1、工具簡介
mpstat 用來查看系統(tǒng)每個 CPU 的性能指標(biāo)，以及所有 CPU 的平均指標(biāo)。
vmstat 可以查看系統(tǒng)上下文切換、內(nèi)存。
前兩個只給出了系統(tǒng)總體的情況，要想查看每個進(jìn)程的詳細(xì)情況，就需要使用 pidstat。
pidstat 用來查看具體進(jìn)程的 CPU、內(nèi)存、I/O 以及上下文切換等性能指標(biāo)。
pidstat 默認(rèn)顯示進(jìn)程的數(shù)據(jù)，加 -t 參數(shù)可以輸出線程的數(shù)據(jù)。加 -w 參數(shù)可以輸出上下文切換情況。
2、平均負(fù)載
$ uptime
12:49:05 up 2 days, 10:26, 2 users, load average: 0.11, 0.08, 0.02
12:49:05 是當(dāng)前時間；
up 2 days, 10:26 是系統(tǒng)運(yùn)行時間；
2 users 是正在登錄用戶數(shù)(因?yàn)槲议_了 2 個ssh終端，所以是 2)；
load average 三個值分別是過去 1、5、15 分鐘的平均負(fù)載(top命令的第一行也有輸出)。平均負(fù)載是平均活躍進(jìn)程數(shù)，如果這三個值相差不大，說明系統(tǒng)負(fù)載很平穩(wěn)。
獲取 CPU 數(shù)量可以用命令：
$ grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
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最理想的情況是每個 CPU 上都剛好運(yùn)行著一個進(jìn)程，每個 CPU 都得到了充分利用。
當(dāng)平均負(fù)載比 CPU 個數(shù)大的時候，系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了過載。
當(dāng)平均負(fù)載高于 CPU 數(shù)量 70% 的時候，就應(yīng)該分析排查負(fù)載高的問題了。
下面用 stress 命令模擬一個 CPU 壓力的場景，先安裝 stress ：
sudo apt install stress
stress --cpu 1 --timeout 600
--cpu 1是產(chǎn)生 1 個進(jìn)程不停的計算隨機(jī)數(shù)的平方根, --timeout 600 是在 600 秒之后結(jié)束。
在另一個終端查看 uptime 輸出，平均負(fù)載很快就接近 1 了。
$ uptime
13:07:39 up 2 days, 10:45, 2 users, load average: 0.01, 0.01, 0.00
$ uptime
13:10:49 up 2 days, 10:48, 2 users, load average: 0.94, 0.40, 0.15
$ uptime
13:12:33 up 2 days, 10:50, 2 users, load average: 0.99, 0.58, 0.25
或者用 watch -d -n 1 uptime 可以自動刷新，也可以觀測到平均負(fù)載在變高。
-d 表示變化的部分可以高亮顯示，
-n 是刷新間隔，這里選每 1 秒刷新，
用 mpstat 也可以觀察到，%usr 在升高：
$ mpstat
Linux 4.15.0-117-generic (uu) 09/14/2020 _x86_64_ (1 CPU)
01:09:57 PM CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
01:09:57 PM all 0.27 0.01 0.34 0.09 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 99.28
$ mpstat
Linux 4.15.0-117-generic (uu) 09/14/2020 _x86_64_ (1 CPU)
01:13:44 PM CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
01:13:44 PM all 0.38 0.01 0.34 0.09 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 99.17
$ mpstat
Linux 4.15.0-117-generic (uu) 09/14/2020 _x86_64_ (1 CPU)
01:14:54 PM CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
01:14:54 PM all 0.42 0.01 0.34 0.09 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 99.14
用 pidstat 可以查看具體哪個進(jìn)程的 %usr 在變高。
3、上下文切換
$ 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 0 268 550080 108920 1077896 0 0 1677 26 86 127 1 1 99 0 0
指標(biāo)含義：
cs（context switch）是每秒 上下文切換的次數(shù)。
r（Running or Runnable）是就緒隊(duì)列的長度，也就是正在運(yùn)行和等待 CPU 的進(jìn)程數(shù)。
in（interrupt）則是每秒 中斷的次數(shù)，可以從 /proc/interrupts 文件中讀取。
pidstat -w -t
指標(biāo)含義：
cswch 表示每秒自愿上下文切換（voluntary context switches）的次數(shù)，比如 I/O、內(nèi)存 等資源不足時，就會發(fā)生自愿上下文切換。
nvcswch 表示每秒非自愿上下文切換（non voluntary context switches）的次數(shù)。比如大量進(jìn)程在爭搶 CPU。
sudo apt install -y sysbench
下面用 sysbench 做實(shí)驗(yàn)，模擬系統(tǒng)多線程調(diào)度，--threads=2是 2 個線程，--max-time=60是運(yùn)行60秒的基準(zhǔn)測試:
sysbench --threads=2 --max-time=60 threads run
可以看到 vmstat 的 cs 升高了:
$ vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
12 0 268 470996 110748 1154896 0 0 1669 26 86 128 1 1 99 0 0
$ vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
6 0 268 469180 110756 1155052 0 0 1669 26 86 196 1 1 99 0 0
再用 pidstat -w -t 可以看到具體是 __sysbench 線程的上下文切換比較多。
