vmstat：一个标准的报告Linux系统虚拟内存统计工具

2022-03-06 22:10:22

什么是 RAM?

在智能手机世界，我们每一个人都知道 RAM。因此，我不想深入介绍，这样我就简要概括下。RAM 代表“随机访问内存(Random Access Memory)”，是一种计算机数据存储，它会存储经常使用的程序来提升系统性能。

什么是虚拟内存?

虚拟内存是一种内存管理方式，计算机通过临时将最近未使用的程序数据从 RAM 转移到硬盘，以平衡或管理内存的短缺。

什么是 vmstat?

vmstat 是一个标准的工具，它会报告 Linux 系统的虚拟内存统计。vmstat 会报告有关进程、内存、分页、块 IO、陷阱(中断)和 cpu 活动的信息。它可以帮助 Linux 管理员在解决问题时识别系统瓶颈。

在 Linux 中安装 Sysstat

Linux 中没有独立的 vmstat 包。它与 sysstat 绑定在一起，并在大多数发行版的默认仓库上都有。如果还没有安装，只要基于你的发行版输入下面的命令。

[在 CentOS/RHEL 中安装 vmstat]
$ sudo yum install sysstat
[在 Fedora 中安装 vmstat]
$ sudo dnf install sysstat
[在 Debian/Ubuntu 中安装 vmstat]
$ sudo apt-get install sysstat
[在 Arch Linux 中安装 vmstat]
$ sudo pacman -S sysstat
[在 Mageia 中安装 vmstat]
$ sudo urpmi sysstat
[在 openSUSE 中安装 vmstat]
$ sudo zypper install sysstat

不带参数运行 vmstat

假设你已经成功安装 vmstat，在终端中不带参数运行 vmstat，它会向你展示 vmstat 的默认结果。

# vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa
2 0 79496 1614120 139240 787928 0 0 23 10 0 0 11 1 88 0

当你看到上面的输出，你可能已经大致了解了它是什么以及它的目的。不要担心，我们将深入解释每个参数，以便你可以了解 vmstat 的用途和目的。

procs：procs 中有 r 和 b 列，它报告进程统计信息。在上面的输出中，在运行队列(r)中有两个进程在等待 CPU 并有零个休眠进程(b)。通常，它不应该超过处理器(或核心)的数量，如果你发现异常，最好使用 top 命令进一步地排除故障。

r：等待运行的进程数。
b：休眠状态下的进程数。

memory： memory 下有报告内存统计的 swpd、free、buff 和 cache 列。你可以用 free -m 命令看到同样的信息。在上面的内存统计中，统计数据以千字节表示，这有点难以理解，最好添加 M 参数来看到以兆字节为单位的统计数据。

swpd：使用的虚拟内存量。
free：空闲内存量。
buff：用作缓冲区的内存量。
cache：用作高速缓存的内存量。
inact：非活动内存的数量。
active：活动内存量。

swap：swap 有 si 和 so 列，用于报告交换内存统计信息。你可以用 free -m 命令看到相同的信息。

si：从磁盘交换的内存量(换入，从 swap 移到实际内存的内存)。
so：交换到磁盘的内存量(换出，从实际内存移动到 swap 的内存)。

I/O：I/O 有 bi 和 bo 列，它以“块读取”和“块写入”的单位来报告每秒磁盘读取和写入的块的统计信息。如果你发现有巨大的 I/O 读写，最好使用 iotop 和 iostat 命令来查看。

bi：从块设备接收的块数。
bo：发送到块设备的块数。

system：system 有 in 和 cs 列，它报告每秒的系统操作。

in：每秒的系统中断数，包括时钟中断。
cs：系统为了处理所以任务而上下文切换的数量。

CPU：CPU 有 us、sy、id 和 wa 列，报告(所用的) CPU 资源占总 CPU 时间的百分比。如果你发现异常，最好使用 top 和 free 命令。

us：处理器在非内核程序消耗的时间。
sy：处理器在内核相关任务上消耗的时间。
id：处理器的空闲时间。
wa：处理器在等待IO操作完成以继续处理任务上的时间。

以 MB 方式输出

默认情况下，vmstat 以千字节为单位显示内存统计，这是非常难以理解的，最好添加 -S m 参数以获取以兆字节为单位的统计。

# vmstat -S m
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa
1 0 103 371 406 2116 0 0 40 15 0 0 11 1 87 0

以延迟方式运行 vmstat 获取更好的统计信息

默认情况下，vmstat 的单次统计信息不足以进一步进行故障排除，因此，添加更新延迟(延迟是更新之间的延迟，以秒为单位)以定期捕获活动。如果你想以 2 秒延迟运行 vmstat ，只需使用下面的命令(如果你想要更长的延迟，你可以根据你的愿望改变)。

以下命令将每 2 秒运行一次，直到退出。

# vmstat 2
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa
1 0 105500 325776 416016 2166912 0 0 40 15 0 0 11 1 87 0
0 0 105500 325644 416016 2166920 0 0 0 13 1083 1174 11 1 87 0
0 0 105500 308648 416024 2166928 0 0 1 16 1559 1453 16 2 82 0
0 0 105500 285948 416032 2166932 0 0 0 12 934 1003 9 1 90 0
0 0 105500 326620 416040 2166940 0 0 1 27 922 1068 9 1 90 0
0 0 105500 366704 416048 2166944 0 0 0 17 835 955 9 1 90 0
0 0 105500 366456 416056 2166948 0 0 1 22 859 918 9 1 90 0
0 0 105500 366456 416056 2166948 0 0 0 15 1539 1504 17 2 81 0
0 0 105500 365224 416060 2166996 0 0 1 19 984 1097 11 1 88 0

带延迟和计数运行 vmstat

或者，你可以带延迟和特定计数运行 vmstat，一旦达到给定的计数，然后自动退出。

以下命令将每 2 秒运行一次，10 次后自动退出。

# vmstat 2 10
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa
1 0 79496 1581916 157380 810412 0 0 23 10 0 1 11 1 88 0
2 0 79496 1559464 157380 810416 0 0 1 1 1821 1749 21 2 77 0
0 0 79496 1583768 157384 810416 0 0 1 46 681 799 9 1 90 0
2 0 79496 1556364 157384 810428 0 0 1 1 1392 1545 15 2 83 0
0 0 79496 1583272 157384 810428 0 0 1 0 1307 1448 14 2 84 0
2 0 79496 1582032 157384 810428 0 0 1 41 424 605 4 1 96 0
1 0 79496 1575848 157384 810428 0 0 1 0 1912 2407 26 2 71 0
0 0 79496 1582884 157384 810436 0 0 1 69 678 825 9 1 90 0
2 0 79496 1569368 157392 810432 0 0 11 26 920 969 9 1 90 0
1 0 79496 1583612 157400 810444 0 0 7 39 2001 2530 20 2 77 0

显示活动和非活动内存

默认情况下，vmstat 会显示除活动和非活动内存之外的内存统计信息。如果要查看活动和非活动内存统计信息，请在 vmstat 后添加 -a 参数。

# vmstat -a
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free inact active si so bi bo in cs us sy id wa
1 0 105500 2387592 415148 584112 0 0 40 15 0 1 11 1 87 0

打印磁盘统计

在 vmstat 后面添加 -d 参数会以每个磁盘一行的方式显示统计(包含读、写和 IO)。

# vmstat -d
disk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------
total merged sectors ms total merged sectors ms cur sec
ram0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ram15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
loop7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
fd0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
sda 16604050 904497 2594882190 57455732 30037054 28093770 2160032056 118189160 0 40915
sdb 257357577 479985 3124712204 577235320 8502519 1283237 36645890 11250948 0 182336

总结磁盘统计

在 vmstat 后面添加 -D 会显示全局统计(包括全部的磁盘、分区、全部读、合并的读、读取的扇区、写、合并的写、写入的扇区和 IO)。

# vmstat -D
27 disks
3 partitions
275754028 total reads
1388030 merged reads
5751195976 read sectors
638710116 milli reading
38795040 writes
29520659 merged writes
2209820333 written sectors
130210652 milli writing
0 inprogress IO
224704 milli spent IO

打印指定分区统计

vmstat 添加 -p 参数后面跟上设备名会显示指定分区统计(包括读、读取的扇区、写以及请求的写)。

# vmstat -p /dev/sdb1
sdb1 reads read sectors writes requested writes
3115 27890 839453 206728016

vmstat 统计信息带上时间戳

当你想在特定时间区间内找到内存尖峰时，用 vmstat 命令添加 -t 参数，后跟延迟和计数。

注意：此组合不适用于基于 Debian 的系统。

# vmstat -t 1 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------ ---timestamp---
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
0 0 0 6981416 181324 24588604 0 0 0 1 0 0 0 0 100 0 0 2017-01-11 15:42:15 MST
2 0 0 6981276 181324 24588604 0 0 0 0 91 40 0 0 100 0 0 2017-01-11 15:42:16 MST
0 0 0 6982016 181324 24588604 0 0 0 0 75 116 0 0 100 0 0 2017-01-11 15:42:17 MST
0 0 0 6982016 181324 24588604 0 0 0 0 43 39 0 0 100 0 0 2017-01-11 15:42:18 MST
0 0 0 6982280 181324 24588604 0 0 0 0 113 185 0 0 100 0 0 2017-01-11 15:42:19 MST

打印更多统计

vmstat 后面跟上 -s 参数会显示不同统计的总结。

# vmstat -s
32849392 total memory
25864128 used memory
16468180 active memory
8320888 inactive memory
6985264 free memory
181324 buffer memory
24588612 swap cache
20970492 total swap
0 used swap
20970492 free swap
891075 non-nice user cpu ticks
6532 nice user cpu ticks
1507099 system cpu ticks
18925265601 idle cpu ticks
113043 IO-wait cpu ticks
108 IRQ cpu ticks
4185 softirq cpu ticks
0 stolen cpu ticks
4071862 pages paged in
216759718 pages paged out
0 pages swapped in
0 pages swapped out
369611221 interrupts
477861261 CPU context switches
1478258826 boot time
2196121 forks

打印 slab 统计

vmstat 后面跟上 -m 参数会显示 slab 信息。

# vmstat -m
Cache Num Total Size Pages
nf_conntrack_expect 0 0 240 16
nf_conntrack_ffffffff81b2a920 18 60 312 12
fib6_nodes 24 59 64 59
ip6_dst_cache 16 30 384 10
ndisc_cache 7 30 256 15
ip6_mrt_cache 0 0 128 30
RAWv6 35 35 1088 7
UDPLITEv6 0 0 1024 4
UDPv6 4 12 1024 4
tw_sock_TCPv6 0 0 320 12
request_sock_TCPv6 0 0 192 20
TCPv6 4 6 1920 2
fat_inode_cache 5 6 672 6
fat_cache 0 0 32 112
ioat2 4096 4140 128 30
ext4_inode_cache 34322 34364 1000 4
ext4_xattr 0 0 88 44
.
.
.

阅读更多关于 vmstat

如果你想了解关于 vmstat 的更多选项，请阅读手册。

# vmstat --help
或者
# man vmstat

作者简介：

Magesh Maruthamuthu，热爱玩所有的 Linux 发行版

作者：Magesh Maruthamuthu

来源：51CTO

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