個如圖14-7所示的work sheet
1. 選擇File-> New ,如圖 14-5
2. 輸入標(biāo)題以及行列數(shù)；即最多的監(jiān)視窗口數(shù)，這里為四個。如圖14-6
注：最短2秒更新間隔
3. 現(xiàn)在只需簡單將傳感器從左惻拖拽到右惻的窗口中。顯示可選項為
– Signal Plotter. 顯示一個或者多個傳感器，如果有多個，則分層顯示。如果顯示屏足夠大，以網(wǎng)格方式顯示。
缺省情況下，為自動排列方式，***和最小值自動設(shè)置。如果要修改***最小值，首先要關(guān)閉自動排列方式。
– Multimeter. 以數(shù)字方式顯示傳感器的值。在屬性對話框中，可以改變上限和下限。超過限制時，顯示警告色。
– BarGraph. 將傳感器的值顯示為dancing bars. 同Multimeter一樣，在屬性對話框中，可以改變上限和下限。超過限制時，顯示警告色。
– Sensor Logger ：Sensor Logger不顯示任何值，而是將上述信息記錄到某個文件中， 并加入日期和時間。對每個傳感器，你必須定義一個日志文件、記錄日志的時間間隔、以及是否報警。
4.點File -> Save，保存worksheet.
如需獲取更多KDE System Guard信息，訪問:http://docs.kde.org/en/3.2/kdebase/ksysgaurd
注：work sheet被保存在用戶目錄中，其他管理員可能無法訪問。
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8 free
/bin/free命令顯示所有空閑的和使用的內(nèi)存數(shù)量，包括swap。同時也包含內(nèi)核使用的緩存。
9 Traffic-vis
Traffic-vis是一套測定哪些主機在IP網(wǎng)進行通信、通信的目標(biāo)主機以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。并輸出純文本、HTML或者GIF格式的報告。
注：Traffic-vis僅僅適用于SUSE LINUX ENTERPRISE SERVER。
如下命令用來收集網(wǎng)口eth0的信息：
traffic-collector -i eth0 -s /root/output_traffic-collector
可以使用killall命令來控制該進程。如果要將報告寫入磁盤，可使用如下命令：
killall -SIGUSR1 traffic-collector
要停止對信息的收集，執(zhí)行如下命令：killall -SIGTERM traffic-collector
注意，不要忘記執(zhí)行***一條命令，否則會因為內(nèi)存占用而影響性能。
可以根據(jù)packets, bytes, TCP連接數(shù)對輸出進行排序，根據(jù)每項的總數(shù)或者收/發(fā)的數(shù)量進行。
例如根據(jù)主機上packets的收/發(fā)數(shù)量排序，執(zhí)行命令：
traffic-sort -i output_traffic-collector -o output_traffic-sort -Hp
如要生成HTML格式的報告，顯示傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，packets的記錄、全部TCP連接請求和網(wǎng)絡(luò)中每臺服務(wù)器的信息，請運行命令：
traffic-tohtml -i output_traffic-sort -o output_traffic-tohtml.html
可以通過瀏覽器方式查看報告的內(nèi)容，如圖14-8
如要生成GIF格式（600X600）的報告，請運行命令：
traffic-togif -i output_traffic-sort -o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600
圖14-9顯示了網(wǎng)絡(luò)中主機之間通信的情況。GIF格式的報告可以方便地發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)廣播，查看哪臺主機在TCP網(wǎng)絡(luò)中使用IPX/SPX協(xié)議并隔離網(wǎng)絡(luò)，需要記住的是，IPX是基于廣播包的協(xié)議。如果我們需要查明例如網(wǎng)卡故障或重復(fù)IP的問題，需要使用特殊的工具。例如SUSE LINUXEnterprise Server自帶的Ethereal。
技巧和提示：使用管道，可以只需執(zhí)行一條命令來產(chǎn)生報告。如生成HTML的報告，執(zhí)行命令：
cat output_traffic-collector | traffic-sort -Hp | traffic-tohtml
-o output_traffic-tohtml.html
如要生成GIF文件，執(zhí)行命令：
cat output_traffic-collector | traffic-sort -Hp | traffic-togif
-o output_traffic-togif.gif -x 600 -y 600
10 pmap
pmap可以報告某個或多個進程的內(nèi)存使用情況。使用pmap判斷主機中哪個進程因占用過多內(nèi)存導(dǎo)致內(nèi)存瓶頸。圖14-9顯示了SUSE LINUX
Enterprise Server下pmap命令執(zhí)行結(jié)果
pmap -x <pid>
圖14-10顯示了smbd進程所占用的內(nèi)存
pmap <pid>
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11 strace
strace截取和記錄系統(tǒng)進程調(diào)用，以及進程收到的信號。是一個非常有效的檢測、指導(dǎo)和調(diào)試工具。系統(tǒng)管理員可以通過該命令容易地解決程序問題。
使用該命令需要指明進程的ID(PID)，例如：
strace -p <pid>
圖14-11 shows an example of the output of strace.
12 ulimit
ulimit內(nèi)置在bash shell中，用來提供對shell和進程可用資源的控制
使用選項-a列出可以設(shè)置的所有參數(shù)：
ulimit -a
-H和-S選項指明所給資源的軟硬限制。如果超過了軟限制，系統(tǒng)管理員會收到警告信息。硬限制指在用戶收到超過文件句炳限制的錯誤信息之前，可以達到的***值。
例如可以設(shè)置對文件句炳的硬限制：ulimit -Hn 4096
例如可以設(shè)置對文件句炳的軟限制：ulimit -Sn 1024
查看軟硬值，執(zhí)行如下命令：
ulimit -Hn
ulimit -Sn
例如限制Oracle用戶. 在/etc/security/limits.conf輸入以下行:
soft nofile 4096
hard nofile 10240
對于Red Hat Enterprise Linux AS，確定文件/etc/pam.d/system-auth包含如下行
session required /lib/security/$ISA/pam_limits.so
對于SUSE LINUX Enterprise Server，確定文件/etc/pam.d/login 和/etc/pam.d/sshd包含如下行：
session required pam_limits.so
這一行使這些限制生效。
13 mpstat
mpstat是Sysstat工具集的一部分，下載地址是http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/
mpstat用于報告多路CPU主機的每顆CPU活動情況，以及整個主機的CPU情況。
例如，下邊的命令可以隔2秒報告一次處理器的活動情況，執(zhí)行3次
mpstat 2 3
如下命令每隔1秒顯示一次多路CPU主機的處理器活動情況，執(zhí)行3次
mpstat -P ALL 1 3
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