Linux之vmstat命令

【Linux常用命令速查手冊(cè)】關(guān)注【入門小站】，后臺(tái)回復(fù) 「1001」 自取。

vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)）的縮寫，可對(duì)操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存、進(jìn)程、CPU活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。他是對(duì)系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不足之處是無法對(duì)某個(gè)進(jìn)程進(jìn)行深入分析。vmstat 工具提供了一種低開銷的系統(tǒng)性能觀察方式。因?yàn)?vmstat 本身就是低開銷工具，在非常高負(fù)荷的服務(wù)器上，你需要查看并監(jiān)控系統(tǒng)的健康情況,在控制窗口還是能夠使用vmstat 輸出結(jié)果.

物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存區(qū)別

直接從物理內(nèi)存讀寫數(shù)據(jù)要比從硬盤讀寫數(shù)據(jù)要快的多，因此，我們希望所有數(shù)據(jù)的讀取和寫入都在內(nèi)存完成，而內(nèi)存是有限的，這樣就引出了物理內(nèi)存與虛擬內(nèi)存的概念。

物理內(nèi)存就是系統(tǒng)硬件提供的內(nèi)存大小，是真正的內(nèi)存，相對(duì)于物理內(nèi)存，在linux下還有一個(gè)虛擬內(nèi)存的概念，虛擬內(nèi)存就是為了滿足物理內(nèi)存的不足而提出的策略，它是利用磁盤空間虛擬出的一塊邏輯內(nèi)存，用作虛擬內(nèi)存的磁盤空間被稱為交換空間（Swap Space）。

作為物理內(nèi)存的擴(kuò)展，linux會(huì)在物理內(nèi)存不足時(shí)，使用交換分區(qū)的虛擬內(nèi)存，更詳細(xì)的說，就是內(nèi)核會(huì)將暫時(shí)不用的內(nèi)存塊信息寫到交換空間，這樣以來，物理內(nèi)存得到了釋放，這塊內(nèi)存就可以用于其它目的，當(dāng)需要用到原始的內(nèi)容時(shí)，這些信息會(huì)被重新從交換空間讀入物理內(nèi)存。

linux的內(nèi)存管理采取的是分頁(yè)存取機(jī)制，為了保證物理內(nèi)存能得到充分的利用，內(nèi)核會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑽锢韮?nèi)存中不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)塊自動(dòng)交換到虛擬內(nèi)存中，而將經(jīng)常使用的信息保留到物理內(nèi)存。

要深入了解linux內(nèi)存運(yùn)行機(jī)制，需要知道下面提到的幾個(gè)方面：

首先，Linux系統(tǒng)會(huì)不時(shí)的進(jìn)行頁(yè)面交換操作，以保持盡可能多的空閑物理內(nèi)存，即使并沒有什么事情需要內(nèi)存，Linux也會(huì)交換出暫時(shí)不用的內(nèi)存頁(yè)面。這可以避免等待交換所需的時(shí)間。

其次，linux進(jìn)行頁(yè)面交換是有條件的，不是所有頁(yè)面在不用時(shí)都交換到虛擬內(nèi)存，linux內(nèi)核根據(jù)”最近最經(jīng)常使用“算法，僅僅將一些不經(jīng)常使用的頁(yè)面文件交換到虛擬內(nèi)存，有時(shí)我們會(huì)看到這么一個(gè)現(xiàn)象：linux物理內(nèi)存還有很多，但是交換空間也使用了很多。其實(shí)，這并不奇怪，例如，一個(gè)占用很大內(nèi)存的進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，需要耗費(fèi)很多內(nèi)存資源，此時(shí)就會(huì)有一些不常用頁(yè)面文件被交換到虛擬內(nèi)存中，但后來這個(gè)占用很多內(nèi)存資源的進(jìn)程結(jié)束并釋放了很多內(nèi)存時(shí)，剛才被交換出去的頁(yè)面文件并不會(huì)自動(dòng)的交換進(jìn)物理內(nèi)存，除非有這個(gè)必要，那么此刻系統(tǒng)物理內(nèi)存就會(huì)空閑很多，同時(shí)交換空間也在被使用，就出現(xiàn)了剛才所說的現(xiàn)象了。關(guān)于這點(diǎn)，不用擔(dān)心什么，只要知道是怎么一回事就可以了。

最后，交換空間的頁(yè)面在使用時(shí)會(huì)首先被交換到物理內(nèi)存，如果此時(shí)沒有足夠的物理內(nèi)存來容納這些頁(yè)面，它們又會(huì)被馬上交換出去，如此以來，虛擬內(nèi)存中可能沒有足夠空間來存儲(chǔ)這些交換頁(yè)面，最終會(huì)導(dǎo)致linux出現(xiàn)假死機(jī)、服務(wù)異常等問題，linux雖然可以在一段時(shí)間內(nèi)自行恢復(fù)，但是恢復(fù)后的系統(tǒng)已經(jīng)基本不可用了。

虛擬內(nèi)存原理

在系統(tǒng)中運(yùn)行的每個(gè)進(jìn)程都需要使用到內(nèi)存，但不是每個(gè)進(jìn)程都需要每時(shí)每刻使用系統(tǒng)分配的內(nèi)存空間。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行所需內(nèi)存超過實(shí)際的物理內(nèi)存，內(nèi)核會(huì)釋放某些進(jìn)程所占用但未使用的部分或所有物理內(nèi)存，將這部分資料存儲(chǔ)在磁盤上直到進(jìn)程下一次調(diào)用，并將釋放出的內(nèi)存提供給有需要的進(jìn)程使用。

在Linux內(nèi)存管理中，主要是通過“調(diào)頁(yè)P(yáng)aging”和“交換Swapping”來完成上述的內(nèi)存調(diào)度。調(diào)頁(yè)算法是將內(nèi)存中最近不常使用的頁(yè)面換到磁盤上，把活動(dòng)頁(yè)面保留在內(nèi)存中供進(jìn)程使用。交換技術(shù)是將整個(gè)進(jìn)程，而不是部分頁(yè)面，全部交換到磁盤上。

分頁(yè)(Page)寫入磁盤的過程被稱作Page-Out，分頁(yè)(Page)從磁盤重新回到內(nèi)存的過程被稱作Page-In。當(dāng)內(nèi)核需要一個(gè)分頁(yè)時(shí)，但發(fā)現(xiàn)此分頁(yè)不在物理內(nèi)存中(因?yàn)橐呀?jīng)被Page-Out了)，此時(shí)就發(fā)生了分頁(yè)錯(cuò)誤（Page Fault）。

當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)核發(fā)現(xiàn)可運(yùn)行內(nèi)存變少時(shí)，就會(huì)通過Page-Out來釋放一部分物理內(nèi)存。盡管Page-Out不是經(jīng)常發(fā)生，但是如果Page-out頻繁不斷的發(fā)生，直到當(dāng)內(nèi)核管理分頁(yè)的時(shí)間超過運(yùn)行程式的時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)效能會(huì)急劇下降。這時(shí)的系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行非常慢或進(jìn)入暫停狀態(tài)，這種狀態(tài)亦被稱作thrashing(顛簸)。

命令格式

vmstat [-a] [-n] [-S unit] [delay [ count]] vmstat [-s] [-n] [-S unit] vmstat [-m] [-n] [delay [ count]] vmstat [-d] [-n] [delay [ count]] vmstat [-p disk partition] [-n] [delay [ count]] vmstat [-f] vmstat [-V]

命令功能

用來顯示虛擬內(nèi)存的信息

命令參數(shù)

-a：顯示活躍和非活躍內(nèi)存

-f：顯示從系統(tǒng)啟動(dòng)至今的fork數(shù)量 。

-m：顯示slabinfo

-n：只在開始時(shí)顯示一次各字段名稱。

-s：顯示內(nèi)存相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息及多種系統(tǒng)活動(dòng)數(shù)量。

delay：刷新時(shí)間間隔。如果不指定，只顯示一條結(jié)果。

count：刷新次數(shù)。如果不指定刷新次數(shù)，但指定了刷新時(shí)間間隔，這時(shí)刷新次數(shù)為無窮。

-d：顯示磁盤相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息。

-p：顯示指定磁盤分區(qū)統(tǒng)計(jì)信息

-S：使用指定單位顯示。參數(shù)有 k 、K 、m 、M ，分別代表1000、1024、1000000、1048576字節(jié)（byte）。默認(rèn)單位為K（1024 bytes）

-V：顯示vmstat版本信息。

顯示虛擬內(nèi)存使用情況

> vmstat | column -t

column -t是為了表頭和數(shù)據(jù)列對(duì)齊,便于查看

Procs（進(jìn)程）：

r: 運(yùn)行隊(duì)列中進(jìn)程數(shù)量

b: 等待IO的進(jìn)程數(shù)量

Memory（內(nèi)存）：

swpd: 使用虛擬內(nèi)存大小

free: 可用內(nèi)存大小

buff: 用作緩沖的內(nèi)存大小

cache: 用作緩存的內(nèi)存大小

Swap：

si: 每秒從交換區(qū)寫到內(nèi)存的大小

so: 每秒寫入交換區(qū)的內(nèi)存大小

IO：（現(xiàn)在的Linux版本塊的大小為1024bytes）

bi: 每秒讀取的塊數(shù)

bo: 每秒寫入的塊數(shù)

系統(tǒng)：

in: 每秒中斷數(shù)，包括時(shí)鐘中斷。

cs: 每秒上下文切換數(shù)。

CPU（以百分比表示）：

us: 用戶進(jìn)程執(zhí)行時(shí)間(user time)

sy: 系統(tǒng)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)間(system time)

id: 空閑時(shí)間(包括IO等待時(shí)間),中央處理器的空閑時(shí)間 。以百分比表示。

wa: 等待IO時(shí)間

備注：如果 r經(jīng)常大于 4 ，且id經(jīng)常少于40，表示cpu的負(fù)荷很重。如果pi，po 長(zhǎng)期不等于0，表示內(nèi)存不足。如果disk 經(jīng)常不等于0， 且在 b中的隊(duì)列 大于3， 表示 io性能不好。Linux在具有高穩(wěn)定性、可靠性的同時(shí)，具有很好的可伸縮性和擴(kuò)展性，能夠針對(duì)不同的應(yīng)用和硬件環(huán)境調(diào)整，優(yōu)化出滿足當(dāng)前應(yīng)用需要的最佳性能。因此企業(yè)在維護(hù)Linux系統(tǒng)、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)優(yōu)時(shí)，了解系統(tǒng)性能分析工具是至關(guān)重要的。

5秒時(shí)間內(nèi)進(jìn)行5次采樣

> vmstat 1 5

1是采樣時(shí)間間隔,單位是秒. 5是采樣的總次數(shù)

顯示活躍和非活躍內(nèi)存

> vmstat -a 1 5

使用-a選項(xiàng)顯示活躍和非活躍內(nèi)存時(shí)，所顯示的內(nèi)容除增加inact和active外，其他顯示內(nèi)容與例子1相同。

Memory（內(nèi)存)

inact: 非活躍內(nèi)存大小（當(dāng)使用-a選項(xiàng)時(shí)顯示）

active: 活躍的內(nèi)存大小（當(dāng)使用-a選項(xiàng)時(shí)顯示）

查看系統(tǒng)已經(jīng)fork了多少次

> vmstat -f 164889872 forks

這個(gè)數(shù)據(jù)是從/proc/stat中的processes字段里取得的

查看內(nèi)存使用的詳細(xì)信息

> vmstat -s 3882032 K total memory 921952 K used memory 2505960 K active memory 621748 K inactive memory 154180 K free memory 198460 K buffer memory 2607440 K swap cache 0 K total swap 0 K used swap 0 K free swap 111113294 non-nice user cpu ticks 17688 nice user cpu ticks 52090953 system cpu ticks 17962243142 idle cpu ticks 20022667 IO-wait cpu ticks 0 IRQ cpu ticks 888181 softirq cpu ticks 0 stolen cpu ticks 442073539 pages paged in 2006672432 pages paged out 0 pages swapped in 0 pages swapped out 252048353 interrupts 2496649494 CPU context switches 1524477152 boot time 164890019 forks

這些信息的分別來自于/proc/meminfo,/proc/stat和/proc/vmstat

查看磁盤的讀/寫

> vmstat -d

這些信息主要來自于/proc/diskstats.merged:表示一次來自于合并的寫/讀請(qǐng)求,一般系統(tǒng)會(huì)把多個(gè)連接/鄰近的讀/寫請(qǐng)求合并到一起來操作.

查看/dev/sda1磁盤的讀/寫

> vmstat -p /dev/vda1 vda1 reads read sectors writes requested writes 30818491 884145470 230580804 4013352345

這些信息主要來自于/proc/diskstats。

reads:來自于這個(gè)分區(qū)的讀的次數(shù)。

read sectors:來自于這個(gè)分區(qū)的讀扇區(qū)的次數(shù)。

writes:來自于這個(gè)分區(qū)的寫的次數(shù)。

requested writes:來自于這個(gè)分區(qū)的寫請(qǐng)求次數(shù)。

查看系統(tǒng)的slab信息

> vmstat -m Cache Num Total Size Pages isofs_inode_cache 12 12 640 12 ext4_groupinfo_4k 420 420 136 30 ext4_inode_cache 208902 208995 1032 15 ext4_xattr 92 92 88 46 ext4_free_data 1408 1408 64 64 ext4_allocation_context 64 64 128 32 ext4_io_end 3416 3528 72 56 ext4_extent_status 96068 257346 40 102 jbd2_journal_handle 170 170 48 85 jbd2_journal_head 900 900 112 36 jbd2_revoke_table_s 256 256 16 256 jbd2_revoke_record_s 1152 1664 32 128 ip6_dst_cache 36 36 448 18 RAWv6 13 13 1216 13 UDPLITEv6 0 0 1216 13 UDPv6 26 26 1216 13 tw_sock_TCPv6 240 240 256 16 TCPv6 76 135 2176 15 cfq_queue 34 34 232 17 Cache Num Total Size Pages bsg_cmd 0 0 312 13 mqueue_inode_cache 18 18 896 18 hugetlbfs_inode_cache 13 13 608 13 configfs_dir_cache 92 92 88 46 dquot 208 208 256 16 userfaultfd_ctx_cache 0 0 128 32 fanotify_event_info 2044 2044 56 73 dnotify_mark 630 952 120 34 pid_namespace 0 0 2176 15 posix_timers_cache 0 0 248 16 UDP-Lite 0 0 1088 15 flow_cache 0 0 144 28 xfrm_dst_cache 0 0 576 14 UDP 135 135 1088 15 tw_sock_TCP 256 256 256 16 TCP 144 144 1984 16 scsi_data_buffer 0 0 24 170 blkdev_queue 15 15 2128 15 blkdev_requests 63 63 384 21 Cache Num Total Size Pages blkdev_ioc 195 195 104 39 user_namespace 0 0 280 14 sock_inode_cache 185 252 640 12 net_namespace 0 0 4992 6 shmem_inode_cache 855 888 680 12 Acpi-ParseExt 3472 3472 72 56 Acpi-Namespace 510 510 40 102 taskstats 24 24 328 12 proc_inode_cache 22416 22980 656 12 sigqueue 50 50 160 25 bdev_cache 38 38 832 19 sysfs_dir_cache 12276 12276 112 36 inode_cache 8602 8840 592 13 dentry 760606 769671 192 21 iint_cache 0 0 80 51 selinux_inode_security 9843 9843 80 51 buffer_head 337830 354003 104 39 vm_area_struct 5411 5940 216 18 mm_struct 180 240 1600 20 Cache Num Total Size Pages files_cache 173 204 640 12 signal_cache 147 168 1152 14 sighand_cache 137 180 2112 15 task_xstate 361 361 832 19 task_struct 202 224 4016 8 anon_vma 2604 3162 80 51 shared_policy_node 9652 12325 48 85 numa_policy 15 15 264 15 radix_tree_node 97524 106330 584 14 idr_layer_cache 240 240 2112 15 dma-kmalloc-8192 0 0 8192 4 dma-kmalloc-4096 0 0 4096 8 dma-kmalloc-2048 0 0 2048 16 dma-kmalloc-1024 0 0 1024 16 dma-kmalloc-512 32 32 512 16 dma-kmalloc-256 0 0 256 16 dma-kmalloc-128 0 0 128 32 dma-kmalloc-64 0 0 64 64 dma-kmalloc-32 0 0 32 128 Cache Num Total Size Pages dma-kmalloc-16 0 0 16 256 dma-kmalloc-8 0 0 8 512 dma-kmalloc-192 0 0 192 21 dma-kmalloc-96 0 0 96 42 kmalloc-8192 28 44 8192 4 kmalloc-4096 86 128 4096 8 kmalloc-2048 354 512 2048 16 kmalloc-1024 1135 1360 1024 16 kmalloc-512 638 688 512 16 kmalloc-256 1907 2704 256 16 kmalloc-192 99755 99855 192 21 kmalloc-128 11290 11616 128 32 kmalloc-96 2028 2352 96 42 kmalloc-64 11465 25600 64 64 kmalloc-32 1792 1792 32 128 kmalloc-16 2816 2816 16 256 kmalloc-8 3584 3584 8 512 kmem_cache_node 192 192 64 64 kmem_cache 112 112 256 16

這組信息來自于/proc/slabinfo

slab:由于內(nèi)核會(huì)有許多小對(duì)象，這些對(duì)象構(gòu)造銷毀十分頻繁，比如i-node，dentry，這些對(duì)象如果每次構(gòu)建的時(shí)候就向內(nèi)存要一個(gè)頁(yè)(4kb)，而其實(shí)只有幾個(gè)字節(jié)，這樣就會(huì)非常浪費(fèi)，為了解決這個(gè)問題，就引入了一種新的機(jī)制來處理在同一個(gè)頁(yè)框中如何分配小存儲(chǔ)區(qū)，而slab可以對(duì)小對(duì)象進(jìn)行分配,這樣就不用為每一個(gè)對(duì)象分配頁(yè)框，從而節(jié)省了空間，內(nèi)核對(duì)一些小對(duì)象創(chuàng)建析構(gòu)很頻繁，slab對(duì)這些小對(duì)象進(jìn)行緩沖,可以重復(fù)利用,減少內(nèi)存分配次數(shù)。

【Linux常用命令速查手冊(cè)】關(guān)注【入門小站】，后臺(tái)回復(fù) 「1001」 自取。

版權(quán)聲明：本文內(nèi)容由網(wǎng)絡(luò)用戶投稿，版權(quán)歸原作者所有，本站不擁有其著作權(quán)，亦不承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)本站中有涉嫌抄襲或描述失實(shí)的內(nèi)容，請(qǐng)聯(lián)系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實(shí)后本網(wǎng)站將在24小時(shí)內(nèi)刪除侵權(quán)內(nèi)容。

版權(quán)聲明：本文內(nèi)容由網(wǎng)絡(luò)用戶投稿，版權(quán)歸原作者所有，本站不擁有其著作權(quán)，亦不承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)本站中有涉嫌抄襲或描述失實(shí)的內(nèi)容，請(qǐng)聯(lián)系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實(shí)后本網(wǎng)站將在24小時(shí)內(nèi)刪除侵權(quán)內(nèi)容。