常用机器性能评估工具

Posted 2020-09-17

 

杨海春,曾在从兴技术有限公司担任主要设计开发岗，熟悉移动计费系统整体系统架构。目前就职于腾讯计算机系统有限公司，担任工程师职位，熟悉日志计费系统，离线计算等场景。

软件系统跑在机器上，处理能力受硬件制约，所以，单机处理能力会有上限。评估机器处理能力的上限，检查程序的瓶颈在哪，有助于程序性能分析。

主要的几大硬件：CPU、内存、网络、磁盘。本文主要结合本人经验介绍这几大硬件的性能评估工具。

1．CPU性能评估

1.1 vmstat 工具

使用举例：

vmstat 1 10

第一个参数：采样频率

第二个参数：采样次数

结果参数：

--procs--

r:运行和等待CPU时间片的进程数

b:等待资源的进程数。如等待网络I/O

如果r值长期大于CPU的个数, 则CPU遇到瓶颈

--cpu--

us:用户进程消耗CPU时间百分比

sy ：内核进程消耗的CPU时间百分比

如上图，跑了几个耗cpu的程序，发现us长期接近100，cpu已经跑满了。这个时候，可能需要考虑优化应用服务算法了。

一般：如果us长时间大于50，需要考虑优化程序算法等。

sy + us > 80 可能存在CPU瓶颈了

1.2 Sar工具

举例：sar -u 1 5

%idle值高，表示CPU较空闲。

如果idle值持续低于10，表示系统中目前的瓶颈在CPU。

如上图，CPU已经达到瓶颈了。

2． 内存性能评估

2.1 free 工具

举例：free –g or free –m

-g:以GB为单位查看

-m:以MB为单位查看

关注第二行：

-buffers/cache=Mem行：used-buffers-cached

+buffers/cache=Mem行：free+buffers+cached

一般第二行 +buffers/cache 表示应用程序可使用的内存。

cached里的内容，一般可以释放给应用程序使用。

释放cached里的内存，看是否可用：

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

再查看内存：

发现末完全释放，只释放了一部分。(与上面的图比较)

检查：发现部分共享内存占用，无法释放，应用程序也就无法使用这部分了。

删除目前没有使用的共享内存：

ipcs -m | awk ‘$6 == 0 {system("ipcrm -m "$2)}‘

再执行

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

再执行

free –m

cached里的内存又释放了一些。

剩下的，部分的共享内存，应用程序正常使用，无法释放。

所以，真正可用的内存，应该是 2400M左右。

还可以使用cat /proc/meminfo查看

3． 磁盘性能评估

3.1 iostat工具

举例：

 iostat -d -x -k 1 10

-d 表示，显示设备（磁盘）使用状态

-x将用于显示和io相关的扩展数据

-k某些使用block为单位的列强制使用Kilobytes为单位

await I/O请求的平均等待时间，单位毫秒；值越小，性能越好；

svctm I/O请求的平均服务时间，单位毫秒

%util 统计时间内有百分几的时间用于I/O操作。接近100，表示磁盘已经接近满负荷运行了。

如上图，如果await时间远大于svctm，表示等待I/O队列的时候太大，磁盘已经达到瓶颈了。

3.2 Sar工具

举例：

sar –d 1 10

avwait：队列占满时传送请求等待队列空闲的平均时间。

avserv：完成传送请求所需平均时间（毫秒）。

%util: 100磁盘已经繁忙了。

看写入速度，100多M每秒。要提高写入速度，可以换更快的盘。

4． 网卡性能监控

4.1 ss工具

举例：

ss -a -tp -s|grep agent

ss –s

查看现有连接数等：

常用选项：

-a 显示所有的sockets

-l 显示正在监听的

-n 显示数字IP和端口，不通过域名服务器

-p 显示使用socket的对应的程序

-s 打印出统计信息。

5． 整体性能评估工具

5.1 Top工具

举例：

 top

%us:指的是cpu用在用户态程序上的时间；

%sy:指的是cpu用在内核态程序上的时间；

%ni:指的是用在nice优先级调整过的用户态程序上的时间；

%id:指的是cpu空闲时间；

load average:

任务队列的平均长度

1分钟、5分钟、15分钟前到现在平均值

三个值长时间大于CPU核数的话，表示机器很繁忙。上图开了8个耗CPU程序，可以发现，1分钟均值已经越过CPU个数（机器CPU个数为8核）