这篇文章主要介绍一些常用的linux服务器性能监控命令，包括命令的常用参数、指标的含义以及一些交互操作。

几个问题

命令本身并不复杂，关键是你对操作系统基础知识的掌握和理解，先来看看下面几个问题：

• CPU、内存以及硬盘的关系是怎样的？
• 进程和线程是什么？有什么区别？有什么优缺点？
• 什么是物理内存？什么是虚拟内存？什么时候要用到虚拟内存？
• 什么是CPU中断？CPU上下文切换？CPU缺页计算？
• 怎么理解系统负载？如何通过load average的值来判断系统负载是否过高？
• ...

相信基础好的司机心里已经有个大致的答案，那如果你一知半解，请仔细阅读全文，部分答案会在相关的命令讲解中揭晓。对于理解错误或者不到位的地方希望老司机不吝赐教。

free

free 命令是监控linux 内存使用最常用的命令，参数[-m]表示以M 为单位查看内存使用情况（默认为kb）。

[root@localhost~]# uptime 
 05:41:01 up 3 min,  1 user,  load average: 0.23, 0.33, 0.15

输出信息依次是：系统现在的时间，系统从上次开机到现在运行了多长时间，系统当前有多少个登录用户，系统在1分钟内、5 分钟内、15 分钟内的平均负载。
如果load average值长期大于系统CPU的个数则说明CPU很繁忙，负载很高，可能会影响系统性能，导致系统卡顿响应时间长等等。
load average值与系统CPU的个数对比怎么理解？load average的值表示在单位时间内运行的进程数，而CPU一个内核同一时间只能处理一个进程，一台16核CPU的服务器如果load average大于16，那说明系统正处于超负荷运行状态。

vmstat

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。

[root@localhost~]# sar -u 2 3
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.i686 (localhost)       2016年11月02日  _i686_  (1 CPU)

06时58分50秒     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
06时58分52秒     all      0.00      0.00      0.50      0.00      0.00     99.50
06时58分54秒     all      0.00      0.00      0.50      0.00      0.00     99.50
06时58分56秒     all      0.00      0.00      0.50      0.00      0.00     99.50
平均时间:        all      0.00      0.00      0.50      0.00      0.00     99.50

2表示每2秒取样一次，3表示取数3次，-u表示CPU使用率。

• %usr：用户进程消耗的 CPU 时间百分比。
• %nice: 运行正常进程消耗的 CPU 时间百分比。
• %system：系统进程消耗的 CPU 时间百分比。
• %iowait：I/O 等待所占 CPU 时间百分比。
• %steal：在内存紧张环境下，pagein 强制对不同的页面进行的 steal 操作。虚拟服务占用的CPU时间百分比，这个值一般为0.
• %idle：CPU 空闲状态的时间百分比。

在所有的显示中，我们应主要注意%iowait 和%idle，%iowait 的值过高，表示硬盘存在 I/O 瓶颈， %idle 值高，表示 CPU 较空闲，如果%idle 值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存， 此时应加大内存容量。%idle 值如果持续低于 10，那么系统的 CPU 处理能力相对较低，表 明系统中最需要解决的资源是 CPU。

[root@localhost~]# sar -r 2 3
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.i686 (localhost)       2016年11月02日  _i686_  (1 CPU)

07时22分04秒 kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit
07时22分06秒    241108    269556     52.79     12736     90360    543584     21.11
07时22分08秒    241108    269556     52.79     12736     90360    543584     21.11
07时22分10秒    241108    269556     52.79     12736     90360    543584     21.11
平均时间:       241108    269556     52.79     12736     90360    543584     21.11

2表示每2秒取样一次，3表示取数3次，-r显示显示系统内存使用情况。

• kbmemfree： 这个值和 free 命令中的 free 值基本一致,所以它不包括 buffer 和 cache 的空间。
• kbmemused：这个值和 free 命令中的 used 值基本一致,所以它包括 buffer 和 cache 的空间。
• %memused：这个值是 kbmemused 和内存总量(不包括 swap)的一个百分比。
• kbbuffers 和 kbcached：这两个值就是 free 命令中的 buffer 和 cache。
• kbcommit：保证当前系统所需要的内存,即为了确保不溢出而需要的内存(RAM+swap)。
• %commit：这个值是 kbcommit 与内存总量(包括 swap)的一个百分比。

[[root@localhost~]# sar -W 2 3
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.i686 (localhost)       2016年11月02日  _i686_  (1 CPU)
08时31分10秒  pswpin/s pswpout/s
08时31分12秒      0.00      0.00
08时31分14秒      0.00      0.00
08时31分16秒      0.00      0.00
平均时间:         0.00      0.00

2表示每2秒取样一次，3表示取数3次，-W显示系统虚拟内存分页情况。

• pswpin/s：每秒系统换入的交换页面（swap page）数量。
• pswpout/s：每秒系统换出的交换页面（swap page）数量。

sar监控I/O

[root@localhost~]# sar -v 2 3
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.i686 (localhost)       2016年11月02日  _i686_  (1 CPU)

09时43分12秒 dentunusd   file-nr  inode-nr    pty-nr
09时43分14秒      4466       768     11506         1
09时43分16秒      4466       768     11506         1
09时43分18秒      4466       768     11506         1
平均时间:         4466       768     11506         1

2表示每2秒取样一次，3表示取数3次，-v显示进程、节点、文件和锁表状态。

• inode-sz：目前核心中正在使用或分配的节点表的表项数，由核心参数 MAX-INODE 控制。
• file-sz：目前核心中正在使用或分配的文件表的表项数， 由核心参数 MAX-FILE 控 制。
• super-sz：溢出出现的次数。
• dentunusd：目录高速缓存中未被使用的条目数量 。

sar监控设备使用情况

[root@localhost~]# iostat -x
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.i686 (localhost)       2016年11月02日  _i686_  (1 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.04    0.00    0.30    0.23    0.00   99.43

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s   rsec/s   wsec/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.16     0.07    0.23    0.12    13.67     1.51    43.06     0.01   22.07    8.37   49.13  11.15   0.39
dm-0              0.00     0.00    0.31    0.19    13.08     1.50    29.58     0.01   29.07   18.88   45.61   7.92   0.39
dm-1              0.00     0.00    0.02    0.00     0.15     0.00     8.00     0.00    5.47    5.47    0.00   4.12   0.01

-x显示所有磁盘分区的情况。

• rrqm/s：每秒进行 merge 的读操作数目，即 delta(rmerge)/s 。
• wrqm/s：每秒进行 merge 的写操作数目，即 delta(wmerge)/s 。
• r/s：每秒完成的读 I/O 设备次数，即 delta(rio)/s 。
• w/s： 每秒完成的写 I/O 设备次数，即 delta(wio)/s 。
• rsec/s：每秒读扇区数，即 delta(rsect)/s。
• wsec/s：每秒写扇区数，即 delta(wsect)/s
• rkB/s：每秒读 K 字节数，是 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为 512 字节。
• wkB/s：每秒写 K 字节数，是 wsect/s 的一半
• avgrq-sz：平均每次设备 I/O 操作的数据大小 (扇区)，即
  delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio) 。
• avgqu-sz：平均 I/O 队列长度，即 delta(aveq)/s/1000 (因为 aveq 的单位为毫秒)。
• Await： 平均每次设备 I/O 操作的等待时间 (毫秒)， 即 delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio) 。
• **Svctm：平均每次设备 I/O 操作的服务时间 (毫秒)，即delta(use)/delta(rio+wio) **
• %util：一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的，即 delta(use)/s/1000 (因为 use 的单位为毫秒) 。

[root@localhost~]# iostat -c  2 3 
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.i686 (localhost)       2016年11月02日  _i686_  (1 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.04    0.00    0.29    0.24    0.00   99.43

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.50    0.00    0.00   99.50

-c显示系统CPU使用情况，2表示时间间隔2s，3表示取数3次。

• %usr：用户进程消耗的 CPU 时间百分比。
• %nice: 运行正常进程消耗的 CPU 时间百分比。
• %system：系统进程消耗的 CPU 时间百分比。
• %iowait：I/O 等待所占 CPU 时间百分比。
• %steal：在内存紧张环境下，pagein 强制对不同的页面进行的 steal 操作。
• %idle：CPU 空闲状态的时间百分比。

top

我想这个命令大家肯定已经相当熟悉，甚至有些童鞋有用过。top 命令能够实时监控系统的运行状态， 并且可以按照 CPU、 内存和执行时间进行排序，同时 top 命令还可以通过交互式命令进行设定显示，通过 top 命令可以查看即时活跃的进程。

[root@localhost~]# netstat -i
Kernel Interface table
Iface       MTU Met    RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR    TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
eth1       1500   0     4249      0      0      0     5786      0      0      0 BMRU
lo        65536   0        0      0      0      0        0      0      0      0 LRU

• Iface：表示网络设备的接口名称。
• MTU：表示最大传输单元，单位为字节。
• RX-OK/TX-OK：表示已经准确无误地接收/发送了多少数据包。
• RX-ERR/TX-ERR：表示接收/发送数据包时候产生了多少错误。
• RX-DRP/TX-DRP：表示接收/发送数据包时候丢弃了多少数据包。
• RX-OVR/TX-OVR：表示由于误差而丢失了多少数据包。
• Flg 表示接口标记，其中
  B 已经设置了一个广播地址。
  L 该接口是一个回送设备。
  M 接收所有数据包（混乱模式） 。
  N 避免跟踪。
  O 在该接口上，禁用 AR P。
  P 这是一个点到点链接。
  R 接口正在运行。
  U 接口处于“活动”状态。
• 其中 RX-ERR/TX-ERR、 RX-DRP/TX-DRP 和 RX-OVR/TX-OVR 的值应该都为 0，如果不为 0，并且很大，那么网络质量肯定有问题，网络传输性能也一代会下降。

[root@localhost~]# strace -c -f -r -t -p 1724
Process 1724 attached
^CProcess 1724 detached
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.000039          20         2           read
  0.00    0.000000           0         2           write
  0.00    0.000000           0         3           select
  0.00    0.000000           0         8           rt_sigprocmask
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.000039                    15           total

以上命令中-p 172的172指的是你的进程id。

• % time ：调用该行命令占总时间的百分比
• Seconds ：调用总时长
• usecs/call ：用户调用次数
• Calls：系统调用次数
• Errors：错误总数
• Syscall：调用的内核命令

总结

篇幅比较长，读起来难免枯燥，学习linux监控我认为首先要知道它有哪些命令，分别能做什么，其次要掌握每个命令的用法，最后一定要了解命令输出参数的含义。做到以上几点，我觉得你就已经具备了简单的监控和分析的能力，这个再去使用一些监控工具，就so easy了。

我的答案

1. CPU、内存以及硬盘的关系？
   我们都知道，CPU是计算机的大脑，主要负责计算和逻辑判断，且自带一块容量比较小的高速缓存区，内存是CPU运行时数据存储的空间，硬盘的作用是数据保存。那么他们的工作流程到底是怎么样的呢，还是先看一个比较形象的例子。
   把CPU比喻成车间工人，每个工人看做一个CPU内核，把内存比喻成车间，硬盘比喻成仓库。车间的物件（数据）来自于仓库，车间工人在车间工作，处理车间内的物件（数据），当车间内的物件（数据）处理好后存放回仓库。很明显，车间越大车间工人越多，那么整个工厂单位时间能干的活也就越多。

2. buff和cach的区别？
   buff：缓冲区，在进程通信时由于设备读写速度不一致产生，慢的一方先将数据存放到buff中，达到一定程度存储快的设备再读取buffer的数据，通过buffer可以减少进程间通信需要等待的时间。
   cache：缓存区，高速缓存，位于CPU和主内存之间的容量较小但速度很快的存储器，它减少了CPU等待的时间。

3. 线程与进程的区别及优缺点?
   一个进程包含至少一个线程，进程是资源集合体，是系统资源分配调度的基本单位，线程是进程的执行单元，进程和线程都可以并发，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而线程之间共享内存