vmstat詳解

一、前言

    vmstat指令是最常見的Linux/Unix監控工具，可以展現給定時間間隔的伺服器的狀态值,包括伺服器的CPU使用率，記憶體使用，虛拟記憶體交換情況,IO讀寫情況。

二、虛拟記憶體原理

    在系統中運作的每個程序都需要使用到記憶體，但不是每個程序都需要每時每刻使用系統配置設定的記憶體空間。當系統運作所需記憶體超過實際的實體記憶體，核心會釋放某些 程序所占用但未使用的部分或所有實體記憶體，将這部分資料存儲在磁盤上直到程序下一次調用，并将釋放出的記憶體提供給有需要的程序使用。

    在Linux記憶體管理中，主要是通過“調頁Paging”和“交換Swapping”來完成上述的記憶體排程。調頁算法是将記憶體中最近不常使用的頁面換到磁盤上，把活動頁面保留在記憶體中供程序使用。交換技術是将整個程序，而不是部分頁面，全部交換到磁盤上。

    分頁(Page)寫入磁盤的過程被稱作Page-Out，分頁(Page)從磁盤重新回到記憶體的過程被稱作Page-In。當核心需要一個分頁時，但發現此分頁不在實體記憶體中(因為已經被Page-Out了)，此時就發生了分頁錯誤（Page Fault）。

    當系統核心發現可運作記憶體變少時，就會通過Page-Out來釋放一部分實體記憶體。經管Page-Out不是經常發生，但是如果Page-out頻繁不斷 的發生，直到當核心管理分頁的時間超過運作程式的時間時，系統效能會急劇下降。這時的系統已經運作非常慢或進入暫停狀态，這種狀态亦被稱作 thrashing(颠簸)。

三、vmstat用法說明

vmstat 

    -a：顯示活躍和非活躍記憶體

    -f：顯示從系統啟動至今的fork數量 。

    -m：顯示slabinfo

    -n：隻在開始時顯示一次各字段名稱。

    -s：顯示記憶體相關統計資訊及多種系統活動數量。

    delay：重新整理時間間隔。如果不指定，隻顯示一條結果。

    count：重新整理次數。如果不指定重新整理次數，但指定了重新整理時間間隔，就會一直重新整理，直到手動終止

    -d：顯示磁盤相關統計資訊。

    -p：顯示指定磁盤分區統計資訊 

    -S：使用指定機關顯示。參數有 k 、K 、m 、M ，分别代表1000、1024、1000000、1048576位元組（byte）。預設機關為K（1024 bytes） 

示例：

[root@Master kernels]# 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      0 576236  88904 975596    0    0     3    19   16   15  0  0 99  0  0

[root@Master kernels]# vmstat -S M 1 5

 1  0      0    562     86    952    0    0     3    19   16   15  0  0 99  0  0

 0  0      0    562     86    952    0    0     0     0   20   16  0  0 100  0  0

 0  0      0    562     86    952    0    0     0     0   15   20  0  0 100  0  0

 0  0      0    562     86    952    0    0     0     0   13   20  0  0 100  0  0

 0  0      0    562     86    952    0    0     0     0   10   14  0  0 100  0  0

[root@Master kernels]# 

[root@Master kernels]# vmstat -S M 1 2

 0  0      0    562     86    952    0    0     0     0   21   18  0  0 100  0  0

[root@Master kernels]#

字段說明：

    procs：

        r：運作隊列中程序數量，一般不應該大于cpu數量，如果長期大于cpu數量，則考慮對cpu進行調優

        b：等待資源的程序數，如I/O等待

    memory：

        swpd：使用虛拟記憶體的大小，如果swpd的值不為0，但是si，so的值長期為0，這種情況不會影響系統性能，因為linux會主動去使用swap，在sysctl中有個參數為vm.swappiness，預設為60，在記憶體足夠時，建議設成0

        free：空閑實體記憶體大小

        buff：用作緩沖區的記憶體大小

        cache：用作緩存的記憶體大小

    swap：

        si：每秒從交換分區置換到記憶體的大小，由磁盤寫入記憶體

        so：每秒從記憶體置換到交換分區的大小，由記憶體寫入磁盤

        記憶體夠用的時候，這2個值都是0，如果這2個值長期大于0時，系統性能會受到影響，磁盤IO和CPU資源都會被消耗。

    io：

        bi：每秒讀取的塊數，在linux上可以通過tunefs來檢視塊大小，以計算每秒讀取的資料大小

        bo：每秒寫入的塊數

        這兩個值越大，CPU在IO等待的值就會越大

    system：

        in：每秒處理的中斷數，包括時鐘中斷

        cs：每秒上下文切換數

        這兩個值越大，則核心消息的CPU時間越大

    CPU：

        us：使用者程序消耗的cpu

        sy：核心系統程序消耗的cpu

        wa：IO等待造成的cpu消耗，如果該值高時，可能由于磁盤大量随機通路導緻，也可能是磁盤出現瓶頸

        id：空閑的cpu

本文轉自 dengaosky 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/dengaosky/1852644，如需轉載請自行聯系原作者