linux 系统性能分析

CPU篇

top

  • 1时,看各个cpu是否均衡;看每个cpu的使用率分布是否合理
  • 看load average的负载( 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值)
  • 看内存的使用
  • 看进程数运行、休眠数
  • M看各个进程内存的占用

只看某些进程的负载 top -p pid1,pid2

确认cpu的进程分布 ps -Ef

还有一个基于top的方法是:在top界面中,按下f.进入top Current Fields设置页面:

选中:j: P  = Last used cpu (SMP)

则多了一项:P 显示此进程使用哪个CPU

另外,mpstat -P ALL 1 可以看到各个核心的统计情况

可以参考下面的vmstat

IO篇

iostat -x 1

linux 系统性能分析

看cpu的iowait和idle。

关键是r/s,w/s每秒的读写次数和量

平均的数据大小和io队列长度(仅参考)

结合await_time,来看svctm每次io操作的服务时间,前者远大于后者有问题。

vmstat  2

linux 系统性能分析

procs 中 r的数目大于cpu数,注意了!

b 表示阻塞的进程数目,即正在等待资源的进程数目,比如正在等待I/O,或内存交换等

如果swpd的值不为0,或者比较大,比如超过了100m,只要si、so的值长期为0,系统性能还是正常

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

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

bi 从块设备读入数据的总量(读磁盘)(每秒kb)。

bo 块设备写入数据的总量(写磁盘)(每秒kb)
这里我们设置的bi+bo参考值为1000,如果超过1000,而且wa值较大应该考虑均衡磁盘负载,可以结合iostat输出来分析。

System

in 每秒的中断数,包括时钟中断。

cs 每秒的环境(上下文)切换次数。

上面2个值越大,会看到由内核消耗的CPU时间会越大

Cpu

us列显示了用户进程消耗的CPU 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,但是如果长期大于50%,就需要考虑优化程序或算法。

sy列显示了内核进程消耗的CPU时间百分比。Sy的值较高时,说明内核消耗的CPU资源很多。

根据经验,us+sy的参考值为80%,如果us+sy大于 80%说明可能存在CPU资源不足。

wa IO等待消耗的CPU时间百分比。wa的值高时,说明IO等待比较严重,这可能由于磁盘大量作随机访问造成,也有可能磁盘出现瓶颈(块操作)。

网络篇

TCP

cat /proc/net/snmp | grep Tcp:
Tcp: RtoAlgorithm RtoMin RtoMax MaxConn ActiveOpens PassiveOpens AttemptFails EstabResets CurrEstab InSegs OutSegs RetransSegs InErrs OutRsts
Tcp: 1 200 120000 -1 78447 413 50234 221 3 5984652 5653408 156800 0 849
重传率 = RetransSegs / OutSegs

统计某端口:

ss -o state established '( sport = :23000 )' | wc -l

netstat -tan | awk '{printf("%s:%s\n",$4, $5)}' | awk -F":" '{if ($2==36000 && $4>0) {printf("%s\n",$3)}}'

统计所有的端口:

netstat -nt | awk '/^tcp/ {++state[$NF]} END {for(key in state) print key,"\t",state[key]}'

统计连接最多的服务器:

netstat -tan | awk '{print $5}' | awk -F":" '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -nr

统计某端口连接过来最多的服务器

netstat -tan | awk '{printf("%s:%s\n",$4, $5)}' | awk -F":" '{if ($2==36000 && $4>0) {printf("%s\n",$3)}}'  | sort | uniq -c | sort -nr

快速查看总体的连接状态数:

ss -s

如何查看连接的时间:

查看这个进程打开的这个连接的文件名,lsof -p pid | grep port,可以得到这个进程在这个端口上的连接的文件编号: 
java    32439 root  118u  IPv6          165707367      0t0       TCP SC-HOST-43:51518->192.168.110.231:8998 (ESTABLISHED) 
java    32439 root  126u  IPv6          165707404      0t0       TCP SC-HOST-43:51520->192.168.110.231:8998 (ESTABLISHED) 
大家注意到118u和126u是这两个连接的文件名,然后去ll /proc/pid/fd/118,就可以看到这个连接的建立时间了。

快速确认是不是长连接:看下面的状态是不是ESTABLISH(没有TIME_WAIT),且端口不发生变化

netstat -tanp |awk '{print $4,$5,$6}' | grep 21000

统计某些进程的连接数是否均衡

netstat -tanp | grep ':9982 '  | awk '{print $7}' | awk -F"/" '{print $1}' | sort | uniq -c |sort

内存篇

查看共享内存(有时我们需要知道程序设定的那个id),这样的输出才赏心悦目:

ipcs -m | grep 0x | awk '{printf("%s\t%d\t%s\t%s\t%1.2fMB\n",$1,$6,strtonum($1),$3,$5/1000000)}'

ipcs -s | grep 0x | awk '{printf("%s\t%d\t%s\t%s\t%d\n",$1,$2,strtonum($1),$3,$5)}'

优化方法

一些系统设定
  • echo -e 'net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1\nnet.ipv4.tcp_tw_recycle = 1' >> /etc/sysctl.conf && /sbin/sysctl -p

echo '1024 61000' > /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
echo -e '* hard nofile 102400\n* soft nofile 102400' >> /etc/security/limits.conf

分析整个系统

结合理论分析进行压测,

  • 不要急于出数据,正确是第一要务
  • 最好是把部署图完整清晰的画出来,多查看日志
  • 压测要有成功率和时延的统计
  • 提前想好要压测的数据结构并制表(在excel中),后续压测逐项填写数据
  • 对系统的每一个模块都要查看其负载,尽可能的消除瓶颈

设计系统时,应该现将单机跑满,然后再整体

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