Linux 系统性能分析工具 sar

sar（System Activity Reporter系统活动情况报告）是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一，可以
从多方面对系统的活动进行报告，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、
进程活动及IPC有关的活动等。本文主要以CentOS 6.3 x64系统为例，介绍sar命令。

格式
sar [options] [-A] [-o file] t [n]

参数	说明
t	为采样间隔，默认是秒
n	为采样次数，默认是1
-o	file 表示将命令结果以二进制格式存放在文件中，file是文件名
-A	所有报告的总和
-u	输出CPU使用情况的统计信息
-v	输出inode,文件和其他内核表的统计信息
-d	输出每一个块设备的活动信息
-r	输出内存和交换空间的统计信息
-b	显示I/O和传送速率的统计信息
-a	文件读写情况
-c	输出进程统计信息，每秒创建的进程数
-R	输出内存页面的统计信息
-y	终端设备活动情况
-w	输出系统交换活动信息

CPU 资源监控

sar -u  -o test 8 4
Linux 2.6.32-358.el6.x86_64 (nagios_s1)         11/12/15        _x86_64_        (1 CPU)

16:07:18        CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
16:07:26        all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
16:07:34        all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
16:07:42        all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
16:07:50        all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
Average:        all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00

%user   : 显示在用户级别(application)运行使用CPU总时间的百分比。
%nice   : 显示在用户级别，用于nice操作(进程优先级切换)，所占用CPU总时间的百分比
%system : 在核心级别(kernel) 运行所使用CPU总时间的百分比。
%iowait : 显示用于等待I/O操作占用CPU总时间的百分比。
%steal  : 管理程序(hypervisor)为另一虚拟进程提供服务而等待虚拟CPU的百分比。
%idle   : 显示CPU空闲时间占用CPU总时间的百分比。

1.若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈
2.若 %idle 高但是系统响应慢时，可能是CPU等待分配内存，此时应加大内存容量
3.若 %idle 的值持续低于1，则系统的CPU处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是CPU。

如果要查看二进制文件 test 中的内容，需键入如下sar命令：
sar -u -f test

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监控inode、文件和其他内核表

sar -v 8 4
Linux 2.6.32-358.el6.x86_64 (nagios_s1)         11/12/15        _x86_64_        (1 CPU)

16:32:40    dentunusd   file-nr  inode-nr    pty-nr
16:32:48         5296       288      7672         2
16:32:56         5296       288      7672         2
16:33:04         5296       288      7672         2
16:33:12         5296       288      7672         2
Average:         5296       288      7672         2

dentunusd : 目录高速缓存中未被使用的条目数量
file-nr   : 文件句柄(file handle) 的使用数量
inode-nr  : 索引节点句柄(inode handle) 的使用数量
pty-nr    : 使用的pty数量

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监控内存和交换空间

sar -r 8 4
Linux 2.6.32-358.el6.x86_64 (nagios_s1)         11/12/15        _x86_64_        (1 CPU)

16:41:15    kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit
16:41:23       301116    200320     39.95     10688    147824     56648      2.77
16:41:31       301116    200320     39.95     10688    147824     56648      2.77
16:41:39       301116    200320     39.95     10688    147824     56648      2.77
16:41:47       301116    200320     39.95     10688    147824     56648      2.77
Average:       301116    200320     39.95     10688    147824     56648      2.77

-r     Report memory utilization statistics.  The following values are displayed:

kbmemfree : 这个值和free命令中的free值基本一致,所以它不包括buffer和cache的空间.
kbmemused : 这个值和free命令中的free值基本一致,所以它不包括buffer和cache的空间.
%memused  : 这个值是kbmemused和内存总量(不包括swap)的一个百分比.
kbbuffers ：这个值就是free命令中的buffer.
kbcached  ：这个值就是free命令中的cache.
kbcommit  ：保证当前系统所需要的内存,即为了确保不溢出而需要的内存(RAM+swap).
%commit   ：这个值是kbcommit与内存总量(包括swap)的一个百分比.

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内存分页监控

sar -B 8 4
Linux 2.6.32-358.el6.x86_64 (nagios_s1)         11/13/15        _x86_64_        (1 CPU)

11:08:48   pgpgin/s pgpgout/s fault/s majflt/s pgfree/s pgscank/s pgscand/s pgsteal/s %vmeff
11:08:56    0.00     0.00      4.25    0.00      9.25      0.00     0.00      0.00     0.00
11:09:04    0.00     0.00      5.25    0.00     10.75      0.00     0.00      0.00     0.00
11:09:12    0.00     0.00      3.75    0.00      8.89      0.00     0.00      0.00     0.00
11:09:20    0.00     0.00      3.75    0.00     10.11      0.00     0.00      0.00     0.00
Average:    0.00     0.00      4.25    0.00      9.75      0.00     0.00      0.00     0.00

Report paging statistics.  The following values are displayed:

pgpgin/s:   表示每秒从磁盘或SWAP置换到内存的字节数(KB)
pgpgout/s:  表示每秒从内存置换到磁盘或SWAP的字节数(KB)
fault/s:    每秒钟系统产生的缺页数，即主缺页与次缺页之和(major + minor)
majflts/s:  每秒钟产生的主缺页数
pgfree/s:   每秒被放入空闲队列中的页个数
pgscank/s:  每秒被kswapd扫描的页个数
pgscand/s:  每秒直接被扫描的页个数
pgsteal/s:  每秒钟从cache中被清除来满足内存需要的页个数
%vmeff:     每秒清除的页(pgsteal)占总扫描页(pgscank+pgscand)的百分比

什么是缺页
当CPU请求一个不在RAM中的内存页时,会发生缺页,比如我们从内存读取/写入数据,而数据未在内存,此时都会发生缺页.

major表示主缺页,主缺页是要求输入/输出到磁盘的缺页.
minor表示次缺页,次缺页是任何其它的缺页.

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I/O和传送速率监控

 sar -b 8 4
Linux 2.6.18-308.el5xen (tlsgzsit01)    11/13/2015

12:04:30 PM       tps      rtps      wtps   bread/s   bwrtn/s
12:04:38 PM     10.92      0.00     10.92      0.00    116.44
12:04:46 PM      1.75      0.00      1.75      0.00     53.13
12:04:54 PM      2.23      0.00      2.23      0.00     61.46
12:05:02 PM      1.25      0.00      1.25      0.00     24.94
Average:         4.03      0.00      4.03      0.00     63.92


tps     : 每秒钟物理设备的 I/O 传输总量
rtps    : 每秒钟从物理设备读入的数据总量
wtps    : 每秒钟向物理设备写入的数据总量
bread/s : 每秒中从物理设备读入的数据量，单位为 块/s
bwrtn/s : 每秒中从物理设备写入的数据量，单位为 块/s

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查看运行队列中的进程数、系统上的进程大小、平均负载等

sar 与其它命令相比，它能查看各项指标随时间变化的情况；

sar -q
Linux 3.10.0-123.el7.x86_64 (localhost.localdomain)     11/02/2017      _x86_64_        (2 CPU)

12:00:01 AM   runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15   blocked
12:10:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
12:20:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
12:30:01 AM         2       150      0.00      0.01      0.05         0
12:40:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
12:50:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
01:00:01 AM         1       150      0.00      0.01      0.05         0
01:10:01 AM         1       150      0.00      0.01      0.05         0
01:20:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
01:30:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
01:40:01 AM         1       150      0.00      0.01      0.05         0
01:50:01 AM         1       150      0.00      0.01      0.05         0
02:00:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
02:10:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
02:20:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0
02:30:01 AM         0       150      0.00      0.01      0.05         0

runq-sz：运行队列的长度（等待运行的进程数）
plist-sz：进程列表中进程（processes）和线程（threads）的数量
ldavg-1：最后1分钟的系统平均负载
ldavg-5：过去5分钟的系统平均负载
ldavg-15：过去15分钟的系统平均负载