Linux sar 找出系统瓶颈的利器

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sar是System Activity Reporter（系统活动情况报告）的缩写.

sar工具将对系统当前的状态进行取样，然后通过计算数据和比例来表达系统的当前运行状态。它的特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据；取样数据和分析的结果都可以存入文件，所需的负载很小。

sar是目前Linux上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从14个大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、串口、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等，使用也是较为复杂。

sar是查看操作系统报告指标的各种工具中，最为普遍和方便的；它有两种用法:

    1. 追溯过去的统计数据（默认）
    1. 周期性的查看当前数据

追溯过去的统计数据

默认情况下，sar从最近的0点0分开始显示数据；如果想继续查看一天前的报告；可以查看保存在/var/log/sa/下的sa日志； 使用sar工具查看:

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[root@caoxl sa]# sar -r -f /var/log/sa/sa28
Linux 3.10.0-862.3.2.el7.x86_64 (caoxianliang) 	07/28/2018 	_x86_64_	(1 CPU)

12:00:01 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit  kbactive   kbinact   kbdirty
12:10:01 AM    140860    874576     86.13     75444    439424    663856     65.38    494472    256208       224
12:20:01 AM    140564    874872     86.16     75636    439436    663856     65.38    498048    252836       248
12:30:01 AM    140380    875056     86.18     75900    439432    663856     65.38    498112    253032       292
...

查看CPU使用率

  • sar -u : 默认情况下显示的cpu使用率等信息就是sar -u；
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[root@caoxl sa]# sar 1 3
Linux 3.10.0-862.9.1.el7.x86_64 (caoxl) 	08/22/2018 	_x86_64_	(1 CPU)

10:48:33 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
10:48:34 AM     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
10:48:35 AM     all      0.00      0.00      1.00      0.00      0.00     99.00
10:48:36 AM     all      1.00      0.00      0.00      0.00      0.00     99.00
Average:        all      0.33      0.00      0.33      0.00      0.00     99.33

可以看到这台机器使用了虚拟化技术，有相应的时间消耗； 各列的指标分别是:

  • %user: 用户模式下消耗的CPU时间的比例
  • %nice: 通过nice改变了进程调度优先级的进程，在用户模式下消耗的CPU时间的比例
  • %system: 系统模式下消耗的CPU时间的比例
  • %iowait: CPU等待磁盘I/O导致空闲状态消耗的时间比例
  • %steal: 利用Xen等操作系统虚拟化技术，等待其它虚拟CPU计算占用的时间比例
  • $idle: CPU空闲时间比例

查看平均负载

  • sar -q: 查看平均负载

指定-q后，就能查看运行队列中的进程数、系统上的进程大小、平均负载等；与其它命令相比，它能查看各项指标随时间变化的情况；

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[root@caoxl sa]# sar -q 1 10
Linux 3.10.0-862.9.1.el7.x86_64 (caoxl) 	08/22/2018 	_x86_64_	(1 CPU)

10:55:42 AM   runq-sz  plist-sz   ldavg-1   ldavg-5  ldavg-15   blocked
10:55:43 AM         0       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:44 AM         0       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:45 AM         0       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:46 AM         0       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:47 AM         0       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:48 AM         0       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:49 AM         1       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:50 AM         1       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:51 AM         1       185      0.01      0.02      0.05         0
10:55:52 AM         1       185      0.01      0.02      0.05         0
Average:            0       185      0.01      0.02      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

查看内存使用状况

  • sar -r： 指定-r之后，可查看物理内存使用状况:
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[root@caoxl sa]# sar -r 1 3
Linux 3.10.0-862.9.1.el7.x86_64 (caoxl) 	08/22/2018 	_x86_64_	(1 CPU)

11:02:52 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit  kbactive   kbinact   kbdirty
11:02:53 AM    107144    908292     89.45     69736    440984    894140     88.05    540500    254560        36
11:02:54 AM    107144    908292     89.45     69736    440984    894140     88.05    540504    254560        36
11:02:55 AM    107144    908292     89.45     69736    440984    894140     88.05    540508    254560        36
Average:       107144    908292     89.45     69736    440984    894140     88.05    540504    254560        36
  • 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used值基本一致,所以它包括buffer和cache的空间.
  • %memused：物理内存使用率，这个值是kbmemused和内存总量(不包括swap)的一个百分比.
  • kbbuffers和kbcached：这两个值就是free命令中的buffer和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.

查看页面交换发生状况

  • sar -W：查看页面交换发生状况

页面发生交换时，服务器的吞吐量会大幅下降；服务器状况不良时，如果怀疑因为内存不足而导致了页面交换的发生，可以使用这个命令来确认是否发生了大量的交换；

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[root@caoxl sa]# sar -W 1 3
Linux 3.10.0-862.9.1.el7.x86_64 (caoxl) 	08/22/2018 	_x86_64_	(1 CPU)

11:06:59 AM  pswpin/s pswpout/s
11:07:00 AM      0.00      0.00
11:07:01 AM      0.00      0.00
11:07:02 AM      0.00      0.00
Average:         0.00      0.00
  • pswpin/s：每秒系统换入的交换页面（swap page）数量
  • pswpout/s：每秒系统换出的交换页面（swap page）数量

要判断系统瓶颈问题，有时需几个 sar 命令选项结合起来:

  • 怀疑CPU存在瓶颈，可用 sar -u 和 sar -q 等来查看
  • 怀疑内存存在瓶颈，可用 sar -B、sar -r 和 sar -W 等来查看
  • 怀疑I/O存在瓶颈，可用 sar -b、sar -u 和 sar -d 等来查看

安装

    1. 有的linux系统下，默认可能没有安装这个包:
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# CentOS
yum install systat

# Ubuntu
apt-get install sysstat
    1. 安装完毕，将性能收集工具的开关打开： vi /etc/default/sysstat
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设置 ENABLED="true"
    1. 启动这个工具来收集系统性能数据： /etc/init.d/sysstat start

sar参数说明

  • -A: 汇总所有的报告
  • -a: 报告文件读写使用情况
  • -B: 报告附加的缓存的使用情况
  • -b: 报告缓存的使用情况
  • -c: 报告系统调用的使用情况
  • -d: 报告磁盘的使用情况
  • -g: 报告串口的使用情况
  • -h: 报告关于buffer使用的统计数据
  • -m: 报告IPC消息队列和信号量的使用情况
  • -n: 报告命名cache的使用情况
  • -p: 报告调页活动的使用情况
  • -q: 报告运行队列和交换队列的平均长度
  • -R: 报告进程的活动情况
  • -r: 报告没有使用的内存页面和硬盘块
  • -u: 报告CPU的利用率
  • -v: 报告进程、i节点、文件和锁表状态
  • -w: 报告系统交换活动状况
  • -y: 报告TTY设备活动状况

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