常见命令-资源查看-vmstat命令实践

目录

一、系统性能瓶颈定位

  1. CPU 瓶颈分析
    • 关键指标：
    ◦ us（用户态CPU占比）：持续高于 70% 表明用户进程负载过高，需优化代码或增加CPU资源。
    ◦ sy（内核态CPU占比）：过高（如 >30%）提示系统调用频繁，可能由IO密集操作或内核锁竞争引起。
    ◦ r（运行队列进程数）：若超过 CPU 核数 2 倍，说明存在 CPU 调度瓶颈。
    • 操作示例：

    vmstat 1 5  # 每秒采样一次，共5次，观察CPU波动

  2. 内存不足与交换活动监控
    • 关键指标：
    ◦ si（swap-in）和 so（swap-out）：若长期 >0，表明物理内存不足，系统频繁使用交换分区。
    ◦ free（空闲内存）：结合 buff/cache 判断可用内存是否充足（理想值应占总量 20% 以上）。
    • 典型场景：
    ◦ 内存泄漏时，free 持续下降，si/so 逐渐升高，需结合 top 定位高内存进程。

  3. 磁盘 I/O 瓶颈排查
    • 关键指标：
    ◦ bi（块设备读速率）和 bo（块设备写速率）：若持续 >1000（单位：块/秒），可能磁盘负载过高。
    ◦ wa（IO等待CPU占比）：>20% 表明磁盘成为瓶颈，需优化存储或升级硬件。
    • 扩展操作：

    vmstat -d  # 查看详细磁盘IO统计

二、故障排查与调优

  1. 上下文切换与中断分析
    • 关键指标：
    ◦ cs（上下文切换次数）：过高（如 >10万/秒）可能因进程/线程过多，需减少并发或优化锁机制。
    ◦ in（中断次数）：异常升高可能由硬件故障或驱动问题导致。
    • 调优示例：
    ◦ Web服务器（如 Nginx）调整 worker 进程数，使 cs 降至合理范围。

  2. 虚拟化环境性能监控
    • 关键指标：st（虚拟机 CPU 被宿主机抢占时间占比），若 >5% 需扩容 vCPU 或迁移负载。
    • 场景示例：

    vmstat 1 | awk '{print $16}'  # 持续监控虚拟化环境中的st值

  3. 僵尸进程与阻塞进程检测
    • 关键指标：
    ◦ b（不可中断睡眠进程数）：长期 >0 可能因磁盘故障或NFS挂载问题。
    • 关联命令：

    ps aux | grep 'D'  # 查看具体阻塞进程

三、自动化监控与资源规划

  1. 定时性能采样
    • 批处理模式：

    vmstat 2 10 > vmstat.log  # 每2秒采样，共10次，输出到日志

    • 数据聚合：结合脚本提取关键指标（如 us、wa），用于生成趋势报表或触发告警。

  2. 容量规划参考
    • 长期监控：通过 vmstat -s 查看内存总量、交换活动等历史统计，为扩容提供依据。
    • 示例指标：
    ◦ 若 swpd（已用交换分区）长期 >10%，需增加物理内存。

四、与其他工具的联动分析

  1. 综合性能诊断
    • 结合 iostat 分析磁盘吞吐，或 sar 查看历史负载，形成完整性能画像。
  2. 容器化环境适配
    • 在容器内运行 vmstat 时，需注意其反映的是宿主机的全局资源视图，容器资源限制需通过 cgroup 接口获取。

五、运维速查表

场景 关键指标 阈值参考 调优建议
CPU 过载 us >70%、r >2*核数 增加 CPU 或优化代码 限制进程优先级（nice）
内存不足 si/so >0 扩容内存 优化应用内存管理或启用大页
磁盘 IO 瓶颈 bi/bo >1000、wa >20% 升级 SSD 或 RAID 调整文件系统挂载参数（如 noatime）
虚拟化环境性能降级 st >5% 扩容 vCPU 迁移虚拟机至负载较低的宿主机
上下文切换频繁 cs >10万/秒 减少线程数 优化锁机制或进程调度策略

扩展选项

命令选项 用途
vmstat 2 5 每2秒采样一次，共5次。
vmstat -d 显示磁盘详细I/O统计（包括分区级读写）。
vmstat -s 输出内存事件总结（如页面换入/换出总数）。
vmstat -S M 以MB为单位显示内存数据（避免KB单位数值过大）。
vmstat -a 显示活跃/非活跃内存（用于NUMA架构分析）。

vmstat 输出字段说明

字段分类 字段名 详细解释
Process r 运行队列中的进程数：等待CPU资源的进程数量。若持续超过CPU核心数，表明CPU饱和（如4核系统 r >4）。
b 不可中断休眠进程数：因等待I/O或资源锁处于阻塞状态的进程数，突增可能表示磁盘或资源争用问题。
Memory swpd 已使用的交换内存（KB）：数值持续增长需警惕物理内存不足，可能触发频繁换页。
free 空闲物理内存（KB）：结合buff/cache判断真实内存压力，Linux会利用空闲内存缓存数据。
buff 缓冲区内存（KB）：用于块设备（如磁盘）的临时数据缓存，加速读写操作。
cache 页缓存内存（KB）：文件系统缓存，加速文件访问，可被快速释放供应用程序使用。
Swap si 每秒换入内存量（KB/s）：从磁盘加载到交换区的数据量，非零表示物理内存不足。
so 每秒换出内存量（KB/s）：从交换区写回磁盘的数据量，与si同时非零需优先扩容内存。
I/O bi 块设备接收量（KB/s）：从磁盘读取的数据量，高值可能表明频繁读操作（如数据库查询）。
bo 块设备发送量（KB/s）：写入磁盘的数据量，高值可能因日志写入或缓存刷新导致。
System in 每秒中断次数：包括时钟中断和硬件中断，过高可能消耗CPU资源（结合sy分析）。
cs 每秒上下文切换次数：进程或线程切换频繁会导致性能下降，需优化并发数或调度策略。
CPU us 用户态CPU使用率：应用程序代码消耗的CPU时间，长期高于70%需优化代码或升级硬件。
sy 内核态CPU使用率：系统调用消耗的CPU时间，高于20%可能因频繁I/O或内核低效。
id 空闲CPU百分比：包含等待I/O的时间，高空闲但系统卡顿需检查I/O或内存瓶颈。
wa 等待I/O的CPU时间：高值（如>10%）表明磁盘是瓶颈，需优化存储或减少I/O操作。
st 虚拟机CPU窃取时间：仅虚拟化环境中有效，表示被宿主机或其他虚拟机占用的CPU时间。

关键场景解读

  1. CPU瓶颈
    • r > CPU核心数 且 us + sy > 90%：CPU过载，需优化进程或扩容。
    • wa > 20%：磁盘响应慢，检查bi/bo确认I/O压力，考虑使用SSD或调整RAID策略。

  2. 内存不足
    • si/so > 0 且 free持续下降：物理内存不足，触发换页，需增加内存或终止内存泄漏进程。

  3. 上下文切换过高
    • cs > 100,000/秒：大量进程竞争CPU，减少线程数或使用协程优化。

  4. 缓存利用分析
    • cache占用高但free低：系统有效利用内存缓存文件，非内存不足，无需干预。

posted @ 2025-03-13 13:09  天天向上327  阅读(131)  评论(0)    收藏  举报