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分类: LINUX

2018-06-07 15:29:09

https://www.cnblogs.com/liyongsan/p/6922824.html
本随笔介绍CPU负载的排查手段。

  查看系统负载的工具:uptime,w,都能查看系统负载,系统平均负载是处于运行不可打扰状态的进程的平均数,

  •   可运行:运行态,占用CPU,或就绪态,等待CPU调度。
  •   不可打扰:阻塞,正在等待I/O

 1.使用uptime查看系统负载

# uptime 19:26:17 up 49 days, 7:34, 1 user,  load average: 0.67, 0.51, 0.41

这里我们关注的是最后三列,即系统1分钟、5分钟、15分钟内的平均负载,判断一个系统负载是否偏高需要计算单核CPU的平均负载,等于这里uptime命令显示的系统平均负载 / CPU核数,一般以0.7为比较合适的值。偏高说明有比较多的进程在等待使用CPU资源。

2. 使用w查看系统负载

# w 19:29:47 up 49 days, 7:38, 1 user,  load average: 0.42, 0.46, 0.41 USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
openstac pts/1 10.14.16.25 19:21 1.00s 0.19s 0.03s sshd: openstack [priv]

使用 w 命令也可以查看类似的信息,w 命令还提供了当前登录用户,以及正在执行的操作等信息。

  系统负载可以是CPU密集型的,也可以是RAM密集型和I/O密集型的,CPU密集型的系统比I/O密集型的系统响应度更好,因为I/O密集型的系统的磁盘I/O可能完全饱和,导致登录就很费事。

 

2. top命令

  top命令不仅可以查看当前系统的平均负载,还可以查看不同进程对于CPU、内存等资源的使用情况,在内存排障部分我们也将介绍top命令。

3. 使用top命令查看CPU使用率

top - 19:36:00 up 49 days,  7:44,  1 user,  load average: 0.34, 0.38, 0.40
Tasks: 216 total,   3 running, 213 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  4.0 us,  6.1 sy,  0.0 ni, 88.0 id,  1.5 wa,  0.0 hi,  0.4 si,  0.0 st
KiB Mem:  12260128 total,  6160704 used,  6099424 free,   331448 buffers
KiB Swap:        0 total,        0 used,        0 free.  1393220 cached Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                                                           
 3460 ntp       20   0   33508   2180   1536 S  47.2  0.0   5765:44 ntpd                                                                                              
12781 ceilome+  20   0  137464  60096   4740 S   5.0  0.5 833:30.17 ceilometer-agen                                                                                   
 2816 rabbitmq  20   0 2482652 274620   2612 S   1.7  2.2   1222:49 beam.smp                                                                                          
 1501 mysql     20   0  655848 310788   9928 S   1.0  2.5 368:28.78 mysqld                                                                                            
 2781 nova      20   0  355508 104096   3944 S   1.0  0.8 284:42.22 nova-conductor                                                                                    
  410 root      39  19       0      0      0 S   0.7  0.0 409:22.74 kipmi0                                                                                            
 2782 nova      20   0  356304 105000   3936 S   0.7  0.9 249:34.72 nova-conductor                                                                                    
19305 glance    20   0  182964  88608   4800 S   0.7  0.7 461:00.03 glance-api   

上面给出了一个top命令的截图示意,默认情况下,top命令是以CPU使用率由高到低排序显示进程信息的,在 top 信息界面按 K 键,并输入想要终止的PID,就可以直接杀死指定进程。

  top的 -b 选项开启批处理模式,将每次刷新全部打印到stdout

  top的 -n 选项指定退出top命令前刷新多少次信息。

  top命令的输出:

  第1行:与uptime相同;

  第3行:当前的CPU运行情况:

    us:非nice用户进程占用CPU的比率

    sy:内核、内核进程占用CPU的比率;

    ni:如果一些用户进程修改过优先级,这里显示这些进程占用CPU时间的比率;

    id:CPU空闲比率,如果系统缓慢而这个值很高,说明系统慢的原因不是CPU负载高;

    wa:CPU等待执行I/O操作的时间比率,该指标可以用来排查磁盘I/O的问题,通常结合wa和id判断

    hi:CPU处理硬件终端所占时间的比率;

    si:CPU处理软件终端所占时间的比率;

    st:流逝的时间,虚拟机中的其他任务所占CPU时间的比率;

  用户进程占比高,wa低,说明系统缓慢的原因在于进程占用大量CPU,通常还会伴有教低的id,说明CPU空转时间很少;

  wa低,id高,可以排除CPU资源瓶颈的可能。  

  wa高,说明I/O占用了大量的CPU时间,需要检查交换空间的使用,交换空间位于磁盘上,性能远低于内存,当内存耗尽开始使用交换空间时,将会给性能带来严重影响,所以对于性能要求较高的服务器,一般建议关闭交换空间。另一方面,如果内存充足,但wa很高,说明需要检查哪个进程占用了大量的I/O资源。

 

3. iostat命令

  iostat命令可以查看系统分区的IO使用情况

4. iostat命令查看系统IO占用

复制代码
# iostat
Linux 3.13.0-55-generic (ISeR-Server1) 08/12/2015 _x86_64_    (4 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle 4.62 0.02 2.20 0.55 0.00 92.60 Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda 5.91 4.16 130.04 17735179 554343984
复制代码

在第2行系统发行版本下面的第4、5行,可以看到与top命令中CPU使用情况类似的信息,

  第7行,可以看到一些IO指标:

    tps: 每秒I/O传输请求量;

    kB_read/s:每秒读取多少KB;

    kB_wrtn/s:每秒写多少KB;

    kB_read:一共读了多少KB;

    kB_wrtn:一共写了多少KB。

  iostat命令属于sysstat工具包,由于我们的机器只挂载了一块硬盘,因此不能体现不同设备的I/O区别。

 

4. iotop命令

  iotop命令类似于top命令,但是显示的是各个进程的I/O情况,对于定位I/O操作较重的进程有比较大的作用。

5. iotop命令与进程的IO状况

复制代码
Total DISK READ : 0.00 B/s | Total DISK WRITE : 972.38 K/s
Actual DISK READ: 0.00 B/s | Actual DISK WRITE: 995.35 K/s
  TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO> COMMAND 1651 be/4 mysql 0.00 B/s 953.24 K/s 0.00 % 6.71 % mysqld 189 be/3 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 1.50 % [jbd2/sda2-8] 3492 be/4 mysql 0.00 B/s 7.66 K/s 0.00 % 0.80 % mysqld 3475 be/4 mysql 0.00 B/s 3.83 K/s 0.00 % 0.52 % mysqld 1539 be/4 mysql 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.30 % mysqld 2419 be/4 mysql 0.00 B/s 3.83 K/s 0.00 % 0.24 % mysqld 3085 be/4 mysql 0.00 B/s 3.83 K/s 0.00 % 0.22 % mysqld
复制代码

这里可以看到不同任务的读写强度。

二、 sysstat工具与负载历史回放

  很多系统负载过高的时候我们是无法立即获知或者立即解决的,当检测到或者知道历史的高负载状况时,可能需要回放历史监控数据,这时 sar 命令就派上用场了,sar命令同样来自sysstat工具包,可以记录系统的CPU负载、I/O状况和内存使用记录,便于历史数据的回放。

  Ubuntu系统上,sysstat的配置文件在/etc/default/sysstat,sysstat默认关闭,通过将该文件中的ENABLED改为"true"启用;历史日志的存放位置为/var/log/sysstat

  Red Hat系统上,sysstat的配置文件在/etc/sysconfig/sysstat文件,历史日志的存放位置为/var/log/sa

  两种系统上,统计信息都是每10分钟记录一次,每天的23:59会分割统计文件,这些操作的频率都在/etc/cron.d/sysstat文件配置。

1. sar命令查看CPU、内存和磁盘记录

  默认情况下,sar命令显示当天的统计信息,不带参数显示CPU统计信息,参数-r显示收集的内存记录,-b显示磁盘I/O

6. 使用sar命令查看当天CPU使用

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# sar
Linux 3.13.0-55-generic (ISeR-Server1)     08/12/2015     _x86_64_    (4 CPU)
 
12:00:01 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
12:05:01 AM     all      3.83      0.02      4.24      0.61      0.00     91.30
12:15:01 AM     all      3.57      0.02      4.28      0.58      0.00     91.54
12:25:01 AM     all      3.83      0.02      5.16      0.60      0.00     90.39
12:35:01 AM     all      3.98      0.02      5.66      0.58      0.00     89.76
12:45:01 AM     all      3.86      0.02      5.26      0.59      0.00     90.28
12:55:01 AM     all      3.77      0.02      5.19      0.60      0.00     90.42

  7. 使用sar命令查看当天内存使用

复制代码
# sar -r
Linux 3.13.0-55-generic (ISeR-Server1) 08/12/2015 _x86_64_    (4 CPU) 12:00:01 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit  kbactive   kbinact   kbdirty 12:05:01 AM 6420736 5839392 47.63 242640 1366912 6811944 55.56 4324000 1202152 24 12:15:01 AM 6423128 5837000 47.61 242640 1367348 6830944 55.72 4320608 1202400 48 12:25:01 AM 6430984 5829144 47.55 242640 1367548 6814980 55.59 4314376 1202468 48 12:35:01 AM 6422924 5837204 47.61 242640 1367848 6817224 55.60 4321604 1202576 48 12:45:01 AM 6427300 5832828 47.58 242640 1368056 6822240 55.65 4318412 1202572 28
复制代码

8. 使用sar命令查看当天IO统计记录

复制代码
# sar -b
Linux 3.13.0-55-generic (ISeR-Server1) 08/12/2015 _x86_64_    (4 CPU) 12:00:01 AM       tps      rtps      wtps   bread/s   bwrtn/s 12:05:01 AM 7.44 0.00 7.44 0.00 279.22 12:15:01 AM 6.45 0.00 6.45 0.00 255.84 12:25:01 AM 6.59 0.00 6.59 0.00 260.20 12:35:01 AM 6.51 0.00 6.51 0.00 261.42 12:45:01 AM 6.42 0.00 6.42 0.00 255.79
复制代码

2. 使用sar查看指定时间、指定日期的历史记录

9. 使用参数-s和-e限定查看的时间

复制代码
# sar -s 20:00:00 Linux 3.13.0-55-generic (ISeR-Server1) 08/12/2015 _x86_64_    (4 CPU) 08:05:01 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle 08:15:01 PM     all 3.98 0.02 6.07 0.58 0.00 89.34 08:25:01 PM     all 4.32 0.02 5.74 0.58 0.00 89.34 Average:        all 4.15 0.02 5.91 0.58 0.00 89.34
复制代码

  9 只查看当天20:00:00后的CPU统计记录

10. 使用参数-f查看本月内之前某一天的历史统计信息

复制代码
# sar -f /var/log/sysstat/sa08
Linux 3.13.0-55-generic (ISeR-Server1) 08/08/2015 _x86_64_    (4 CPU) 12:00:01 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle 12:05:01 AM     all 3.65 0.02 2.79 0.60 0.00 92.94 12:15:01 AM     all 3.45 0.02 3.03 0.56 0.00 92.94 12:25:01 AM     all 3.43 0.02 3.25 0.56 0.00 92.74 12:35:01 AM     all 3.44 0.01 3.09 0.56 0.00 92.89 12:45:01 AM     all 3.25 0.02 1.35 0.55 0.00 94.83 12:55:01 AM     all 3.36 0.02 1.77 0.56 0.00 94.29
复制代码

sysstat工具只存储1个月内的系统使用记录,每天的记录以saN为文件名保存在相应的日志目录中,这里我们查看本月8号的CPU使用记录。

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