操作系统性能监控之CPU监控

Posted 2020-10-21

操作系统性能监控

服务端程序除了应用本身性能外，依赖与服务器本身的性能，今天学习了如何监测服务器性能。包括：CPU、内存、网络IO和磁盘使用率。

今天先看看如何监测CPU。

CPU监控

CPU使用率

vmstat命令

[email protected]:[/root]vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0  79484 90085784 591052 79229448    0    0     0     6    0    0  1  1 97  0  0

其中CPU部分代表cpu的监测数据。
具体含义如下：

名称	含义	英文
us	用户态CPU时间（百分比）	user time
sy	系统态CPU时间(百分比)	system time
id	空闲CPU时间(百分比)	Time spent idle
wa	等待IO的CPU时间	Time spent waiting for IO
st	不知道什么鬼，忽略	Time stolen from a virtual machine. Prior to Linux 2.6.11, unknown.

参数中需要注意的是如果wa很高，代表IO等待时间很高，有可能是磁盘IO出现瓶颈。

mpstat

[[email protected] ~]# mpstat  -P ALL 10 1
Linux 2.6.32-573.3.1.el6.x86_64 (Hwseeker-Adx02)    2018年01月23日     _x86_64_    (24 CPU)

16时45分03秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
16时45分13秒  all    1.96    0.00    0.68    0.00    0.00    0.15    0.00    0.00   97.21
16时45分13秒    0    8.32    0.00    1.83    0.00    0.00    0.20    0.00    0.00   89.64
16时45分13秒    1    2.21    0.00    0.60    0.00    0.00    0.20    0.00    0.00   96.98
16时45分13秒    2    2.23    0.00    0.61    0.00    0.00    0.30    0.00    0.00   96.86
16时45分13秒    3    3.25    0.00    1.32    0.00    0.00    0.61    0.00    0.00   94.82
16时45分13秒    4    0.20    0.00    0.20    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.60
16时45分13秒    5    6.38    0.00    2.13    0.00    0.00    1.01    0.00    0.00   90.49
16时45分13秒    6    1.20    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.40
16时45分13秒    7    0.60    0.00    0.60    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   98.69
16时45分13秒    8    0.60    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.99
16时45分13秒    9    0.20    0.00    0.10    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.70
16时45分13秒   10    1.10    0.00    0.20    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.70
16时45分13秒   11    0.50    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.10
16时45分13秒   12    2.92    0.00    0.70    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   96.27
16时45分13秒   13    0.50    0.00    0.50    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   98.90
16时45分13秒   14    6.90    0.00    1.93    0.00    0.00    0.61    0.00    0.00   90.57
16时45分13秒   15    5.99    0.00    1.42    0.00    0.00    0.61    0.00    0.00   91.98
16时45分13秒   16    0.10    0.00    0.10    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.80
16时45分13秒   17    0.71    0.00    0.81    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   98.38
16时45分13秒   18    0.40    0.00    0.30    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.30
16时45分13秒   19    0.60    0.00    0.50    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.89
16时45分13秒   20    0.30    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.30
16时45分13秒   21    0.20    0.00    0.30    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.50
16时45分13秒   22    0.30    0.00    0.30    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.40
16时45分13秒   23    1.31    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.29

mpstat可以查看每个cpu的状态，可以发现应用中一些线程比其他线程消耗了更多CPU周期，还是所有线程基本平分CPU周期。如果是所有线程平分CPU周期，代表应用扩展性很好。
mpstat命令具体使用方法可以自行百度。这里我们需要关注的还是%usr/%sys/%iowait这几个字段。

top命令

[[email protected] ~]# top
top - 16:51:46 up 762 days, 16:33,  1 user,  load average: 0.65, 0.40, 0.29
Tasks: 598 total,   1 running, 596 sleeping,   0 stopped,   1 zombie
Cpu(s):  1.6%us,  0.7%sy,  0.0%ni, 97.5%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.1%si,  0.0%st
Mem:  132119192k total, 130669000k used,  1450192k free,  1157188k buffers
Swap: 131071996k total,  4017704k used, 127054292k free, 88117860k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
36660 root      20   0 24.3g 4.7g  13m S 16.8  3.7   4401:08 java
36888 root      20   0 24.4g 4.7g  13m S 14.8  3.8   4332:33 java
52318 root      20   0 2353m 1.0g  39m S  5.9  0.8  67399:27 firefox
 5631 root      20   0 1252m  29m 1924 S  2.0  0.0  22434:02 main
21114 root      20   0  150m  13m 1364 S  2.0  0.0 664:08.76 redis-server

top命令不仅能监控用户态CPU、系统态cpu、空闲率，而且还会按照cpu使用率把进程列出来，使用起来很方便。

CPU程序调度队列

运行队列中是哪些正在等待可用CPU的轻量级进程。对于判断CPU是否满负荷运转很有帮助。

对于调度队列长度，该如何处理呢?

1. 在很长一段时间里，运行队列的长度一直都超过cpu的核数的一倍，就需要关注，但不需要立即采取行动。
2. 如果长时间是cpu核数的3~4倍或更高，就需要立即采取行动。
   解决方法：
   1.增加cpu
   2.分析运行中的应用，改进使用率。如减少垃圾收集的频度。

   vmstat

   [email protected]:[/root]vmstat
   procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
   r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
   0  0  79484 90085784 591052 79229448    0    0     0     6    0    0  1  1 97  0  0

   其中r列就是队列长度。

本博文内容为《Java性能优化权威指南》的读书笔记整理而来