vmstat输出字段解读

Posted on Views:

1.proc下r/b字段含义解读

3fe06d8e2da8060c65f3373d887da622.png

在 vmstat 命令中，r 和 b 是两个重要的参数，它们反映了系统的运行状态和资源使用情况。以下是它们的含义：

  • r（run queue）：表示运行队列中等待执行的进程数。这个值显示了当前有多少进程正在等待 CPU 资源来运行。如果 r 的值持续高于 CPU 的核心数，说明系统可能存在 CPU 资源瓶颈，任务调度压力较大。

  • b（blocked processes）：表示处于不可中断睡眠状态（blocked）的进程数。这些进程通常在等待 I/O 操作（如磁盘读写）完成。如果 b 的值较高，说明系统可能存在 I/O 瓶颈，进程被阻塞在等待外部资源上。

1.字段解释

运行 vmstat 时，输出可能如下：

vmstat -w   # 宽显示
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 2  1    0   1024   2048  4096    0    0    10    20  100  200 10  5 80  5  0
  • r = 2：有 2 个进程在运行队列中等待 CPU。
  • b = 1：有 1 个进程因等待 I/O 而被阻塞。

2.总结

  • r 高：关注 CPU 是否够用，可能需要优化任务调度或增加计算资源。
  • b 高：检查 I/O 性能（如磁盘、网络），可能需要优化存储或减少 I/O 密集型任务。

2.swap/io下字段si/so bi/bo

在 vmstat 命令的输出中，si、so、bi 和 bo 是与系统内存和 I/O 相关的字段。

24c7faf15669c5431216eec7fc71a113.png

字段解释

  1. si (Swap In)

    • 含义: 从交换分区（swap）换入内存的数据量，单位通常是每秒千字节（KB/s）。
    • 意义: 表示系统因内存不足而从磁盘读取之前换出的页面。
    • 正常情况: 如果 si 接近 0，说明几乎没有使用交换分区，内存充足；如果持续较高，可能是内存不足的信号。

  2. so (Swap Out)

    • 含义: 从内存换出到交换分区的数据量，单位是每秒千字节（KB/s）。
    • 意义: 表示系统将内存中的页面写入交换分区以释放空间。
    • 正常情况: so 为 0 或很低时，说明内存使用正常；高值可能表明内存压力大。

  3. bi (Blocks In)

    • 含义: 从块设备（如硬盘）读取到内存的块数，单位是每秒块数。
    • 意义: 反映从磁盘读取数据的活动，例如加载文件、程序或缓存数据。
    • 正常情况: 值取决于系统负载，频繁读取（如数据库查询）会导致 bi 升高。

  4. bo (Blocks Out)

    • 含义: 从内存写入块设备的块数，单位是每秒块数。
    • 意义: 表示写操作，如保存文件或将内存缓存同步到磁盘。
    • 正常情况: 高 bo 值可能出现在写密集型任务（如日志记录）中。

1.运行 vmstat

基本命令：

1
vmstat [延迟秒数] [采样次数]

示例：

1
vmstat 1 10
  • 每 1 秒采样一次，共采样 10 次，输出包括 si、so、bi、bo 等字段。

输出示例：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0  1024  524288 131072 1048576   0    0    12    25  100  200  5  2 90  3  0
  • si 和 so 在 swap 列下。
  • bi 和 bo 在 io 列下。

2.使用场景

  • 内存压力分析

    • 检查 si 和 so 是否持续大于 0。如果是，说明系统频繁使用交换分区，可能需要增加物理内存或优化应用程序内存使用。
    • 示例：si=50, so=30 表示每秒有 50KB 换入、30KB 换出，内存可能不足。

  • I/O 性能监控

    • 通过 bi 和 bo 判断磁盘读写负载。如果 bi 很高，可能是读取密集型任务（如大数据处理）；如果 bo 很高，可能是写密集型任务（如日志写入）。
    • 示例：bi=1000, bo=500 表示每秒从磁盘读 1000 块、写 500 块，I/O 活动频繁。

  • 结合其他字段

    • 与 wa（CPU 等待 I/O 的时间百分比）结合：如果 wa 高且 bi/bo 高，说明磁盘 I/O 是瓶颈。
    • 与 swpd（已使用的交换分区大小）结合：如果 swpd 增加且 si/so 非零，内存使用已超出物理限制。

3. 实际应用

  • 诊断系统缓慢
    • 运行 vmstat 1 观察实时数据。如果 si/so 高，检查内存使用（free -m）；如果 bi/bo 高，检查磁盘活动（iostat）。
  • 性能调优
    • 根据 bi/bo 调整缓存策略（如增大 buff 和 cache）。
    • 根据 si/so 决定是否禁用交换分区（swapoff -a）或增加 RAM。

4.小贴士

  • 单位转换: bi/bo 的块大小通常是 512 字节或 1KB（取决于系统），可通过 vmstat -w 查看宽格式确认。
  • 长期监控: 使用 vmstat 5 > output.txt 记录数据，后续分析趋势。

3.system/cpu字段解释

在 vmstat 命令的输出中，system 和 cpu 部分提供了与系统中断、上下文切换以及 CPU 使用情况相关的信息。

ce08b061d3492bcd6f59a835ec618968.png

System 字段解释

system 部分包括以下两个字段：

  1. in (Interrupts)

    • 含义: 每秒发生的中断次数。
    • 意义: 中断是由硬件（如网卡、磁盘）或定时器触发的，用于通知 CPU 处理某些事件。
    • 正常情况: 值的高低取决于系统负载和硬件活动。频繁的 I/O 操作（如网络或磁盘活动）会导致 in 增加。

  2. cs (Context Switches)

    • 含义: 每秒发生的上下文切换次数。
    • 意义: 上下文切换是 CPU 从一个进程或线程切换到另一个的过程，通常与多任务处理相关。
    • 正常情况: 值高说明系统正在处理大量任务切换，可能是多线程应用或进程竞争 CPU 的结果。

CPU 字段解释

cpu 部分包括以下五个字段，表示 CPU 时间的使用百分比（总和为 100%）：

  1. us (User Time)

    • 含义: CPU 在用户态运行非内核代码的时间百分比。
    • 意义: 反映用户应用程序（如 Web 服务器、数据库）的 CPU 使用情况。
    • 正常情况: 高 us 表示用户程序占用较多 CPU，常见于计算密集型任务。

  2. sy (System Time)

    • 含义: CPU 在内核态运行的时间百分比。
    • 意义: 表示系统内核处理（如 I/O、网络、调度）的开销。
    • 正常情况: 高 sy 可能说明系统调用频繁或 I/O 操作较多。

  3. id (Idle Time)

    • 含义: CPU 空闲的时间百分比。
    • 意义: 表示 CPU 未被使用的比例。
    • 正常情况: 高 id 表示系统负载低；低 id（接近 0）说明 CPU 繁忙。

  4. wa (I/O Wait Time)

    • 含义: CPU 等待 I/O 操作完成的时间百分比。
    • 意义: 反映 CPU 因为等待磁盘或网络 I/O 而空闲的时间。
    • 正常情况: 高 wa 表示 I/O 瓶颈，需检查磁盘或网络性能。

  5. st (Steal Time)

    • 含义: 在虚拟化环境中，虚拟 CPU 被其他虚拟机“抢占”的时间百分比。
    • 意义: 表示虚拟机未获得预期 CPU 资源的情况。
    • 正常情况: 在物理机上通常为 0；在虚拟机上若 st 高，说明宿主机超载。

用法

vmstat 的 system 和 cpu 字段可用于监控系统性能和诊断问题。以下是具体用法和场景：

1. 运行 vmstat

基本命令：

1
vmstat [延迟秒数] [采样次数]

示例：

1
vmstat 1 5

输出示例：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0  1024  524288 131072 1048576   0    0    12    25  150  300 10  5 80  5  0
  • in 和 cs 在 system 列下。
  • us、sy、id、wa、st 在 cpu 列下。

2. 使用场景

  • CPU 使用分析

    • 检查 us 和 sy：如果 us 高，可能是应用程序负载重（如编译代码）；如果 sy 高，可能是系统调用或 I/O 开销大。
    • 示例：us=50, sy=20, id=30 表示用户程序占 50%，内核占 20%，空闲 30%。

  • I/O 瓶颈检测

    • 查看 wa：若 wa 高（如 20%以上），结合 bi/bo（I/O 字段）检查磁盘活动。
    • 示例：wa=25, bi=1000 表示 CPU 25% 时间在等待 I/O，可能是磁盘读取慢。

  • 虚拟化性能监控

    • 检查 st：若 st 非零且较高（如 10%），说明虚拟机未获得足够 CPU 资源，需联系宿主机管理员或调整资源分配。

  • 系统调度效率

    • 观察 cs：高上下文切换（如 cs=1000）可能表明任务过多或线程竞争激烈，可用 top 或 pidstat 进一步定位。
    • 检查 in：高中断（如 in=500）可能与网络或磁盘活动相关，可用 sar 或 iostat 分析。

3. 实际应用

  • 诊断高负载
    • 运行 vmstat 1 观察实时数据。如果 id 低、us 或 sy 高，说明 CPU 被占满；若 wa 高，检查 I/O。
  • 优化系统
    • 高 cs：减少进程数或优化多线程程序。
    • 高 sy：减少系统调用（如调整文件缓存策略）。
    • 高 st：迁移到负载较低的宿主机。

4. 结合其他工具

  • top: 查看具体进程的 CPU 使用，与 us 和 sy 对应。
  • iostat: 分析磁盘 I/O，与 wa 和 bi/bo 结合。
  • sar: 提供历史数据，验证 in 和 cs 的趋势。

5.小贴士

  • 多核 CPU: vmstat 显示的是所有 CPU 的平均值，若需单核数据，可用 mpstat。
  • 长期监控: 用 vmstat 5 > log.txt 记录数据，分析负载变化。