Linux性能监控及常用命令简介

作为DBA，具备一定的Linux服务器性能监控知识也是很有必要的。有时在服务器性能瓶颈导致Oracle数据库性能问题，也就是说在Oracle视角来看几乎没有什么等待或alert log里的错误跟踪，但系统还是缓慢或用户反馈系统响应时间相对平时的正常状态还是明显的差异，这时我们不放尝试如下方法来观察操作系统问题。

Linux服务器性能监控是管理员很重要的工作，服务器运行应该提供最优化的网络性能。在性能突然低于平均的情况，问题可能来自于正在执行的进程、内存使用率、磁盘性能、网络流量和CPU负载等情况。因此，理解和优化系统性能是很重要的工作。工作的过程是先检查整个系统的状态，然后检查特定的子系统。

Linux服务器整体性能监控：
CPU监控
进程监控
内存监控
网络监控
i/o监控
 
性能监控的方法：
1、/proc
Linux系统为管理员提供了非常好的方法，使其可以在系统运行时候，在线修改内核参数，而不需要重新引导，这就是通过/proc虚拟文件系统实现的。/proc虚拟文件系统是一种内核和内核模块之间用来向进程发送消息的机制。该文件系统允许与内核数据结构进行交互，获得有关内核和进程的交互信息。与其他文件系统不同，/proc存在于内存中而不是磁盘中。
/proc文件系统文件及目录与的定义：
 
目录名称  目录内容
apm  高级电源管理信息
cmdline  内核命令行
Cpuinfo  关于Cpu信息
Devices  可以用到的设备（块设备/字符设备）
Dma  使用的DMA通道
Filesystems  支持的文件系统
Interrupts 中断的使用
Ioports I/O端口的使用
Kcore  内核核心印象
Kmsg  内核消息
Ksyms  内核符号表
Loadavg  负载均衡
Locks  内核锁
Meminfo  内存信息
Misc 杂项
Modules  加载模块列表
Mounts  加载的文件系统
Partitions  系统识别的分区表
Rtc  实时时钟
Slabinfo Slab池信息
Stat 全面统计状态表
Swaps  对换空间的利用情况
Version  内核版本
Uptime  系统正常运行时间
 
 
并不是所有这些目录在你的系统中都有，这取决于你的内核配置和装载的模块。另外，在 /proc下还有三个很重要的目录：net，scsi和sys。 Sys目录是可写的，可以通过它来访问或修改内核的参数（见下一部分），而net和scsi则依赖于内核配置。例如，如果系统不支持scsi，则scsi 目录不存在。
 
除了以上介绍的这些，还有的是一些以数字命名的目录，它们是进程目录。系统中当前运行的每一个进程都有对应的一个目录在/proc下，以进程的 PID号为目录名，它们是读取进程信息的接口。而self目录则是读取进程本身的信息接口，是一个link。Proc文件系统的名字就是由之而起。进程目录的结构如下：
cmdline 命令行参数
environ 环境变量值
fd 一个包含所有文件描述符的目录
Mem 进程的内存被利用情况
Stat 进程状态
Status 进程当前状态，以可读的方式显示出来
Cwd 当前工作目录的链接
Exe 指向该进程的执行命令文件
Maps 内存映象
Statm 进程内存状态信息
Root 链接此进程的root目录
 
用户如果要查看系统信息，可以用cat命令。例如：
# cat /proc/interrupts
 
要改变内核的参数，只要用echo参数重定向到文件中即可。但是必须很小心，因为可能会造成系统崩溃。最好是先找一台无关紧要的机子，调试成功后再应用到你的系统上。下面有一个例子：
# cat /proc/sys/fs/file-max
4096
# echo 8192 > /proc/sys/fs/file-max
# cat /proc/sys/fs/file-max
8192
如果你优化了参数，则可以把它们写成添加到文件rc.local中，使它在系统启动时自动完成修改。
 
 
Proc虚拟文件系统功能：
1.  进程信息：系统中任何一个进程，在对应的子目录中都有一个同名的进程ID，可以找到cmdline，mem，root，stat，statm，status。
2.  系统信息：如果需要了解整个熊信息，可以从/proc/stat文件中获得。其中包括cpu占用、磁盘空间、内存页、内存兑换、中断、开关、自举时间等。
3.  CPU信息：利用/proc/cpuinfo文件可以获得cpu当前准确的信息。
4.  负载信息：/proc/loadavg包含系统负载信息。
5.  内存信息：meminfo包含系统内存的详细信息。其中显示物理内存的数量，可用交换空间数量，闲置内存数量等。
 
监测系统负载
 
1、使用uptime命令
使用uptime命令可以查看系统负载，系统平均负载被定义为在特定的时间间隔内运行队列中的平均进程数目。如果一个进程在没有等待i/o操作的结果并主动进入等待状态，则其位于运行的队列中。
[root@kt-db2 proc]# uptime
 00:51:59 up 49 days, 17:33,  3 users,  load average: 7.04, 7.83, 9.44
上面显示最近1分钟内系统平均负载时7.04，最近5分钟平均负载是 7.83，最近15分钟平均负载是 9.44。
 
2、ps命令
linux系统提供了ps及top等工具查看系统进程信息的系统调用。结合这些系统调用可以清晰的了解进程运行状态，从而采取措施来确保linux系统的性能。他们是目前最常见的进程状态查看工具，随着linux发行版一起安装使用。下面是ps命令输出的例子

PID：进程ID
%CPU: CPU负载
%MEM：内存占用百分比
VSZ（Virtual  Memory  Size）：进程可占用的内存地址空间大小
RSS（Resident  Set  Size）：进程实际占用的内存地址空间大小
 
但要注意的是：RSS中包括了共享库占用的内存大小，如libc等，我们可以通过pmap命令看到进程调用各种库占用的内存大小：
pmap -d  pid 

 
其中r-x--部分属于代码段，在各个进程之间共享。rw---属于数据段，这才是这个进程真正使用的内存。
TTY：次终端号
STAT：进程状态
START：启动进程时间
TIME：进程消耗CPU时间
COMMAND：进程名
 
3、监测内存使用情况
使用free命令可以监控内存使用情况： 

 

以上数字单位为KB，其中32G内存总空间，30G交换空间，第三行显示物理内存。Free列显示没有使用的内存，shared显示共享内存，buffers显示缓存，默认情况下，使用k为单位，可以指定-m参数，使用M单位来进行统计。组合watch命令和free命令用来实时监控内存的使用情况：
#watch –n 1 –d free