Linux中如何使用vmstat命令丨Linux中使用vmstat命令解決方法

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 　 Linux下vmstat 命令可用於報告虛擬內存的統計信息，除此之外，vmstat 命令還有很多用法，下面GuideAH的小編將給大傢做個vmstat 命令的詳細介紹，以便你有個瞭解。

 

Linux中使用vmstat命令解決方法

 

　　它是對系統的整體情況進行統計，不足之處是無法對某個進程進行深入分析。vmstat 工具提供瞭一種低開銷的系統性能觀察方式。因為 vmstat 本身就是低開銷工具，在非常高負荷的服務器上，你需要查看並監控系統的健康情況，在控制窗口還是能夠使用vmstat 輸出結果。在學習vmstat命令前，我們先瞭解一下Linux系統中關於物理內存和虛擬內存相關信息。

　　物理內存和虛擬內存區別：

　　我們知道，直接從物理內存讀寫數據要比從硬盤讀寫數據要快的多，因此，我們希望所有數據的讀取和寫入都在內存完成，而內存是有限的，這樣就引出瞭物理內存與虛擬內存的概念。

　　物理內存就是系統硬件提供的內存大小，是真正的內存，相對於物理內存，在linux下還有一個虛擬內存的概念，虛擬內存就是為瞭滿足物理內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存，用作虛擬內存的磁盤空間被稱為交換空間（Swap Space）。

　　作為物理內存的擴展，linux會在物理內存不足時，使用交換分區的虛擬內存，更詳細的說，就是內核會將暫時不用的內存塊信息寫到交換空間，這樣以來，物理內存得到瞭釋放，這塊內存就可以用於其它目的，當需要用到原始的內容時，這些信息會被重新從交換空間讀入物理內存。

　　linux的內存管理采取的是分頁存取機制，為瞭保證物理內存能得到充分的利用，內核會在適當的時候將物理內存中不經常使用的數據塊自動交換到虛擬內存中，而將經常使用的信息保留到物理內存。

　　要深入瞭解linux內存運行機制，需要知道下面提到的幾個方面：

　　首先，Linux系統會不時的進行頁面交換操作，以保持盡可能多的空閑物理內存，即使並沒有什麼事情需要內存，Linux也會交換出暫時不用的內存頁面。這可以避免等待交換所需的時間。

　　其次，linux進行頁面交換是有條件的，不是所有頁面在不用時都交換到虛擬內存，linux內核根據”最近最經常使用“算法，僅僅將一些不經常使用的頁面文件交換到虛擬內存，有時我們會看到這麼一個現象：linux物理內存還有很多，但是交換空間也使用瞭很多。其實，這並不奇怪，例如，一個占用很大內存的進程運行時，需要耗費很多內存資源，此時就會有一些不常用頁面文件被交換到虛擬內存中，但後來這個占用很多內存資源的進程結束並釋放瞭很多內存時，剛才被交換出去的頁面文件並不會自動的交換進物理內存，除非有這個必要，那麼此刻系統物理內存就會空閑很多，同時交換空間也在被使用，就出現瞭剛才所說的現象瞭。關於這點，不用擔心什麼，隻要知道是怎麼一回事就可以瞭。

　　最後，交換空間的頁面在使用時會首先被交換到物理內存，如果此時沒有足夠的物理內存來容納這些頁面，它們又會被馬上交換出去，如此以來，虛擬內存中可能沒有足夠空間來存儲這些交換頁面，最終會導致linux出現假死機、服務異常等問題，linux雖然可以在一段時間內自行恢復，但是恢復後的系統已經基本不可用瞭。

　　因此，合理規劃和設計linux內存的使用，是非常重要的。

　　虛擬內存原理：

　　在系統中運行的每個進程都需要使用到內存，但不是每個進程都需要每時每刻使用系統分配的內存空間。當系統運行所需內存超過實際的物理內存，內核會釋放某些進程所占用但未使用的部分或所有物理內存，將這部分資料存儲在磁盤上直到進程下一次調用，並將釋放出的內存提供給有需要的進程使用。

　　在Linux內存管理中，主要是通過“調頁Paging”和“交換Swapping”來完成上述的內存調度。調頁算法是將內存中最近不常使用的頁面換到磁盤上，把活動頁面保留在內存中供進程使用。交換技術是將整個進程，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）從磁盤重新回到內存的過程被稱作Page-In。當內核需要一個分頁時，但發現此分頁不在物理內存中（因為已經被Page-Out瞭），此時就發生瞭分頁錯誤（Page Fault）。

　　當系統內核發現可運行內存變少時，就會通過Page-Out來釋放一部分物理內存。經管Page-Out不是經常發生，但是如果Page-out頻繁不斷的發生，直到當內核管理分頁的時間超過運行程式的時間時，系統效能會急劇下降。這時的系統已經運行非常慢或進入暫停狀態，這種狀態亦被稱作thrashing（顛簸）

　　1．命令格式：

　　代碼如下：

　　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：

　　用來顯示虛擬內存的信息

　　3．命令參數：

　　-a：顯示活躍和非活躍內存

　　-f：顯示從系統啟動至今的fork數量 。

　　-m：顯示slabinfo

　　-n：隻在開始時顯示一次各字段名稱。

　　-s：顯示內存相關統計信息及多種系統活動數量。

　　delay：刷新時間間隔。如果不指定，隻顯示一條結果。

　　count：刷新次數。如果不指定刷新次數，但指定瞭刷新時間間隔，這時刷新次數為無窮。

　　-d：顯示磁盤相關統計信息。

　　-p：顯示指定磁盤分區統計信息

　　-S：使用指定單位顯示。參數有 k 、K 、m 、M ，分別代表1000、1024、1000000、1048576字節（byte）。默認單位為K（1024 bytes）

　　-V：顯示vmstat版本信息。

　　4．使用實例：

　　實例1：顯示虛擬內存使用情況

　　命令：vmstat

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# vmstat 5 6

　　procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —–cpu——

　　r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

　　0 0 0 3029876 199616 690980 0 0 0 2 3 2 0 0 100 0 0

　　0 0 0 3029752 199616 690980 0 0 0 41 1009 39 0 0 100 0 0

　　0 0 0 3029752 199616 690980 0 0 0 3 1004 36 0 0 100 0 0

　　0 0 0 3029752 199616 690980 0 0 0 4 1004 36 0 0 100 0 0

　　0 0 0 3029752 199616 690980 0 0 0 6 1003 33 0 0 100 0 0

　　0 0 0 3029752 199616 690980 0 0 0 5 1003 33 0 0 100 0 0

　　vmstat命令輸出信息詳細說明：

　　字段說明：

　　Procs（進程）：

　　r： 運行隊列中進程數量

　　b： 等待IO的進程數量

　　Memory（內存）：

　　swpd： 使用虛擬內存大小

　　free： 可用內存大小

　　buff： 用作緩沖的內存大小

　　cache： 用作緩存的內存大小

　　Swap：

　　si： 每秒從交換區寫到內存的大小

　　so： 每秒寫入交換區的內存大小

　　IO：（現在的Linux版本塊的大小為1024bytes）

　　bi： 每秒讀取的塊數

　　bo： 每秒寫入的塊數

　　系統：

　　in： 每秒中斷數，包括時鐘中斷。

　　cs： 每秒上下文切換數。

　　CPU（以百分比表示）：

　　us： 用戶進程執行時間（user time）

　　sy： 系統進程執行時間（system time）

　　id： 空閑時間（包括IO等待時間），中央處理器的空閑時間 。以百分比表示。

　　wa： 等待IO時間

　　備註： 如果 r經常大於 4 ，且id經常少於40，表示cpu的負荷很重。如果pi，po 長期不等於0，表示內存不足。如果disk 經常不等於0， 且在 b中的隊列 大於3， 表示 io性能不好。Linux在具有高穩定性、可靠性的同時，具有很好的可伸縮性和擴展性，能夠針對不同的應用和硬件環境調整，優化出滿足當前應用需要的最佳性能。因此企業在維護Linux系統、進行系統調優時，瞭解系統性能分析工具是至關重要的。

　　命令：vmstat 5 5

　　表示在5秒時間內進行5次采樣。將得到一個數據匯總他能夠反映真正的系統情況。

實例2：顯示活躍和非活躍內存

　　命令：vmstat -a 2 5

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# vmstat -a 2 5

　　procs ———–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

　　［[email protected] ~］#

　　說明：

　　使用-a選項顯示活躍和非活躍內存時，所顯示的內容除增加inact和active外，其他顯示內容與例子1相同。

　　字段說明：

　　Memory（內存）：

　　inact： 非活躍內存大小（當使用-a選項時顯示）

　　active： 活躍的內存大小（當使用-a選項時顯示）

　　實例3：查看系統已經fork瞭多少次

　　命令：vmstat -f

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# vmstat -f

　　12744849 forks

　　［[email protected] ~］#

　　說明：

　　這個數據是從/proc/stat中的processes字段裡取得的

　　實例4：查看內存使用的詳細信息

　　命令：vmstat -s

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# 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於/proc/meminfo，/proc/stat和/proc/vmstat。

　　實例5：查看磁盤的讀/寫

　　命令：vmstat -d

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# vmstat -d

　　disk- ————reads———— ————writes———– —–IO——

　　total merged sectors ms total merged sectors ms cur sec

　　ram0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　ram15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　sda 33381 6455 615407 63224 2068111 1495416 28508288 15990289 0 10491

　　hdc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　fd0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　md0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

　　［[email protected] ~］#

　　說明：

　　這些信息主要來自於/proc/diskstats.

　　merged：表示一次來自於合並的寫/讀請求，一般系統會把多個連接/鄰近的讀/寫請求合並到一起來操作。

實例6：查看/dev/sda1磁盤的讀/寫

　　命令：vmstat -p /dev/sda1

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# df

　　文件系統 1K-塊 已用 可用 已用% 掛載點

　　/dev/sda3 1119336548 27642068 1034835500 3% /tmpfs 32978376 0 32978376 0% /dev/shm

　　/dev/sda1 1032088 59604 920056 7% /boot

　　［[email protected] ~］# vmstat -p /dev/sda1

　　sda1 reads read sectors writes requested writes

　　18607 4249978 6 48［[email protected] ~］# vmstat -p /dev/sda3

　　sda3 reads read sectors writes requested writes

　　429350 35176268 28998789 980301488［[email protected] ~］#

　　說明：

　　這些信息主要來自於/proc/diskstats。

　　reads：來自於這個分區的讀的次數。

　　read sectors：來自於這個分區的讀扇區的次數。

　　writes：來自於這個分區的寫的次數。

　　requested writes：來自於這個分區的寫請求次數。

　　實例7：查看系統的slab信息

　　命令：vmstat -m

　　輸出：

　　代碼如下：

　　［[email protected] ~］# vmstat -m

　　Cache Num Total Size Pages

　　ip_conntrack_expect 0 0 136 28

　　ip_conntrack 3 13 304 13

　　ip_fib_alias 11 59 64 59

　　ip_fib_hash 11 59 64 59

　　AF_VMCI 0 0 960 4

　　bio_map_info 100 105 1064 7

　　dm_mpath 0 0 1064 7

　　jbd_4k 0 0 4096 1

　　dm_uevent 0 0 2608 3

　　dm_tio 0 0 24 144

　　dm_io 0 0 48 77

　　scsi_cmd_cache 10 10 384 10

　　sgpool-128 32 32 4096 1

　　sgpool-64 32 32 2048 2

　　sgpool-32 32 32 1024 4

　　sgpool-16 32 32 512 8

　　sgpool-8 45 45 256 15

　　scsi_io_context 0 0 112 34

　　ext3_inode_cache 51080 51105 760 5

　　ext3_xattr 36 88 88 44

　　journal_handle 18 144 24 144

　　journal_head 56 80 96 40

　　revoke_table 4 202 16 202

　　revoke_record 0 0 32 112

　　uhci_urb_priv 0 0 56 67

　　UNIX 13 33 704 11

　　flow_cache 0 0 128 30

　　msi_cache 33 59 64 59

　　cfq_ioc_pool 14 90 128 30

　　cfq_pool 12 90 216 18

　　crq_pool 16 96 80 48

　　deadline_drq 0 0 80 48

　　as_arq 0 0 96 40

　mqueue_inode_cache 1 4 896 4

　　isofs_inode_cache 0 0 608 6

　　hugetlbfs_inode_cache 1 7 576 7

　　Cache Num Total Size Pages

　　ext2_inode_cache 0 0 720 5

　　ext2_xattr 0 0 88 44

　　dnotify_cache 0 0 40 92

　　dquot 0 0 256 15

　　eventpoll_pwq 3 53 72 53

　　eventpoll_epi 3 20 192 20

　　inotify_event_cache 0 0 40 92

　　inotify_watch_cache 1 53 72 53

　　kioctx 0 0 320 12

　　kiocb 0 0 256 15

　　fasync_cache 0 0 24 144

　　shmem_inode_cache 254 290 768 5

　　posix_timers_cache 0 0 128 30

　　uid_cache 0 0 128 30

　　ip_mrt_cache 0 0 128 30

　　tcp_bind_bucket 3 112 32 112

　　inet_peer_cache 0 0 128 30

　　secpath_cache 0 0 64 59

　　xfrm_dst_cache 0 0 384 10

　　ip_dst_cache 5 10 384 10

　　arp_cache 1 15 256 15

　　RAW 3 5 768 5

　　UDP 5 10 768 5

　　tw_sock_TCP 0 0 192 20

　　request_sock_TCP 0 0 128 30

　　TCP 4 5 1600 5

　　blkdev_ioc 14 118 64 59

　　blkdev_queue 20 30 1576 5

　　blkdev_requests 13 42 272 14

　　biovec-256 7 7 4096 1

　　biovec-128 7 8 2048 2

　　biovec-64 7 8 1024 4

　　biovec-16 7 15 256 15

　　biovec-4 7 59 64 59

　　biovec-1 23 202 16 202

　　bio 270 270 128 30

　　utrace_engine_cache 0 0 64 59

　　Cache Num Total Size Pages

　　utrace_cache 0 0 64 59

　　sock_inode_cache 33 48 640 6

　　skbuff_fclone_cache 7 7 512 7

　　skbuff_head_cache 319 390 256 15

　　file_lock_cache 1 22 176 22

　　Acpi-Operand 4136 4248 64 59

　　Acpi-ParseExt 0 0 64 59

　　Acpi-Parse 0 0 40 92

　　Acpi-State 0 0 80 48

　　Acpi-Namespace 2871 2912 32 112

　　delayacct_cache 81 295 64 59

　　taskstats_cache 4 53 72 53

　　proc_inode_cache 1427 1440 592 6

　　sigqueue 0 0 160 24

　　radix_tree_node 13166 13188 536 7

　　bdev_cache 23 24 832 4

　　sysfs_dir_cache 5370 5412 88 44

　　mnt_cache 26 30 256 15

　　inode_cache 2009 2009 560 7

　　dentry_cache 60952 61020 216 18

　　filp 479 1305 256 15

　　names_cache 3 3 4096 1

　　avc_node 14 53 72 53

　　selinux_inode_security 994 1200 80 48

　　key_jar 2 20 192 20

　　idr_layer_cache 74 77 528 7

　　buffer_head 164045 164800 96 40

　　mm_struct 51 56 896 4

　　vm_area_struct 1142 1958 176 22

　　fs_cache 35 177 64 59

　　files_cache 36 55 768 5

　　signal_cache 72 162 832 9

　　sighand_cache 68 84 2112 3

　　task_struct 76 80 1888 2

　　anon_vma 458 864 24 144

　　pid 83 295 64 59

　　shared_policy_node 0 0 48 77

　　Cache Num Total Size Pages

　　numa_policy 37 144 24 144

　　size-131072（DMA） 0 0 131072 1

　　size-131072 0 0 131072 1

　　size-65536（DMA） 0 0 65536 1

　　size-65536 1 1 65536 1

　　size-32768（DMA） 0 0 32768 1

　　size-32768 2 2 32768 1

　　size-16384（DMA） 0 0 16384 1

　　size-16384 5 5 16384 1

　　size-8192（DMA） 0 0 8192 1

　　size-8192 7 7 8192 1

　　size-4096（DMA） 0 0 4096 1

　　size-4096 110 111 4096 1

　　size-2048（DMA） 0 0 2048 2

　　size-2048 602 602 2048 2

　　size-1024（DMA） 0 0 1024 4

　　size-1024 344 352 1024 4

　　size-512（DMA） 0 0 512 8

　　size-512 433 480 512 8

　　size-256（DMA） 0 0 256 15

　　size-256 1139 1155 256 15

　　size-128（DMA） 0 0 128 30

　　size-64（DMA） 0 0 64 59

　　size-64 5639 5782 64 59

　　size-32（DMA） 0 0 32 112

　　size-128 801 930 128 30

　　size-32 3005 3024 32 112

　　kmem_cache 137 137 2688 1

　　這組信息來自於/proc/slabinfo。

　　slab：由於內核會有許多小對象，這些對象構造銷毀十分頻繁，比如i-node，dentry，這些對象如果每次構建的時候就向內存要一個頁（4kb），而其實隻有幾個字節，這樣就會非常浪費，為瞭解決這個問題，就引入瞭一種新的機制來處理在同一個頁框中如何分配小存儲區，而slab可以對小對象進行分配，這樣就不用為每一個對象分配頁框，從而節省瞭空間，內核對一些小對象創建析構很頻繁，slab對這些小對象進行緩沖，可以重復利用，減少內存分配次數。

　　上面就是Linux下vmstat命令的用法介紹瞭，本文通過7個實例的講解給大傢介紹瞭vmstat命令的使用方法，使用vmstat 命令可查看磁盤的讀寫速度，系統的slab信息等，想瞭解更多內容可以對GuideAH進行關註!

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