Linux性能调试之VMStat分析攻略

VMStat是Linux上的一个综合性能监控工具，可以监控系统的CPU、内存、虚拟内存、磁盘I/O等各方面的性能指标，是分析系统瓶颈和优化系统性能的重要工具之一。

使用VMStat进行性能监控

安装VMStat

VMStat是Linux系统自带的工具，通常情况下无需进行安装。

启动VMStat

我们可以使用以下命令启动VMStat：

vmstat [delay] [count]

其中，delay表示间隔时间（单位为秒），count表示统计次数，这两个参数都可以省略。如果省略delay参数，则默认为实时输出数据；如果省略count参数，则表示一直输出数据，需要手动中断。

分析VMStat的输出

VMStat的输出包括以下几个字段：

procs：系统中进程相关信息的统计，包括运行队列长度、等待CPU的进程数、处于不可中断状态的进程数、上下文切换次数和 CPU 的上下文切换次数等。
memory：内存相关信息的统计，包括物理内存和虚拟内存使用情况，以及缺页和交换的次数等。
swap：交换分区相关信息的统计。
io：磁盘I/O相关信息的统计，包括块设备的读写情况、将数据从内存传输到磁盘的次数和延迟时间等。
system：系统全局相关信息的统计，包括CPU的使用情况（用户态、系统态、空闲态），CPU上下文切换次数、时间片上下文切换次数等。
cpu：各CPU处理器的统计信息，包括用户态、系统态和空闲态的CPU使用情况、等待I/O的CPU时间等。

以下是一个VMStat的示例输出：

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  1120 239404  32704 679380    0    0    13     8   15   20  1  1 98  0  0

上面的输出中，r表示正在运行的进程数，b表示处于不可中断状态的进程数；swpd表示交换分区使用情况（单位为KB）；free表示可用物理内存（单位为KB）；buff表示用于缓存的物理内存（单位为KB）；cache表示用于页面缓存的物理内存（单位为KB）；si和so分别表示从虚拟内存中调入和调出到磁盘的数据量（单位为KB）；bi和bo分别表示从块设备读取和写入的数据块数；in表示每秒中断数，cs表示每秒上下文切换次数；us表示用户态CPU使用率，sy表示系统态CPU使用率，id表示空闲态CPU使用率，wa表示等待I/O的CPU时间百分比，st表示在共享环境下虚拟机被 hypervisor 的等待 CPU 时间。

分析VMStat输出中的性能问题

CPU负载高

如果VMStat输出中的us和sy占用率比较高，可能是因为CPU负载过高导致。

示例一

下面是一个输出中CPU负载过高的示例：

 r  b  swpd   free  buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 2  0  7884   2728 31932 94756    0    0     0     3    5    8 88 12  0  0  0

上面输出中，us和sy的占用率都很高，合计达到了100%。这说明CPU负载过高，需要寻找一些进程或服务，进行优化或关闭。

示例二

下面是另一个输出中CPU负载过高的示例：

 r  b   swpd   free  buff cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  7  10232   3484  4944 69724   11  109    84    83   77   69 61 14  0  5 19

上面输出中，b的值比r高，说明有进程处于不可中断状态，si和so都比较高，说明系统内存不足，交换分区较为频繁。此时，我们需要考虑增加系统内存或者优化进程的内存使用情况，减少交换分区的使用。

磁盘I/O负载高

如果VMStat输出中的bi和bo值比较高，说明系统I/O负载过高，需要优化系统磁盘I/O相关配置或优化进程的I/O操作。

示例三

下面是一个输出中磁盘I/O负载过高的示例：

 r  b  swpd   free  buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0     0 289208 157824 750344 2524 1536 13726 23450 1473 5336  1 99  0  0  0
 0  0     0 289204 157824 750344    0    0 62528 22968 4445 7507  1 99  0  0  0

上面的输出中，bi（从块设备读取的数据块数）和bo（向块设备写入的数据块数）都比较高，说明系统I/O负载过高。此时，我们需要分析具体的进程或服务，优化其I/O操作，或者优化磁盘I/O相关的配置。

示例四

下面是另一个输出中磁盘I/O负载过高的示例：

 r b w   free  buff cache  si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0 1 3  201558 13896 55880  0    0  1184 13648  160  919 73  4 18  5 0
 1 0 3  189440 14124  4468  0    0    16 22400  612 1443 25  3 57 15 0

上面的输出中，r和b都比较高，说明存在大量处于不可中断状态的进程。同时，bi（从块设备读取的数据块数）和bo（向块设备写入的数据块数）也比较高，说明系统I/O负载过高。此时，我们需要分析具体的进程或服务，优化其I/O操作，或者优化磁盘I/O相关的配置，以降低系统的I/O负载。