mpstat——系统调优
mpstat——系统调优
文章目录
一、mpstat概述
二、mpstat使用
- 下载软件包
- 命令参数
- 参数含义
- 平均负载信息
三、压力测试
- 下载工具包
- 参数
四、查看统计信息
参数
五、实例操作
- 实验目的
- 测试CPU使用的负载状态
平均系统的负载情况
模拟压力测试前后对比
- 模拟Ｉ／Ｏ负载
- 模拟大量进程使用
总结
一、mpstat概述
mpstat （multiprocessor state） 可以查看所有cpu的平均负载，也可以查看指定cpu的负载。所以mpstat其实就是主要查看CPU负载的一个工具。是一款常用的多核CPU性能分析工具，用来实时查询每个CPU的性能指标，以及所有CPU的平均指标。
二、mpstat使用
1、下载软件包
它是Linux性能工具集sysstat中的一个工具，所以我们要装上sysstat，安装方法随不同的系统略有不同，sysstat是一个软件包，包含监测系统性能及效率的一组工具，这些工具对于我们收集系统性能数据，比如：CPU 使用率、硬盘和网络吞吐数据，这些数据的收集和分析，有利于我们判断系统是否正常运行.
yum install sysstat -y
2、命令参数
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| -P | 指定要监控哪个CPU ，范围是 [0~n-1] ，ALL表示监控所有CPU都监控 |
| internval | 相邻两次采样的间隔时间 |
| count | 采样的次数，count只能和internval一起使用 |
[root@localhost ~]# mpstat -P ALL 3 2
Linux 3.10.0-1160.102.1.el7.x86_64 (localhost.localdomain) 02/02/2024 _x86_64_ (40 CPU)
03:18:46 AM CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
03:18:49 AM all 0.04 0.00 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.91
03:18:49 AM 0 0.00 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.67
03:18:49 AM 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 15 0.67 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.33
03:18:49 AM 16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
03:18:49 AM 21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
3、参数含义
参数 描述
- CPU 显示的是某个CPU 还是全部CPU all=全部
- %usr 表示用户所有使用的CPU百分比
- %nice 表示使用 nice 值的 CPU 的百分比
- %sys 表示内核进程使用的 CPU 百分比
- %iowait 表示等待进行 I/O 所使用的 CPU 时间百分比
- %irq 表示用于处理系统中断的CPU百分比
- %soft 表示用于软件中断的CPU百分比
- %steal 虚拟机强制CPU等待的时间百分比
- %guest 虚拟机占用CPU时间的百分比
- %gnice CPU运行niced guest虚拟机所花费的时间百分比
- %idle CPU的空闲时间的百分比
4、平均负载信息
当系统变慢，用top或uptime来了解系统的负载情况，系统平均负载是指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数，如果单个CPU内核的当前活动进程数不大于3的话，那么系统的性能是良好的。
[root@localhost ~]# uptime
03:21:21 up 53 days, 5 min, 3 users, load average: 0.00, 0.02, 0.05
- 3users：当前有3个用户登录；
- load average：平均负载
0.00：1分钟
0.01：5分钟
0.05：15分钟
三、压力测试
压力测试的方法有很多，这里通过stress工具来进行对CPU、内存、IO以及磁盘的压力测试（可以指定CPU的个数）
1、下载工具包
yum install -y epel-release #需要先下载所需要的依赖包否则直接下载stress软件包工具不成功
yum install -y stress
2、参数
参数 详解
- -c --cpu 产生n个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根
- -i --io 产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上
- -m -vm 产生n个进程，每个进程不断分配和释放内存
- -t --timout 在n秒后结束进程
- -d --hdd 产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程（创建文件、写入内容、删除文件）
四、查看统计信息
pidstat 是一个常用的进程性能分析工具，可以用pidstat来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下文切换等性能指标。
参数
参数 详解
- -u 默认的参数，显示各个进程的CPU使用统计
- -r 显示各个进程的内存使用统计
- -d 显示各个进程的IO使用情况
- -p 指定进程号
- -w 显示每个进程的上下文切换情况
- -t 显示选择任务的线程的统计信息外的额外信息
- -V 版本号
- -h 在一行上显示了所有活动，这样其他程序可以容易解析
- -I（大写） 在SMP环境，表示任务的CPU使用率/内核数量
- -l 显示命令名和所有参数
五、实例操作
1、实验目的
采用stress压力测试工具，模拟CPU 负载的情况，高IO的情况，使用uptime查看平均负载，使用mpstat和pidstat工具，找出负载高的根源
2、测试CPU使用的负载状态
平均系统的负载情况
[root@localhost ~]# uptime
11:25:26 up 7 days, 19:45, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
模拟压力测试前后对比
- 压力测试前
[root@localhost ~]# mpstat -P ALL 1 1
Linux 5.14.0-391.el9.x86_64 (localhost.localdomain) 2024年02月02日 _x86_64_ (8 CPU)
11时26分57秒 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
11时26分58秒 all 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.88
11时26分58秒 0 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.01
11时26分58秒 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11时26分58秒 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11时26分58秒 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11时26分58秒 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11时26分58秒 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11时26分58秒 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11时26分58秒 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
平均时间: all 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.88
平均时间: 0 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.01
平均时间: 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
平均时间: 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
- 压力测试
通过stress工具对系统进行压力测试
stress --cpu 4 --timeout 600 #进行压力测试 对2快cpu 进行增压 持续600s
- 压力测试结果
也可以通过pidstat命令对进程和任务的使用情况进行刷新
pidstat -u 5 #查看运行中的进程和任务，每5秒刷新一次（时间可以自己指定）
查看运行中的进行和任务，stress对2块cpu使用率过高
原因：stress工具给系统产生的压力过大，倒是系统使用率过高
解决方案：杀死正在使用的stress进程
3、模拟Ｉ／Ｏ负载
这里也是i通过stress工具进行压力测试
stress --io 15 --timeout 600 #进行压力测试，产生15个进程，持续600秒
-i : --io 产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上
注：使用stress无法模拟iowait升高，但sys（表示内核进程使用的 CPU 百分比。）升高。stress -i参数表示通过系统调用sync来模拟IO问题，但sync是刷新内存缓冲区数据到磁盘中，以确保同步。如果内存缓冲区内没多少数据，读写到磁盘中的数据也就不多，没法产生IO压力。
使用SSD（固态硬盘）磁盘的环境中尤为明显，iowait一直为0，但因为大量系统调用，导致系统CPU使用率sys升高。
stress --io 15 --hdd 15 --timeout 600
-d : --hdd 产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程（创建文件、写入内容、删除文件）
-i : --io 产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上
使用mpstat命令读去IO的读写占用比
通过pidstat命令从去查看进程使用情况
解决方案:杀死进行后即可解决占用的情况
4、模拟大量进程使用
当系统中运行进程超出 CPU 运行能力时，就会出现等待 CPU 的进程。比如，我们还是使用 stress，但这次模拟的是 30 个进程
通过uptime命令查看CPU状态
总结
平均负载和CPU使用率的关系
平均负载不仅包含正在使用CPU的进程，还包括等待CPU和等待IO的进程。而CPU的使用率，是单位时间内CPU的繁忙情况，跟平均负载不一定完全对应，比如：
- 计算密集型进程，会大量使用CPU导致平均负载增高，这时，两者一致。
- I/O密集型进程，等待I/O导致负载很高，但CPU使用率不一定高。
- 大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载增高，此时CPU的使用率也会比较高。
浙公网安备 33010602011771号