超級(jí)干貨：3個(gè)性能監(jiān)控和優(yōu)化命令詳解

時(shí)間：2021-12-08 17:11:42

關(guān)鍵字： CACHE ROOT BUFFER CPU

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[導(dǎo)讀]小編為大家整理出了三個(gè)有關(guān)性能監(jiān)控和優(yōu)化命令詳細(xì)講解，別看只有三個(gè)，但不影響他噎啊，本篇文章很長(zhǎng)，涉及top命令、free命令和vmstat命令，真的是很詳細(xì)的講解，希望能幫到大家，另外還有兩條相關(guān)的命令詳解，消化消化這篇的知識(shí)，過幾天再上那兩條~1top命令top命令是Linu...

小編為大家整理出了三個(gè)有關(guān)性能監(jiān)控和優(yōu)化命令詳細(xì)講解，別看只有三個(gè)，但不影響他噎啊，本篇文章很長(zhǎng)，涉及top命令、free命令和vmstat命令，真的是很詳細(xì)的講解，希望能幫到大家，另外還有兩條相關(guān)的命令詳解，消化消化這篇的知識(shí)，過幾天再上那兩條~

1 top命令

top 命令是 Linux 下常用的性能分析工具，能夠?qū)崟r(shí)顯示系統(tǒng)中各個(gè)進(jìn)程的資源占用狀況，類似于 Windows 的任務(wù)管理器。下面詳細(xì)介紹它的使用方法。top 是一個(gè)動(dòng)態(tài)顯示過程，即可以通過用戶按鍵來不斷刷新當(dāng)前狀態(tài)。如果在前臺(tái)執(zhí)行該命令，它將獨(dú)占前臺(tái)，直到用戶終止該程序?yàn)橹埂?/span>比較準(zhǔn)確的說，top 命令提供了實(shí)時(shí)的對(duì)系統(tǒng)處理器的狀態(tài)監(jiān)視。它將顯示系統(tǒng)中 CPU最“敏感”的任務(wù)列表。該命令可以按 CPU 使用。內(nèi)存使用和執(zhí)行時(shí)間對(duì)任務(wù)進(jìn)行排序；而且該命令的很多特性都可以通過交互式命令或者在個(gè)人定制文件中進(jìn)行設(shè)定。命令格式：

top [參數(shù)]命令功能：顯示當(dāng)前系統(tǒng)正在執(zhí)行的進(jìn)程的相關(guān)信息，包括進(jìn)程ID、內(nèi)存占用率、CPU占用率等
命令參數(shù)：

-b 批處理
-c 顯示完整的治命令
-I 忽略失效過程
-s 保密模式
-S 累積模式
-i<時(shí)間> 設(shè)置間隔時(shí)間
-u<用戶名> 指定用戶名
-p<進(jìn)程號(hào)> 指定進(jìn)程
-n<次數(shù)> 循環(huán)顯示的次數(shù)

4．使用實(shí)例：

實(shí)例1：顯示進(jìn)程信息

命令：top

輸出：

[root@TG1704 log]# toptop - 14:06:23 up 70 days, 16:44, 2 users, load average: 1.25, 1.32, 1.35Tasks: 206 total, 1 running, 205 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

Cpu(s): 5.9%us, 3.4%sy, 0.0%ni, 90.4%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.2%si, 0.0%stMem: 32949016k total, 14411180k used, 18537836k free, 169884k buffersSwap: 32764556k total, 0k used, 32764556k free, 3612636k cached

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME COMMAND 28894 root 22 0 1501m 405m 10m S 52.2 1.3 2534:16 java 18249 root 18 0 3201m 1.9g 11m S 35.9 6.0 569:39.41 java 2808 root 25 0 3333m 1.0g 11m S 24.3 3.1 526:51.85 java 25668 root 23 0 3180m 704m 11m S 14.0 2.2 360:44.53 java 574 root 25 0 3168m 611m 10m S 12.6 1.9 556:59.63 java 1599 root 20 0 3237m 1.9g 11m S 12.3 6.2 262:01.14 java 1008 root 21 0 3147m 842m 10m S 0.3 2.6 4:31.08 java 13823 root 23 0 3031m 2.1g 10m S 0.3 6.8 176:57.34 java 28218 root 15 0 12760 1168 808 R 0.3 0.0 0:01.43 top 29062 root 20 0 1241m 227m 10m S 0.3 0.7 2:07.32 java 1 root 15 0 10368 684 572 S 0.0 0.0 1:30.85 init 2 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:01.01 migration/0 3 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/0 4 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/0 5 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.80 migration/1 6 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/1 7 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/1 8 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:20.59 migration/2 9 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.09 ksoftirqd/2 10 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/2 11 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:23.66 migration/3 12 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.03 ksoftirqd/3 13 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/3 14 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:20.29 migration/4 15 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.07 ksoftirqd/4 16 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/4 17 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:23.07 migration/5 18 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.07 ksoftirqd/5 19 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/5 20 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:17.16 migration/6 21 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 ksoftirqd/6 22 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/6 23 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:58.28 migration/7說明：

統(tǒng)計(jì)信息區(qū)：前五行是當(dāng)前系統(tǒng)情況整體的統(tǒng)計(jì)信息區(qū)。下面我們看每一行信息的具體意義。第一行，任務(wù)隊(duì)列信息，同 uptime 命令的執(zhí)行結(jié)果，具體參數(shù)說明情況如下：

14:06:23：當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間
up 70 days, 16:44：系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了70天16小時(shí)44分鐘（在這期間系統(tǒng)沒有重啟過的吆?。?/span>
2 users：當(dāng)前有2個(gè)用戶登錄系統(tǒng)
load average: 1.15, 1.42, 1.44：load average 后面的三個(gè)數(shù)分別是1分鐘、5分鐘、15分鐘的負(fù)載情況。
load average 數(shù)據(jù)是每隔 5 秒鐘檢查一次活躍的進(jìn)程數(shù)，然后按特定算法計(jì)算出的數(shù)值。如果這個(gè)數(shù)除以邏輯 CPU 的數(shù)量，結(jié)果高于5的時(shí)候就表明系統(tǒng)在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)了。

第二行，Tasks — 任務(wù)（進(jìn)程），具體信息說明如下：

系統(tǒng)現(xiàn)在共有 206 個(gè)進(jìn)程，其中處于運(yùn)行中的有1個(gè)，205 個(gè)在休眠（sleep），stoped狀態(tài)的有0個(gè)，zombie 狀態(tài)（僵尸）的有0個(gè)。

第三行，cpu狀態(tài)信息，具體屬性說明如下：

5.9%us：用戶空間占用CPU的百分比。
3.4% sy：內(nèi)核空間占用CPU的百分比。
0.0% ni：改變過優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程占用CPU的百分比
90.4% id：空閑CPU百分比
0.0% wa：IO等待占用CPU的百分比
0.0% hi：硬中斷（Hardware IRQ）占用CPU的百分比
0.2% si：軟中斷（Software Interrupts）占用CPU的百分比

備注：在這里CPU的使用比率和windows概念不同，需要理解linux系統(tǒng)用戶空間和內(nèi)核空間的相關(guān)知識(shí)！第四行，內(nèi)存狀態(tài)，具體信息如下：

32949016k total — 物理內(nèi)存總量（32GB）
14411180k used — 使用中的內(nèi)存總量（14GB）
18537836k free — 空閑內(nèi)存總量（18GB）
169884k buffers — 緩存的內(nèi)存量（169M）

第五行，swap交換分區(qū)信息，具體信息說明如下：

32764556k total — 交換區(qū)總量（32GB）
0k used — 使用的交換區(qū)總量（0K）
32764556k free — 空閑交換區(qū)總量（32GB）
3612636k cached — 緩沖的交換區(qū)總量（3.6GB）

備注：第四行中使用中的內(nèi)存總量（used）指的是現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)核控制的內(nèi)存數(shù)，空閑內(nèi)存總量（free）是內(nèi)核還未納入其管控范圍的數(shù)量。納入內(nèi)核管理的內(nèi)存不見得都在使用中，還包括過去使用過的現(xiàn)在可以被重復(fù)利用的內(nèi)存，內(nèi)核并不把這些可被重新使用的內(nèi)存交還到free中去，因此在linux上free內(nèi)存會(huì)越來越少，但不用為此擔(dān)心。如果出于習(xí)慣去計(jì)算可用內(nèi)存數(shù)，這里有個(gè)近似的計(jì)算公式：第四行的free 第四行的buffers 第五行的 cached，按這個(gè)公式此臺(tái)服務(wù)器的可用內(nèi)存：18537836k 169884k 3612636k = 22GB左右。對(duì)于內(nèi)存監(jiān)控，在 top 里我們要時(shí)刻監(jiān)控第五行 swap 交換分區(qū)的used，如果這個(gè)數(shù)值在不斷的變化，說明內(nèi)核在不斷進(jìn)行內(nèi)存和swap的數(shù)據(jù)交換，這是真正的內(nèi)存不夠用了。第六行，空行。第七行以下：各進(jìn)程（任務(wù)）的狀態(tài)監(jiān)控，項(xiàng)目列信息說明如下：

PID：進(jìn)程id
USER：進(jìn)程所有者
PR：進(jìn)程優(yōu)先級(jí)
NI：nice值。負(fù)值表示高優(yōu)先級(jí)，正值表示低優(yōu)先級(jí)
VIRT：進(jìn)程使用的虛擬內(nèi)存總量，單位kb。VIRT=SWAP RES
RES：進(jìn)程使用的、未被換出的物理內(nèi)存大小，單位kb。RES=CODE DATA
SHR：共享內(nèi)存大小，單位kb
S：進(jìn)程狀態(tài)。D=不可中斷的睡眠狀態(tài) R=運(yùn)行 S=睡眠 T=跟蹤/停止 Z=僵尸進(jìn)程
%CPU：上次更新到現(xiàn)在的CPU時(shí)間占用百分比
%MEM：進(jìn)程使用的物理內(nèi)存百分比
TIME ：進(jìn)程使用的CPU時(shí)間總計(jì)，單位1/100秒
COMMAND：進(jìn)程名稱（命令名/命令行）

其他使用技巧：1.多U多核CPU監(jiān)控在top基本視圖中，按鍵盤數(shù)字“1”，可監(jiān)控每個(gè)邏輯CPU的狀況：

觀察上圖，服務(wù)器有16個(gè)邏輯CPU，實(shí)際上是4個(gè)物理CPU。再按數(shù)字鍵1，就會(huì)返回到top基本視圖界面。2.高亮顯示當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程敲擊鍵盤“b”（打開/關(guān)閉加亮效果），top的視圖變化如下：

我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)程id為2570的“top”進(jìn)程被加亮了，top進(jìn)程就是視圖第二行顯示的唯一的運(yùn)行態(tài)（runing）的那個(gè)進(jìn)程，可以通過敲擊“y”鍵關(guān)閉或打開運(yùn)行態(tài)進(jìn)程的加亮效果。3.進(jìn)程字段排序默認(rèn)進(jìn)入top時(shí)，各進(jìn)程是按照CPU的占用量來排序的，在下圖中進(jìn)程ID為28894的java進(jìn)程排在第一（cpu占用142%），進(jìn)程ID為574的java進(jìn)程排在第二（cpu占用16%）。

敲擊鍵盤“x”（打開/關(guān)閉排序列的加亮效果），top的視圖變化如下：

可以看到，top默認(rèn)的排序列是“%CPU”。

4.通過”shift >”或”shift <”可以向右或左改變排序列

下圖是按一次”shift >”的效果圖，視圖現(xiàn)在已經(jīng)按照%MEM來排序。

2、free 命令

free命令可以顯示Linux系統(tǒng)中空閑的、已用的物理內(nèi)存及swap內(nèi)存,及被內(nèi)核使用的buffer。在Linux系統(tǒng)監(jiān)控的工具中，free命令是最經(jīng)常使用的命令之一。

1．命令格式：
free [參數(shù)]2．命令功能：
free 命令顯示系統(tǒng)使用和空閑的內(nèi)存情況，包括物理內(nèi)存、交互區(qū)內(nèi)存(swap)和內(nèi)核緩沖區(qū)內(nèi)存。共享內(nèi)存將被忽略3．命令參數(shù)：

-b 　以Byte為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-k 　以KB為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-m 　以MB為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-g ? 以GB為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-o 　不顯示緩沖區(qū)調(diào)節(jié)列。
-s <間隔秒數(shù)> 　持續(xù)觀察內(nèi)存使用狀況。
-t 　顯示內(nèi)存總和列。
-V 　顯示版本信息。

4．使用實(shí)例：實(shí)例1：顯示內(nèi)存使用情況命令：

freefree -gfree -m輸出：

[root@SF1150 service]# free total used free shared buffers cached

Mem: 32940112 30841684 2098428 0 4545340 11363424-/ buffers/cache: 14932920 18007192Swap: 32764556 1944984 30819572[root@SF1150 service]# free -g

下面是對(duì)這些數(shù)值的解釋：

total:總計(jì)物理內(nèi)存的大小。
used:已使用多大。
free:可用有多少。
Shared:多個(gè)進(jìn)程共享的內(nèi)存總額。
Buffers/cached:磁盤緩存的大小。

第三行(-/ buffers/cached):

used:已使用多大。
free:可用有多少。

第四行是交換分區(qū)SWAP的，也就是我們通常所說的虛擬內(nèi)存。區(qū)別：第二行(mem)的used/free與第三行(-/ buffers/cache) used/free的區(qū)別。這兩個(gè)的區(qū)別在于使用的角度來看，第一行是從OS的角度來看，因?yàn)閷?duì)于OS，buffers/cached 都是屬于被使用，所以他的可用內(nèi)存是 2098428 KB，已用內(nèi)存是30841684KB，其中包括，內(nèi)核（OS）使用 Application(X, oracle,etc)使用的 buffers cached。第三行所指的是從應(yīng)用程序角度來看，對(duì)于應(yīng)用程序來說，buffers/cached 是等于可用的，因?yàn)閎uffer/cached是為了提高文件讀取的性能，當(dāng)應(yīng)用程序需在用到內(nèi)存的時(shí)候，buffer/cached會(huì)很快地被回收。所以從應(yīng)用程序的角度來說，可用內(nèi)存=系統(tǒng)free memory buffers cached。如本機(jī)情況的可用內(nèi)存為：
18007156=2098428KB 4545340KB 11363424KB接下來解釋什么時(shí)候內(nèi)存會(huì)被交換，以及按什么方交換。當(dāng)可用內(nèi)存少于額定值的時(shí)候，就會(huì)開會(huì)進(jìn)行交換.如何看額定值：命令：

cat /proc/meminfo輸出：

[root@SF1150 service]# cat /proc/meminfoMemTotal: 32940112 kBMemFree: 2096700 kBBuffers: 4545340 kBCached: 11364056 kBSwapCached: 1896080 kBActive: 22739776 kBInactive: 7427836 kBHighTotal: 0 kBHighFree: 0 kBLowTotal: 32940112 kBLowFree: 2096700 kBSwapTotal: 32764556 kBSwapFree: 30819572 kBDirty: 164 kBWriteback: 0 kBAnonPages: 14153592 kBMapped: 20748 kBSlab: 590232 kBPageTables: 34200 kBNFS_Unstable: 0 kBBounce: 0 kBCommitLimit: 49234612 kBCommitted_AS: 23247544 kBVmallocTotal: 34359738367 kBVmallocUsed: 278840 kBVmallocChunk: 34359459371 kBHugePages_Total: 0HugePages_Free: 0HugePages_Rsvd: 0Hugepagesize: 2048 kB交換將通過三個(gè)途徑來減少系統(tǒng)中使用的物理頁面的個(gè)數(shù)：　

減少緩沖與頁面cache的大小，
將系統(tǒng)V類型的內(nèi)存頁面交換出去，　
換出或者丟棄頁面。(Application 占用的內(nèi)存頁，也就是物理內(nèi)存不足）。

事實(shí)上，少量地使用swap是不是影響到系統(tǒng)性能的。那 buffers 和 cached 都是緩存，兩者有什么區(qū)別呢？為了提高磁盤存取效率，Linux 做了一些精心的設(shè)計(jì)，除了對(duì) dentry 進(jìn)行緩存(用于VFS，加速文件路徑名到 inode 的轉(zhuǎn)換），還采取了兩種主要 Cache 方式：Buffer Cache 和Page Cache。前者針對(duì)磁盤塊的讀寫，后者針對(duì)文件 inode 的讀寫。這些 Cache 有效縮短了 I/O 系統(tǒng)調(diào)用（比如 read，write，getdents）的時(shí)間。磁盤的操作有邏輯級(jí)（文件系統(tǒng)）和物理級(jí)（磁盤塊），這兩種Cache就是分別緩存邏輯和物理級(jí)數(shù)據(jù)的。

Page cache 實(shí)際上是針對(duì)文件系統(tǒng)的，是文件的緩存，在文件層面上的數(shù)據(jù)會(huì)緩存到page cache。文件的邏輯層需要映射到實(shí)際的物理磁盤，這種映射關(guān)系由文件系統(tǒng)來完成。當(dāng) page cache 的數(shù)據(jù)需要刷新時(shí)，page cache 中的數(shù)據(jù)交給 buffer cache，因?yàn)锽uffer Cache 就是緩存磁盤塊的。但是這種處理在 2.6 版本的內(nèi)核之后就變的很簡(jiǎn)單了，沒有真正意義上的 cache 操作。

Buffer cache 是針對(duì)磁盤塊的緩存，也就是在沒有文件系統(tǒng)的情況下，直接對(duì)磁盤進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)會(huì)緩存到buffer cache中，例如，文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)都會(huì)緩存到buffer cache中。簡(jiǎn)單說來，page cache 用來緩存文件數(shù)據(jù)，buffer cache 用來緩存磁盤數(shù)據(jù)。在有文件系統(tǒng)的情況下，對(duì)文件操作，那么數(shù)據(jù)會(huì)緩存到 page cache，如果直接采用dd等工具對(duì)磁盤進(jìn)行讀寫，那么數(shù)據(jù)會(huì)緩存到 buffer cache。所以我們看linux，只要不用swap的交換空間,就不用擔(dān)心自己的內(nèi)存太少.如果常常swap用很多，可能你就要考慮加物理內(nèi)存了。這也是linux看內(nèi)存是否夠用的標(biāo)準(zhǔn)。

如果是應(yīng)用服務(wù)器的話，一般只看第二行， buffers/cache,即對(duì)應(yīng)用程序來說free的內(nèi)存太少了，也是該考慮優(yōu)化程序或加內(nèi)存了。

實(shí)例2：以總和的形式顯示內(nèi)存的使用信息

命令：

free -t輸出：

[root@SF1150 service]# free -t total used free shared buffers cached

Mem: 32940112 30845024 2095088 0 4545340 11364324-/ buffers/cache: 14935360 18004752Swap: 32764556 1944984 30819572Total: 65704668 32790008 32914660[root@SF1150 service]#

說明：
實(shí)例3：周期性的查詢內(nèi)存使用信息

命令：

free -s 10輸出：

[root@SF1150 service]# free -s 10 total used free shared buffers cachedMem: 32940112 30844528 2095584 0 4545340 11364380-/ buffers/cache: 14934808 18005304Swap: 32764556 1944984 30819572 total used free shared buffers cachedMem: 32940112 30843932 2096180 0 4545340 11364388-/ buffers/cache: 14934204 18005908Swap: 32764556 1944984 30819572

3、vmstat

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。在學(xué)習(xí)vmstat命令前，我們先了解一下Linux系統(tǒng)中關(guān)于物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存相關(guān)信息。物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存區(qū)別：
我們知道，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free命令可以顯示Linux系統(tǒng)中空閑的、已用的物理內(nèi)存及swap內(nèi)存,及被內(nèi)核使用的buffer。在Linux系統(tǒng)監(jiān)控的工具中，free命令是最經(jīng)常使用的命令之一。1．命令格式：

free [參數(shù)]2．命令功能：
free 命令顯示系統(tǒng)使用和空閑的內(nèi)存情況，包括物理內(nèi)存、交互區(qū)內(nèi)存(swap)和內(nèi)核緩沖區(qū)內(nèi)存。共享內(nèi)存將被忽略

3．命令參數(shù)：

-b 　以Byte為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-k 　以KB為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-m 　以MB為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-g ? 以GB為單位顯示內(nèi)存使用情況。
-o 　不顯示緩沖區(qū)調(diào)節(jié)列。
-s<間隔秒數(shù)> 　持續(xù)觀察內(nèi)存使用狀況。
-t 　顯示內(nèi)存總和列。
-V 　顯示版本信息。

4．使用實(shí)例：
實(shí)例1：顯示內(nèi)存使用情況命令：

freefree -gfree -m輸出：

[root@SF1150 service]# free total used free shared buffers cached

Mem: 32940112 30841684 2098428 0 4545340 11363424-/ buffers/cache: 14932920 18007192Swap: 32764556 1944984 30819572[root@SF1150 service]# free -g

total used free shared buffers cachedMem: 31 29 2 0 4 10-/ buffers/cache: 14 17Swap: 31 1 29[root@SF1150 service]# free -m total used free shared buffers cachedMem: 32168 30119 2048 0 4438 11097-/ buffers/cache: 14583 17584Swap: 31996 1899 30097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)存頁面。這可以避免等待交換所需的時(shí)間。其次，linux進(jìn)行頁面交換是有條件的，不是所有頁面在不用時(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。因此，合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)linux內(nèi)存的使用，是非常重要的。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P(yáng)aging”和“交換Swapping”來完成上述的內(nèi)存調(diào)度。調(diào)頁算法是將內(nèi)存中最近不常使用的頁面換到磁盤上，把活動(dòng)頁面保留在內(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)從磁盤重新回到內(nèi)存的過程被稱作Page-In。當(dāng)內(nèi)核需要一個(gè)分頁時(shí)，但發(fā)現(xiàn)此分頁不在物理內(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。經(jīng)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)。1．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]2．命令功能：
用來顯示虛擬內(nèi)存的信息

3．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。

4．使用實(shí)例：

實(shí)例1：顯示虛擬內(nèi)存使用情況
命令：

vmstat輸出：

說明：
字段說明：

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。命令：vmstat 5 5表示在5秒時(shí)間內(nèi)進(jìn)行5次采樣。將得到一個(gè)數(shù)據(jù)匯總他能夠反映真正的系統(tǒng)情況。

實(shí)例2：顯示活躍和非活躍內(nèi)存

命令：

vmstat -a 2 5輸出：

[root@localhost ~]# vmstat -a 2 5procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------ r b swpd free inact active si so bi bo in cs us sy id wa st 0 0 0 3029752 387728 513008 0 0 0 2 3 2 0 0 100 0 0 0 0 0 3029752 387728 513076 0 0 0 0 1005 34 0 0 100 0 0 0 0 0 3029752 387728 513076 0 0 0 22 1004 36 0 0 100 0 0 0 0 0 3029752 387728 513076 0 0 0 0 1004 33 0 0 100 0 0 0 0 0 3029752 387728 513076 0 0 0 0 1003 32 0 0 100 0 0說明：

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。
字段說明：

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?。ó?dāng)使用-a選項(xiàng)時(shí)顯示）

實(shí)例3：查看系統(tǒng)已經(jīng)fork了多少次

命令：

vmstat -f輸出：

[root@SCF1129 ~]# vmstat -f 12744849 forks[root@SCF1129 ~]#說明：
這個(gè)數(shù)據(jù)是從/proc/stat中的processes字段里取得的

實(shí)例4：查看內(nèi)存使用的詳細(xì)信息

命令：

vmstat -s輸出：

[root@localhost ~]# vmstat -s 4043760 total memory

 1013884 used memory 513012 active memory 387728 inactive memory 3029876 free memory 199616 buffer memory 690980 swap cache 6096656 total swap 0 used swap 6096656 free swap 83587 non-nice user cpu ticks 132 nice user cpu ticks 278599 system cpu ticks 913344692 idle cpu ticks 814550 IO-wait cpu ticks 10547 IRQ cpu ticks 21261 softirq cpu ticks 0 stolen cpu ticks 310215 pages paged in

14254652 pages paged out 0 pages swapped in 0 pages swapped out 288374745 interrupts 146680577 CPU context switches 1351868832 boot time 367291 forks說明：
這些信息的分別來自于/proc/meminfo,/proc/stat和/proc/vmstat。

實(shí)例5：查看磁盤的讀/寫

命令：

vmstat -d輸出：

[root@localhost ~]# vmstat -ddisk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------ total merged sectors ms total merged sectors ms cur secram0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ram15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0sda 33381 6455 615407 63224 2068111 1495416 28508288 15990289 0 10491hdc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0fd0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0md0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0[root@localhost ~]#說明：
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.

實(shí)例6：查看/dev/sda1磁盤的讀/寫

命令：
輸出：

[root@SCF1129 ~]# df文件系統(tǒng) 1K-塊已用可用已用% 掛載點(diǎn)/dev/sda3 1119336548 27642068 1034835500 3% /tmpfs 32978376 0 32978376 0% /dev/shm/dev/sda1 1032088 59604 920056 7% /boot

[root@SCF1129 ~]# vmstat -p /dev/sda1sda1 reads read sectors writes requested writes 18607 4249978 6 48[root@SCF1129 ~]# vmstat -p /dev/sda3sda3 reads read sectors writes requested writes 429350 35176268 28998789 980301488[root@SCF1129 ~]#

說明：

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)。

實(shí)例7：查看系統(tǒng)的 slab 信息

命令：

vmstat -m輸出：

[root@localhost ~]# vmstat -mCache Num Total Size Pagesip_conntrack_expect 0 0 136 28ip_conntrack 3 13 304 13ip_fib_alias 11 59 64 59ip_fib_hash 11 59 64 59AF_VMCI 0 0 960 4bio_map_info 100 105 1064 7dm_mpath 0 0 1064 7jbd_4k 0 0 4096 1dm_uevent 0 0 2608 3dm_tio 0 0 24 144dm_io 0 0 48 77scsi_cmd_cache 10 10 384 10sgpool-128 32 32 4096 1sgpool-64 32 32 2048 2sgpool-32 32 32 1024 4sgpool-16 32 32 512 8sgpool-8 45 45 256 15scsi_io_context 0 0 112 34ext3_inode_cache 51080 51105 760 5ext3_xattr 36 88 88 44journal_handle 18 144 24 144journal_head 56 80 96 40revoke_table 4 202 16 202revoke_record 0 0 32 112uhci_urb_priv 0 0 56 67UNIX 13 33 704 11flow_cache 0 0 128 30msi_cache 33 59 64 59cfq_ioc_pool 14 90 128 30cfq_pool 12 90 216 18crq_pool 16 96 80 48deadline_drq 0 0 80 48as_arq 0 0 96 40mqueue_inode_cache 1 4 896 4isofs_inode_cache 0 0 608 6hugetlbfs_inode_cache 1 7 576 7Cache Num Total Size Pagesext2_inode_cache 0 0 720 5ext2_xattr 0 0 88 44dnotify_cache 0 0 40 92dquot 0 0 256 15eventpoll_pwq 3 53 72 53eventpoll_epi 3 20 192 20inotify_event_cache 0 0 40 92inotify_watch_cache 1 53 72 53kioctx 0 0 320 12kiocb 0 0 256 15fasync_cache 0 0 24 144shmem_inode_cache 254 290 768 5posix_timers_cache 0 0 128 30uid_cache 0 0 128 30ip_mrt_cache 0 0 128 30tcp_bind_bucket 3 112 32 112inet_peer_cache 0 0 128 30secpath_cache 0 0 64 59xfrm_dst_cache 0 0 384 10ip_dst_cache 5 10 384 10arp_cache 1 15 256 15RAW 3 5 768 5UDP 5 10 768 5tw_sock_TCP 0 0 192 20request_sock_TCP 0 0 128 30TCP 4 5 1600 5blkdev_ioc 14 118 64 59blkdev_queue 20 30 1576 5blkdev_requests 13 42 272 14biovec-256 7 7 4096 1biovec-128 7 8 2048 2biovec-64 7 8 1024 4biovec-16 7 15 256 15biovec-4 7 59 64 59biovec-1 23 202 16 202bio 270 270 128 30utrace_engine_cache 0 0 64 59Cache Num Total Size Pagesutrace_cache 0 0 64 59sock_inode_cache 33 48 640 6skbuff_fclone_cache 7 7 512 7skbuff_head_cache 319 390 256 15file_lock_cache 1 22 176 22Acpi-Operand 4136 4248 64 59Acpi-ParseExt 0 0 64 59Acpi-Parse 0 0 40 92Acpi-State 0 0 80 48Acpi-Namespace 2871 2912 32 112delayacct_cache 81 295 64 59taskstats_cache 4 53 72 53proc_inode_cache 1427 1440 592 6sigqueue 0 0 160 24radix_tree_node 13166 13188 536 7bdev_cache 23 24 832 4sysfs_dir_cache 5370 5412 88 44mnt_cache 26 30 256 15inode_cache 2009 2009 560 7dentry_cache 60952 61020 216 18filp 479 1305 256 15names_cache 3 3 4096 1avc_node 14 53 72 53selinux_inode_security 994 1200 80 48key_jar 2 20 192 20idr_layer_cache 74 77 528 7buffer_head 164045 164800 96 40mm_struct 51 56 896 4vm_area_struct 1142 1958 176 22fs_cache 35 177 64 59files_cache 36 55 768 5signal_cache 72 162 832 9sighand_cache 68 84 2112 3task_struct 76 80 1888 2anon_vma 458 864 24 144pid 83 295 64 59shared_policy_node 0 0 48 77Cache Num Total Size Pagesnuma_policy 37 144 24 144size-131072(DMA) 0 0 131072 1size-131072 0 0 131072 1size-65536(DMA) 0 0 65536 1size-65536 1 1 65536 1size-32768(DMA) 0 0 32768 1size-32768 2 2 32768 1size-16384(DMA) 0 0 16384 1size-16384 5 5 16384 1size-8192(DMA) 0 0 8192 1size-8192 7 7 8192 1size-4096(DMA) 0 0 4096 1size-4096 110 111 4096 1size-2048(DMA) 0 0 2048 2size-2048 602 602 2048 2size-1024(DMA) 0 0 1024 4size-1024 344 352 1024 4size-512(DMA) 0 0 512 8size-512 433 480 512 8size-256(DMA) 0 0 256 15size-256 1139 1155 256 15size-128(DMA) 0 0 128 30size-64(DMA) 0 0 64 59size-64 5639 5782 64 59size-32(DMA) 0 0 32 112size-128 801 930 128 30size-32 3005 3024 32 112kmem_cache 137 137 2688 1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(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)。來源：本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào)“l(fā)inux就該這么學(xué)”