练习 28：性能：获取性能情况，uptime，free，top
原文：Exercise 28. Performance: getting performance stats, uptime, free, top
译者：飞龙
自豪地采用谷歌翻译
这个练习很简单。首先，我们需要什么样的性能数据？
CPU 使用情况：
它的负载如何？
哪些进程正在使用它？
内存使用情况：
使用了多少内存？
多少内存是空闲的？
多少内存用于缓存？
哪些进程消耗了它？
磁盘使用情况：
执行多少输入/输出操作？
由哪个进程？
网络使用情况：
传输了多少数据？
由哪个进程？
进程情况：
有多少进程？
他们在做什么 工作，还是等待什么？
如果在等待什么，它是什么呢？CPU，磁盘，网络？
为了获取这些情况，我们可以使用以下工具：
uptime- 系统运行了多长时间。free- 显示系统中可用和使用的内存量。vmstat- 进程，内存，分页，块 IO，陷阱，磁盘和 cpu 活动的信息。top- 实时显示 Linux 任务。
我们来看看这个程序及其输出。
uptime的输出：
字段和描述：
（1）
当前时间。
（2）
正常运行时间（启动后的时间）。
（3）
目前有多少用户登录。
（4）
过去 1 分钟的 CPU 负载。这不是规范化的，所以负载均值为 1 意味着单个 CPU 的满负载，但是在 4 个 CPU 的系统上，这意味着它有 75% 空闲时间。
（5）
过去 5 分钟的 CPU 负载。
（6）
过去 15 分钟的 CPU 负载。
free的输出：
字段和描述：
（1）
物理内存总量。
（2）
使用的物理内存总量。
（3）
空闲的物理内存总量。
（4）
共享内存列应该被忽略；它已经过时了。
（5）
专用于缓存磁盘块的 RAM 和文件系统元数据总量。
（6）
专用于从文件读取的页面的 RAM 总量。
（7）
物理内存总量，不包括缓冲区和缓存，（2）-（5）-（6）
（8）
空闲的物理内存总量，包括空闲的缓冲区和缓存，（1）-（7）
（9）
交换文件使用信息。
（10）
总内存使用信息，包括交换内存
vmstat输出：
字段和描述：
虚拟内存
进程
（1）
r：等待运行的进程数。
（2）
b：不间断睡眠中的进程数。
内存
（3）
swpd：使用的虚拟内存量。
（4）
free：空闲内存量。
（5）
buff：用作缓冲区的内存量。
（6）
cache：用作缓存的内存量。
（17）
inact：非活动内存量。
（18）
active：活动内存量。
交换
（7）
si：从磁盘换入的内存量（/秒）。
（8）
so：换出到磁盘的内存量（/秒）。
I/O
（9）
bi：从设备接收的块（块/秒）。
（10）
bo：发送到设备的块（块/秒）。
系统
（11）
in：每秒中断的次数，包括时钟。
（12）
cs：每秒上下文切换的数量。
CPU
（13）
us：运行非内核代码的时间。（用户时间，包括优先的时间）
（14）
sy：运行内核代码的时间。（系统时间）
（15）
id：闲置时间。在 Linux 2.5.41 之前，这包括 IO 等待时间。
（16）
wa：IO 等待时间。在 Linux 2.5.41 之前，包含在闲置时间中。
磁盘，-d
设备
（19）
设备名称
读
（20）
total：成功完成的总读取数
（21）
merge：分组的读取数（生成一个 I/O）
（22）
sectors：成功读取的分区
（23）
ms：用于读取的毫秒
写
（24）
total：成功完成的总写入数
（25）
merge：分组的写入数（生成一个 I/O）
（26）
sectors：成功写入的分区
（27）
ms：用于写入的毫秒
I/O
（28）
cur：正在进行中的 I/O
（29）
s：用于 I/O 的秒数
Slab，-m
Slab
（30）
缓存：缓存名称
（31）
num：当前活动对象的数量
（32）
total：可用对象的总数
（33）
size：每个对象的大小
（34）
page：具有至少一个活动对象的页数
top的输出：
字段和输出：
正常运行时间
（1）
当前时间。
（2）
正常运行时间（启动后的时间）。
（3）
目前有多少用户登录。
（4）
过去 1，5 和 15 分钟内的 CPU 负载。这不是规范化的，所以负载均值为 1 意味着单个 CPU 的满负载，但是在 4 个 CPU 的系统上，这意味着它有 75% 空闲时间。
任务
（5）
运行进程总数。
（6）
当前正在执行的进程数。
（7）
当前正在睡眠的进程数。
（8）
被停止的进程数（例如使用CTRL + Z）。
（9）
已经停止（“僵尸”）的进程数量，已终止，但未由其父进程回收。
CPU（S）
（10）
CPU 运行不优先的用户进程的时间。
（11）
CPU 运行内核及其进程的时间。
（12）
CPU 运行优先的用户进程的时间。
（13）
CPU 花费的空闲时间。
（14）
CPU 等待 I/O 完成的时间。
（15）
CPU 维护硬件中断的时间。
（16）
CPU 维护软件中断的时间。
（17）
由管理程序从这个虚拟机“偷走”的 CPU 总量，用于其他任务（例如启动另一个虚拟机）。
内存/交换
（18）
物理内存总量。
（19）
使用的物理内存总量。
（20）
完全空闲的物理内存。
（21）
专用于缓存磁盘块的 RAM 和文件系统元数据总量。
（22,23,24）
总，使用和空闲交换内存。
（25）
专用于从文件读取的页面的 RAM 总量。
进程
（26）
任务的唯一进程 ID，它定期地包装，尽管从未重新启动。
（27）
任务所有者的有效用户名。
（28）
任务的优先级。
（29）
任务的优先值。负的优先值表示更高的优先级，而正的优先值表示较低的优先级。在这个字段中的零只是代表在确定任务的调度时不会调整优先级。
（30）
任务使用的虚拟内存总量。它包括所有代码，数据和共享库，以及已经被替换的页面。以及已被映射但未被使用的页面。
（31）
任务已使用的未交换的物理内存。
（32）
任务使用的共享内存量。它只是反映可能与其他进程共享的内存。
（33）
任务的状态可以是以下之一：D=不间断睡眠，R=运行，S=睡眠，T=跟踪或停止，Z=僵尸。
（34）
自上次屏幕更新以来，所经过的 CPU 时间的任务份额，以 CPU 时间总数的百分比表示。
（35）
任务当前使用的可用物理内存的份额。
（36）
CPU 时间，单位是百分之一秒，与TIME相同，但通过百分之一秒反映更大的粒度。
（37）
命令 - 命令行或程序名称
你可能会看到很多字段。许多字段都存在于多个工具中，这些工具有些冗余的功能。通常情况下，你只需要这个字段的一小部分，但你需要知道，系统性能的许多信息（实际上还有更多）可用于你，因为有时候会出现一个模糊的问题，并且为了能够解决它，需要知道如何读取这些数据。
现在，你将学习如何使用系统性能工具。
这样做
你会看到什么
解释
打印当前的正常运行时间。
打印出可用内存信息。
这个很有趣，最好认为是一种实验。首先，我们在后台启动
( sleep 5 && dd if=/dev/urandom of=/dev/null bs=1M count=30 && sleep 5 && killall vmstat )&，之后我们 以连续模式启动vmstat，所以它将打印出其信息直到中断。我们可以看到，在这个命令启动 5 秒钟后，CPU 负载显着增加了一段时间，然后减少，另外 5 秒钟后vmstat被杀死。打印当前的正常运行时间。注意负载平均值的变化。
这是另一个实验，几乎和以前一样，但这次用磁盘写入。
删除所有缓存和缓冲区。
另一个实验。我们想看看读取系统中的所有文件和目录名称，会如何影响内存中的文件系统缓存，并且我们可以看到它被缓存在缓冲区中，这是有理论根据的。
再次删除所有缓存和缓冲区。
这次我们想看看，文件读取如何影响内存中的文件系统缓存。我们可以看到读取的文件被缓存在缓存部分，来增加后续访问的时间。
附加题
为什么在我们的第一个实验中，不是
user，而是systemCPU 使用率上升到 100？这是什么意思？
dd if=/dev/zero of=test.img bs=32 count=$( (32*1024*200) )。启动
top，并按下h。现在尝试按照 CPU，内存和 PID 对其输出进行排序。
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