linux的vmstat命令详解

Vmstat

procs -----------memory----------       ---swap--   -----io----       --system--   -----cpu------
        r b   swpd   free    buff       cache   si   so      bi    bo         in   cs          us sy id wa st
        2 0   88   199564 134860 1175252   0    0        0   352        9323 10496     8 6   85 0 0


procs
r 列表示运行和等待cpu时间片的进程数，如果长期大于1，说明cpu不足，需要增加cpu。
b 列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。

memory
swpd 切换到内存交换区的内存数量(k表示)。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
free 当前的空闲页面列表中内存数量(k表示)
buff 作为buffer cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。
cache: 作为page cache的内存数量，一般作为文件系统的cache，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。

swap
si 由内存进入内存交换区数量。
so由内存交换区进入内存数量。

IO
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 显示采集间隔内发生的中断数
in 列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。
cs列表示每秒产生的上下文切换次数，如当 cs 比磁盘 I/O 和网络信息包速率高得多，都应进行进一步调查。

cpu 表示cpu的使用状态
us 列显示了用户方式下所花费 CPU 时间的百分比。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%，需要考虑优化用户的程序。
sy 列显示了内核进程所花费的cpu时间的百分比。这里us + sy的参考值为80%，如果us+sy 大于 80%说明可能存在CPU不足。
wa 列显示了IO等待所占用的CPU时间的百分比。这里wa的参考值为30%，如果wa超过30%，说明IO等待严重，这可能是磁盘大量随机访问造成的，也可能磁盘或者磁盘访问控制器的带宽瓶颈造成的(主要是块操作)。
id 列显示了cpu处在空闲状态的时间百分比

　vmstat命令输出分成六个部分：
　　(1)进程procs：
　　r：在运行队列中等待的进程数 。
　　b：在等待io的进程数 。
　　(2)内存memoy：
　　swpd：现时可用的交换内存（单位KB）。
　　free：空闲的内存（单位KB）。
　　buff: 缓冲去中的内存数（单位：KB）。
　　cache：被用来做为高速缓存的内存数（单位：KB）。
　　（3） swap交换页面
　　si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。
　　so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。
　　(4) io块设备:
　　bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。
　　bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。
　　(5)system系统：
　　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。
　　（6）cpu中央处理器：
　　cs：用户进程使用的时间 。以百分比表示。
　　sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。
　　id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

　　如果 r经常大于 4 ，且id经常小于40，表示中央处理器的负荷很重。

如果bi，bo 长期不等于0，表示物理内存容量太小。


vmstat输出时间标示.

vmstat 1 1 | awk '{print system("date +%H:%M:%S"),$0}'

vmstat:报告关于内核进程,虚拟内存,磁盘,cpu的的活动状态的工具
主要有几个用法:
1.vmstat 间隔 数量
输出如下
kthr     memory   page faults cpu
-----   -----------   ------------------------ ------------ -----------
r b avm fre re pi po fr sr cy in sy cs us sy id wa
0 0 26258 18280 0 0 0 7 20 0 127 227 64 1 2 96 1

procs -----------memory----------        ---swap-- -----io---- --system--          -----cpu------
        r b    swpd   free   buff cache            si   so      bi    bo       in   cs             us sy id wa st

4 0     88 336220 255096 934424       0    0     0     0      11415 15111      10 9 82 0 0
       4 0     88 336344 255096 934424       0    0     0    12     12621 17560      11 10 79 0 0
       3 0     88 336220 255100 934460       0    0     0   268    12245 16786      12 10 78 0 0
其中:
    kthr--内核进程的状态
--r 运行队列中的进程数,在一个稳定的量下,应该少于5 （r <5）
--b 等待队列中的进程数(等待I/O),通常情况下是接近0的. （b=0）

memory--虚拟和真实内存的使用信息
--avm 活动虚拟页面,在进程运行中分配到工作段的页面空间数.
--fre 空闲列表的数量.一般不少于120,当fre少于120时,系统开始自动的kill进程去释放


free list
page--页面活动的信息
--re 页面i/o的列表
--pi 从页面输入的页（一般不大于5)
--po 输出到页面的页
--fr 空闲的页面数(可替换的页面数)
--sr 通过页面置换算法搜索到的页面数
--cy 页面置换算法的时钟频率


faults--在取样间隔中的陷阱及中断数
--in 设备中断
--sy 系统调用中断
--cs 内核进程前后交换中断


cpu--cpu的使用率
--us 用户进程的时间
--sy 系统进程的时间
--id cpu空闲的时间
--wa 等待i/o的时间


一般us+sy 在单用户系统中不大于90,在多用户系统中不大于80.
wa时间一般不大于40.

2.vmstat -s
现实系统自初始化以来的页面信息.
top是给设计的。在FreeBSD VM里面的Free概念和其他OS完全不同，使用top查看Free内存对于FreeBSD来说可以说没什么意义。正确的方法是看vmstat。

# vmstat

procs    memory    page                disk faults    cpu

r b w     avm fre   flt   re   pi   po   fr   sr ad0 in sy   cs us sy id

0 2 1   270512   20316 30 0 0 0   26 5 1223 1589 98 593   1   1 99

最好使用vmstat t [n]命令，例如 vmstat 5 5,表示在T（5）秒时间内进行N（5）次采样。如果只使用vmstat，无法反映真正的系统情况。

procs:

r-->在运行的进程数

b-->在等待io的进程数(等待i/o,paging等等)

w-->可以进入运行队列但被替换的进程

memoy（以k为单位，包括虚拟内核和真实内存，正在运行或最近20秒在运行的进程所用的虚拟内存将被视为active）

avm-->活动的虚拟内存

free-->空闲的内存

pages（统计错误页和活动页，每5秒平均一下，以秒为单位给出数值）

flt-->错误页总数

re-->回收的页面

pi-->进入页面数

po-->出页面数

fr-->空余的页面数

sr-->每秒通过时钟算法扫描的页面

disk 显示每秒的磁盘操作（磁盘名字的前两个字母加数字，默认只显示两个磁盘，如果有多的，可以加-n来增加数字或在命令行下把磁盘名都填上。）

fault 显示每秒的中断数

in-->设备中断

sy-->系统中断

cy-->cpu交换

cpu 表示cpu的使用状态

cs-->用户进程使用的时间

sy-->系统进程使用的时间

id-->cpu空闲的时间

解释：

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。

Procs
　　r: 等待运行的进程数 b: 处在非中断睡眠状态的进程数 w: 被交换出去的可运行的进程数。此数由 linux 计算得出，但 linux 并不耗尽交换空间

　　Memory

swpd: 虚拟内存使用情况，单位：KB
　　free: 空闲的内存，单位KB
　　buff: 被用来做为缓存的内存数，单位：KB
　　Swap
　　si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒
　　s 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒
　　IO
　　bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒
　　b 从块设备接收到的块数，单位：块/秒
　　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
　　CPU
　　按 CPU 的总使用百分比来显示
　　us: CPU 使用时间
　　sy: CPU 系统使用时间
　　id: 闲置时间
　　准测
　　r<5，b≈0，

　　如果fre对于page列，re，pi，po，cy维持于比较稳定的状态，PI率不超过 5，如果有pagin发生，那么关联页面必须先进行pageout在内存相对紧张的环境下pagein会强制对不同的页面进行steal操作。如果系统正在读一个大批的永久页面，你也许可以看到po和pi列会出现不一致的增长，这种情景并不一定表明系统负载过重，但是有必要对应用程序的数据访问模式进行见检查。在稳定的情况下，扫描率和重置率几乎相等，在多个进程处理使用不同的页面的情况下，页面会更加不稳定和杂乱，这时扫描率可能会比重置率高出。

　　faults列，in，sy，cs会不断跳跃，这里没有明确的限制，唯一的就是这些值最少大于100 cpu列，us，sys，id和wa也是不确定的，最理想的状态是使cpu处于100%工作状态，单这只适合单用户的情况下。

　　如果在多用户环境中us＋sys》80，进程就会在运行队列中花费等待时间，响应时间和吞吐量就会下降。wa>40表明磁盘io没有也许存在不合理的平衡，或者对磁盘操作比较频繁，vmstat各项：

procs: r-->在运行队列中等待的进程数 b-->在等待io的进程数 w-->可以进入运行队列但被替换的进程 memoy swap-->现时可用的交换内存（k表示） free-->空闲的内存（k表示） pages re－－》回收的页面 mf－－》非严重错误的页面 pi－－》进入页面数（k表示） po－－》出页面数（k表示） fr－－》空余的页面数（k表示） de－－》提前读入的页面中的未命中数 sr－－》通过时钟算法扫描的页面 disk 显示每秒的磁盘操作。 s表示scsi盘，0表示盘号 fault 显示每秒的中断数 in－－》设备中断 sy－－》系统中断 cy－－》cpu交换 cpu 表示cpu的使用状态 cs－－》用户进程使用的时间 sy－－》系统进程使用的时间 id－－》cpu空闲的时间

　　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。

　　Linux在具有高稳定性、可靠性的同时，具有很好的可伸缩性和扩展性，能够针对不同的应用和硬件环境调整，优化出满足当前应用需要的最佳性能。因此企业在维护Linux系统、进行系统调优时，了解系统性能分析工具是至关重要的。

　　在Linux下有很多系统性能分析工具，比较常见的有top、free、ps、time、timex、uptime等。下文将介绍几个较为重要的性能分析工具vmstat、iostat和sar及其使用。

　　用vmstat监视内存使用情况

　　vmstat是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）的缩写，可对的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。

　　vmstat的语法如下：

　　vmstat [-V] [-n] [delay [count]]

　　其中，－V表示打印出版本信息；－n表示在周期性循环输出时，输出的头部信息仅显示一次；delay是两次输出之间的延迟时间；count是指按照这个时间间隔统计的次数。对于vmstat输出各字段的含义，可运行man vmstat查看。

　　用iostat监视I/O子系统情况

　　iostat是I/O statistics（输入/输出统计）的缩写，iostat工具将对系统的磁盘操作活动进行监视。它的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出 CPU使用情况。同vmstat一样，iostat也有一个弱点，就是它不能对某个进程进行深入分析，仅对系统的整体情况进行分析。

　　iostat的语法如下：

iostat [ -c | -d ] [ -k ] [ -t ] [ -V ] [ -x [ device ] ] [ interval [ count ] ]

　　其中，-c为汇报CPU的使用情况；-d为汇报磁盘的使用情况；-k表示每秒按 kilobytes字节显示数据；-t为打印汇报的时间；-v表示打印出版本信息和用法；-x device指定要统计的设备名称，默认为所有的设备；interval指每次统计间隔的时间；count指按照这个时间间隔统计的次数。

　　iostat一般的输出格式如下：

Linux 2.4.18-18smp (builder.linux.com) 2003年03月07日
avg-cpu: %user   %nice    %sys   %idle
           4.81    0.01    1.03   94.15
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
dev3-0           30.31      1117.68       846.52   16104536   12197374
dev3-1            7.06       229.61        40.40    3308486     582080

　　对于输出中各字段的含义，iostat的帮助中有详细的说明。

　　使用sar进行综合分析

　　表1 sar参数说明

　　选项 功能

　　-A 汇总所有的报告

　　-a 报告文件读写使用情况

　　-B 报告附加的缓存的使用情况

　　-b 报告缓存的使用情况

　　-c 报告系统调用的使用情况

　　-d 报告磁盘的使用情况

　　-g 报告串口的使用情况

　　-h 报告关于buffer使用的统计数据

　　-m 报告IPC消息队列和信号量的使用情况

　　-n 报告命名cache的使用情况

　　-p 报告调页活动的使用情况

　　-q 报告运行队列和交换队列的平均长度

　　-R 报告进程的活动情况

　　-r 报告没有使用的内存页面和硬盘块

　　-u 报告CPU的利用率

　　-v 报告进程、i节点、文件和锁表状态

　　-w 报告系统交换活动状况

　　-y 报告TTY设备活动状况

　　sar是System Activity Reporter（系统活动情况报告）的缩写。顾名思义，sar工具将对系统当前的状态进行取样，然后通过计算数据和比例来表达系统的当前运行状态。它的特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据；取样数据和分析的结果都可以存入文件，所需的负载很小。sar是目前Linux上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从14个大方面对系统的活动进行报告，包括文件的读写情况、系统调用的使用情况、串口、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等，使用也是较为复杂。

　　sar的语法如下：

sar [-option] [-o file] t [n]

　　它的含义是每隔t秒取样一次，共取样n次。其中-o file表示取样结果将以二进制形式存入文件file中。

　　另一种语法如下：

sar [-option] [-s time] [-e time] [-i sec] [-f file]

　　含义是表示从file文件中取出数据，如果没有指定-f file，则从标准数据文件/var/adm/sa/sadd取数据，其中dd表示当前天。另外，-s time表示起始时间；-e time表示停止时间；-i sec表示取样的时间间隔，如果不指定则表示取文件中所有的数据。对于具体的选项参见表1。

　　一般它与-q和-u联合使用，以便对每个CPU的使用情况进行分析，比如运行如下命令：

sar -q -u 5 1

　　将输出如下：

Linux 2.4.18-18smp (builder.linux.com)        2003年03月07日
09时46分16?      CPU     %user     %nice   %system     %idle
09时46分21?      all      0.20      0.00      0.00     99.80
09时46分16? runq-sz plist-sz   ldavg-1   ldavg-5
09时46分21?        0        91      0.00      0.00
Average:          CPU     %user     %nice   %system     %idle
Average:          all      0.20      0.00      0.00     99.80
Average:      runq-sz plist-sz   ldavg-1   ldavg-5
Average:            0        91      0.00      0.00

　　由于sar命令太复杂，只有通过熟练使用才能了解每个选项的含义，对于sar输出中每个字段的含义运行man sar命令可以得到详细的解释。