Linux命令之vmstat

一、使用说明

vmstat 可以对操作系统的内存信息、进程状态、CPU 活动、磁盘等信息进行监控，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。

二、用法及参数说明

• -a：显示活跃和非活跃内存
• -f：显示从系统启动至今的fork数量
• -m：显示slabinfo
• -n：只在开始时显示一次各字段名称
• -s：显示内存相关统计信息及多种系统活动数量
• delay：刷新时间间隔。如果不指定，只显示一条结果
• count：刷新次数。如果不指定刷新次数，但指定了刷新时间间隔，这时刷新次数为无穷
• -d：显示磁盘相关统计信息
• -p：显示指定磁盘分区统计信息
• -S：使用指定单位显示。参数有 k 、K 、m 、M ，分别代表1000、1024、1000000、1048576字节（byte）。默认单位为K（1024 bytes）
• -V：显示vmstat版本信息
• -p：显示指定磁盘分区统计信息
• -D：显示磁盘总体信息

三、结果说明

2表示两秒采集一次服务器状态，5表示采集5次。在实际运用过程中，一般会在一段时间内一直监控，不想监控直接结束就行了，如下：

• r 列表示运行和等待CPU时间片的进程数，这个值如果长期大于系统CPU个数，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。
• swpd 列表示虚拟内存已使用的大小，如果swap值不为0或者比较大，只要si、so的值长期为0，一般属于正常情况。
• free 列表示空闲的物理内存的大小，单位为KB。
• buff 列表示baffers cached内存大小，也就是缓冲大小，一般对块设备的读写才需要缓冲。
• cache 列表示page cached的内存大小，也就是缓存大小，一般作为文件系统进行缓冲，频繁访问的文件都会被缓存，如果cache 值非常大说明缓存文件比较多，如果此时io中的bi 比较小，说明文件系统效率比较好。
• si 列表示每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值长期大于0，表示物理内存不够用，需要增加系统内存。
• so 列表示每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值长期大于0，也是表示物理内存不够用，需要增加系统内存。
• bi 列表示由块设备读入数据的总量，即读磁盘，单位kb/s。
• bo 列表示写到块设备数据的总量，即写磁盘，单位kb/s。如果bi+bo值过大，且wa值较大，则表示系统磁盘IO瓶颈。
• in 列表示每秒CPU的中断次数，包括时间中断。
• cs 列表示每秒产生的上下文切换次数，这两个值越大，则由内核消耗的CPU就越多。这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。
• us 列表示用户进程消耗的CPU时间百分比，us值越高，说明用户进程消耗CPU时间越多，如果长期大于50%，则需要考虑优化程序或者算法。
• sy 列表示系统内核进程消耗的CPU时间百分比，一般来说us+sy应小于80%，如果80%，则说明可能存在CPU瓶颈。
• id 列表示CPU处在空闲状态的时间百分比。
• wa 列表示I/O等待所占的CPU时间百分比，wa值越高，说明I/O等待越严重，根据经验wa的参考值为20%，超过20%说明I/O等待严重，引起I/O等待的原因可能是磁盘大量随机读写造成的，也可能是磁盘出现瓶颈（主要是块操作）造成的。

重点参数：r,b,swpd,free,buff,cache,si,so,bi,bo

四、性能分析信息

1、IO/CPU/men连锁反应

• free急剧下降
• buff和cache被回收下降，但也无济于事
• 依旧需要使用大量swap交换分区swpd
• 等待进程数，b增多
• 读写IO，bi bo增多
• si so大于0开始从硬盘中读取
• cpu等待时间用于 IO等待，wa增加

2、内存不足

• 开始使用swpd，swpd不为0
• si so大于0开始从硬盘中读取

3、io瓶颈

• 读写IO，bi bo增多超过2000
• cpu等待时间用于 IO等待，wa增加 超过20
• sy 系统调用时间长，IO操作频繁会导致增加 >30%
• wa io等待时间长
•         iowait% <20%            良好
•         iowait% <35%            一般
•         iowait% >50%
• 进一步使用iostat观察

4、CPU瓶颈：load,vmstat中r列

• 反应为CPU队列长度
• 一段时间内，CPU正在处理和等待CPU处理的进程数之和，直接反应了CPU的使用和申请情况。
• 理想的load average：核数*CPU数*0.7
•         CPU个数：grep 'physical id' /proc/cpuinfo | sort -u
•         核数：grep 'core id' /proc/cpuinfo | sort -u | wc -l
• 超过这个值就说明已经是CPU瓶颈了