9个必须掌握的Linux性能调优命令和工具

时间：2020-11-15 23:15:36

关键字： Linux 嵌入式

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[导读]本文介绍了Linux查看资源使用情况和性能调优常用的命令，包括top、htop、ps、free、vmstat、iostat、netstat、df和du命令。

CPU使用率：数字1、2、...表示CPU有几个核，后面的进度条用不同颜色来表示不同维度的CPU使用率，最后是CPU使用率；
内存使用率：Mem后面的进度条用不同颜色来表示不同维度的内存使用率（绿色：used，蓝色：buffers，橙色：cache)，最后是内存使用率（used / total);
Swap使用率：Swap后面的进度条显示已用的Swap，最后是Swap使用率（used / total)，如果系统关闭了Swap，则进度条为空，Swap使用率为0K/0K；
进程和线程统计：Tasks：进程数，thr：线程数，running：正在运行的进程数；
系统平均负载统计：Load average：前1分钟平均负载、前5分钟平均负载和前15分钟平均负载；负载越低说明CPU越空闲，负载越高说明CPU越忙：

负载低于0.7 * CPU核数：CPU使用率正常；（道路通畅）
负载高于0.7 * CPU核数：CPU使用率较高，需要关注；（道路堵车，需要交警到场疏导交通）
负载高于1 * CPU核数：CPU使用率过高，需要关注；（道路严重堵车，可能发生了交通事故，需要交警马上到现场处理）
负载高于5 * CPU核数：系统超负荷运转，无法正常响应；（交通瘫痪，可能道路已经被水淹无法通行，需要投入抢险力量恢复交通）

系统已连续运行时间：Uptime后面为系统从上次启动后，已连续运行时间，可以倒推系统上次启动时间；

详细信息说明：

PID：进程ID；
USER：进程所有者；
PRI：进程优先级；
NI：nice值，负值表示高优先级，正值表示低优先级；
VIRT：进程使用的虚拟内存(virtual memory)；
RES：进程使用的物理内存(physical memory)；
SHR：进程使用的共享内存（shared memory);
S：进程状态，R（Running）正在运行的进程、S（Sleeping）休眠的进程、T/S(Traced/Stopped) 已停止或中止的进程或 Z（Zommbie）僵尸进程；
CPU%：进程使用的CPU时间百分比；
MEM%：进程使用的内存百分比；
TIME+：进程已连续运行时间；
Command：进程的执行命令；

常用快捷键：

上下箭头：上下滚动查看进程；
u：显示指定用户的进程；
P：按照进程使用的CPU时间百分比排序；
M：按照进程使用的内存百分比排序；
T：按照进程已连续运行时间排序；

参考：

https://linuxtogether.org/htop-command-explanation/
https://www.softprayog.in/tutorials/htop-command-in-linux
https://scoutapm.com/blog/understanding-load-averages
htop官网

ps命令

# 查看java进程
# e(every) 所有进程
# f(full format) 完整输出格式
ps -ef | grep nginx

# 不显示grep本身
ps -ef | grep nginx | grep -v grep

# 获取指定进程的PID
ps -ef | grep java | grep jenkins | grep -v grep | awk '{print $2}'

# 根据进程的PID中止进程
ps -ef | grep java | grep jenkins | grep -v grep | awk '{print $2}' | xargs kill -9

# 查看进程堆栈
# p(path) 显示完整路径
pmap  -p

# 查看9091端口是哪个容器进程
docker ps | grep 9091

ps -ef格式：

UID：进程的UID（用户）
PID：进程ID
PPID：父进程ID
C：CPU使用时间百分比
STIME
TTY
TIME
CMD：启动进程的命令

free命令

free命令用来查看内存和Swap的使用情况。

命令：

# 以适合阅读的形式输出(h: human)
free -h

# 以MB格式输出（m: MB)
free -m

# 合计Mem和Swap(t: total)
free -h -t

# 统计3次，每秒1次(c: count)
free -h -c 3

# 统计5次，每2秒统计1次(s: second)
free -h -t -c 5 -s 2

说明：

Total: The amount of RAM installed in your system.
Used: Equal to Total-( Free+ Buffers+ Cache).
Free: The amount of memory completely unused by anything.
Shared: Memory taken by the tmpfs file systems.
Buffer: The data structures that are maintained to provide an index for everything stored in Cache.
Cache: Data read from the hard drive, modified data waiting to be written back to the hard drive, and other computed values.
Available: What’s really free. An estimate of the memory in Free, Buffer, and Cache that could be used to satisfy a memory request.

简单来说，total是系统总内存，used就是系统已用内存，total - used 就是系统可用内存。

参考：

https://www.howtogeek.com/456943/how-to-use-the-free-command-on-linux/

vmstat命令

vmstat命令用来统计进程、内存、Swap、IO和CPU等信息。

命令：

# 运行vmstat
vmstat

# 每5秒统计1次
vmstat 5

# 每5秒统计1次，共统计4次
vmstat 5 4

# 以MB格式输出内存使用情况
vmstat 5 4 -S M

# 显示统计概要信息
vmstat -s

说明：

Proc

r: The number of runnable processes. These are processes that have been launched and are either running or are waiting for their next time-sliced burst of CPU cycles.
b: The number of processes in uninterruptible sleep. The process isn’t sleeping, it is performing a blocking system call, and it cannot be interrupted until it has completed its current action. Typically the process is a device driver waiting for some resource to come free. Any queued interrupts for that process are handled when the process resumes its usual activity.

Memory

swpd: the amount of virtual memory used. In other words, how much memory has been swapped out.,
free: the amount of idle (currently unused) memory.
buff: the amount of memory used as buffers.
cache: the amount of memory used as cache.

Swap

si: Amount of virtual memory swapped in from swap space.
so: Amount of virtual memory swapped out to swap space.

bi: Blocks received from a block device. The number of data blocks used to swap virtual memory back into RAM.
bo: Blocks sent to a block device. The number of data blocks used to swap virtual memory out of RAM and into swap space.

System

in: The number of interrupts per second, including the clock.
cs: The number of context switches per second. A context switch is when the kernel swaps from system mode processing into user mode processing.

CPU

These values are all percentages of the total CPU time.

us: Time spent running non-kernel code. That is, how much time is spent in user time processing and in nice time processing.
sy: Time spent running kernel code.
id: Time spent idle.
wa: Time spent waiting for input or output.
st: Time stolen from a virtual machine. This is the time a virtual machine has to wait for the hypervisor to finish servicing other virtual machines before it can come back and attend to this virtual machine.

参考：

https://www.howtogeek.com/424334/how-to-use-the-vmstat-command-on-linux/
https://www.tecmint.com/linux-performance-monitoring-with-vmstat-and-iostat-commands/

iosat命令

iostat命令用来统计磁盘IO和CPU等信息。

命令：

# 运行iostat
iostat

# 以MB格式输出
iostat -m

# 查看指定磁盘（分区）
iostat -m -p vda

# 每2秒统计一次，共统计3次
iostat -m 2 3

说明：

CPU信息：

%user : It shows the percentage of CPU being utilization that while executing at the user level.
%nice : It shows the percentage of CPU utilization that occurred while executing at the user level with a nice priority.
%system : It shows the percentage of CPU utilization that occurred while executing at the system (kernel) level.
%iowait : It shows the percentage of the time that the CPU or CPUs were idle during which the system had an outstanding disk I/O request.
%steal : It shows the percentage of time being spent in involuntary wait by the virtual CPU or CPUs while the hypervisor was servicing by another virtual processor.
%idle : It shows the percentage of time that the CPU or CPUs were idle and the system did not have an outstanding disk I/O request.

磁盘信息：

Device : The device/partition name is listed in /dev directory.
tps : The number of transfers per second that were issued to the device. Higher tps means the processor is busier.
Blk_read/s : It shows the amount of data read from the device expressed in a number of blocks (kilobytes, megabytes) per second.
Blk_wrtn/s : The amount of data written to the device expressed in a number of blocks (kilobytes, megabytes) per second.
Blk_read : It shows the total number of blocks read.
Blk_wrtn : It shows the total number of blocks written.

参考：

https://www.geeksforgeeks.org/iostat-command-in-linux-with-examples/
https://www.techrepublic.com/article/how-to-use-the-linux-iostat-command-to-check-on-your-storage-subsystem/

netstat命令

netstat命令用来统计网络连接和端口等信息。

命令：

# 显示在侦听的TCP/UDP网络连接，包括程序和端口信息
# u(UDP)
# t(TCP)
# n(port)
# l(listen)
# p(program)
netstat -utnlp

# 只显示在侦听的TCP网络连接，包括程序和端口信息
netstat -tnlp

# 查看某个端口被哪个进程使用
# a(all)
netstat -anp | grep 6379

# 查看某个进程在哪个端口
netstat -anp | grep redis

# 查看docker启动的进程在哪个端口
docker ps | grep jenkins

df命令

df命令用来统计磁盘使用情况。

命令：

# 查看全部文件系统的磁盘使用情况
df -h

# 查看指定目录所在的文件系统的磁盘使用情况
df -h ~

# 不显示docker文件系统
df -h | grep -v docker

du命令

du命令用来统计指定目录的大小。

命令：

# 统计某个目录大小
du -sh ~

# 统计目录下各个子目录和文件的大小
du -h ~

# 统计目录下各个子目录和文件的大小，并显示合计大小
du -ch ~

# 只统计下一级目录大小
du -h --max-depth 1

# 只统计下一级目录大小，单位为MB，从大到小排序
du -m --max-depth 1 | sort -rn

# 只统计下一级目录大小，单位为MB，从大到小排序，返回最大的10个文件（目录）
du -m --max-depth 1 | sort -rn | head -11