练习 28：性能：获取性能情况，uptime，free，top

    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？
    • 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：

    free的输出：

    1. user1@vm1:~$ free -mt
    2. #            (1)         (2)        (3)         (4)        (5)        (6)
    3.              total       used       free     shared    buffers     cached
    4. Mem:           496        267        229          0         27        196
    5. #                         (7)        (8)
    6. -/+ buffers/cache:         43        453
    7. # 9
    8. Swap:          461          0        461
    9. # 10
    10. Total:         958        267        691

    vmstat输出：

    字段和描述：

    top的输出：

    1. #     (1)      (2)                (3)      (4)
    2. top - 03:22:44 up 4 days, 22:54,  1 user,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
    3. #        (5)         (6)         (7)            (8)          (9)
    4. Tasks:  63 total,   1 running,  62 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
    5. #        (10)     (11)     (12)    (13)      (14)     (15)     (16)     (17)
    6. Cpu(s):  0.0%us,  1.1%sy,  0.0%ni, 98.9%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
    7. #                (18)            (19)            (20)            (21)
    8. Mem:    508820k total,   273792k used,   235028k free,    27844k buffers
    9. #                (22)            (23)            (24)            (25)
    10. Swap:   473080k total,        0k used,   473080k free,   201252k cached
    12. #(26) (27)     (28)(29) (30) (31) (32,33) (34)(35)      (36) (37)
    13.   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
    14.     1 root      20   0  8356  804  676 S  0.0  0.2   0:05.99 init
    15.     2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 kthreadd
    16.     3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 migration/0
    17.     5 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 watchdog/0
    18.     6 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:03.25 events/0
    19.     7 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 cpuset
    20. <...>

    字段和输出：

    现在，你将学习如何使用系统性能工具。

    1. user1@vm1:~$ uptime
    2.  05:36:45 up 6 days,  1:08,  1 user,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
    3. user1@vm1:~$ free
    4.              total       used       free     shared    buffers     cached
    5. Mem:        508820     239992     268828          0        820     213720
    6. -/+ buffers/cache:      25452     483368
    7. Swap:       473080          0     473080
    8. user1@vm1:~$ vmstat
    9. procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
    10.  r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
    11.  0  0      0 268828    820 213720    0    0    21    10   14   11  0  0 100  0
    12. user1@vm1:~$ ( sleep 5 && dd if=/dev/urandom of=/dev/null bs=1M count=30 && sleep 5 && killall vmstat )& vmstat 1
    13. [1] 6078
    14. procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
    15.  r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
    16.  1  1      0 268556    828 213736    0    0    21    10   14   11  0  0 100  0
    17.  0  0      0 268556    828 213772    0    0    16     0   19   10  0  0 100  0
    18.  0  0      0 268556    828 213772    0    0     0     0   13    8  0  0 100  0
    19.  0  0      0 268556    828 213772    0    0     0     0   15   11  0  0 100  0
    20.  0  0      0 268556    828 213772    0    0     0     0   14   10  0  0 100  0
    21.  0  0      0 268556    828 213772    0    0     0     0   18   13  0  0 100  0
    22.  1  0      0 267316    836 213844    0    0    74     0  267   26  0 99  1  0
    23.  1  0      0 267316    836 213844    0    0     0     0  303    7  0 100  0  0
    24.  1  0      0 267316    836 213844    0    0     0     0  271   11  0 100  0  0
    25.  1  0      0 267316    836 213844    0    0     0     0  257   12  0 100  0  0
    26. 30+0 records in
    27. 30+0 records out
    28. 31457280 bytes (31 MB) copied, 4.95038 s, 6.4 MB/s
    29.  0  0      0 267928    860 213860    0    0    27     0  265   29  1 97  2  0
    30.  0  0      0 267936    860 213848    0    0     0     0   15    9  0  0 100  0
    31.  0  0      0 267936    860 213848    0    0     0     0   14    7  0  0 100  0
    32.  0  0      0 267936    860 213848    0    0     0     0   14    7  0  0 100  0
    33.  0  0      0 267936    860 213848    0    0     0     0   13   11  0  0 100  0
    34. Terminated
    35. user1@vm1:~$ uptime
    36.  05:22:15 up 6 days, 54 min,  1 user,  load average: 0.07, 0.02, 0.00
    37. [1]+  Done                    ( sleep 5 && dd if=/dev/urandom of=/dev/null bs=1M count=30 && sleep 5 && killall vmstat )
    38. user1@vm1:~$ uptime
    39.  05:22:22 up 6 days, 54 min,  1 user,  load average: 0.06, 0.02, 0.00
    40. user1@vm1:~$ ( sleep 5 && dd if=/dev/zero of=test.img bs=32 count=$((32*1024*200)) && sleep 5 && killall vmstat )& vmstat -nd 1 | egrep -v 'loop|sr0'
    41. [1] 6086
    42. disk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------
    43.        total merged sectors      ms  total merged sectors      ms    cur    sec
    44. sda   146985 2230744 21821320  105848  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    45. sda   146995 2230744 21821648  105848  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    46. sda   146995 2230744 21821648  105848  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    47. sda   146995 2230744 21821648  105848  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    48. sda   146995 2230744 21821648  105848  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    49. sda   146999 2230744 21821680  105856  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    50. sda   146999 2230744 21821680  105856  32190 1343154 10927338 1330144      0    105
    51. sda   147000 2230744 21821688  105856  32208 1344160 10935530 1330288      0    105
    52. sda   147000 2230744 21821688  105856  32274 1349214 10976490 1330748      0    105
    53. sda   147000 2230744 21821688  105856  32325 1353259 11009258 1331236      0    105
    54. sda   147000 2230744 21821688  105856  32450 1364657 11101442 1337176      0    105
    55. sda   147000 2230744 21821688  105856  32450 1364657 11101442 1337176      0    105
    56. sda   147001 2230744 21821696  105856  32471 1366301 11114762 1337348      0    105
    57. sda   147001 2230744 21821696  105856  32525 1370529 11149018 1337732      0    105
    58. sda   147001 2230744 21821696  105856  32573 1374577 11181786 1338064      0    105
    59. sda   147001 2230744 21821696  105856  32698 1386562 11278666 1346244      0    105
    60. 6553600+0 records in
    61. 6553600+0 records out
    62. 209715200 bytes (210 MB) copied, 11.7088 s, 17.9 MB/s
    63. sda   147001 2230744 21821696  105856  32698 1386562 11278666 1346244      0    105
    64. sda   147001 2230744 21821696  105856  32698 1386562 11278666 1346244      0    105
    65. sda   147001 2230744 21821696  105856  32698 1386562 11278666 1346244      0    105
    66. sda   147001 2230744 21821696  105856  32698 1386562 11278666 1346244      0    105
    67. sda   147001 2230744 21821696  105856  32762 1393910 11337962 1349192      0    105
    68. user1@vm1:~$ echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    69. 3
    70. [1]+  Done                    ( sleep 5 && dd if=/dev/zero of=test.img bs=32 count=$((32*1024*200)) && sleep 5 && killall vmstat )
    71. user1@vm1:~$ free -mt ; find / >/dev/null 2>&1 ; free -mt
    72.              total       used       free     shared    buffers     cached
    73. Mem:           496         30        466          0          0          5
    74. -/+ buffers/cache:         24        472
    75. Swap:          461          0        461
    76. Total:         958         30        928
    77.              total       used       free     shared    buffers     cached
    78. Mem:           496         64        432          0         22          6
    79. -/+ buffers/cache:         35        461
    80. Swap:          461          0        461
    81. Total:         958         64        894
    82. user1@vm1:~$ echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    83. 3
    84. user1@vm1:~$ cat test.img /dev/null ; free -mt
    85.              total       used       free     shared    buffers     cached
    86. Mem:           496        230        265          0          0        205
    87. -/+ buffers/cache:         24        471
    88. Swap:          461          0        461
    89. Total:         958        230        727
    90. user1@vm1:~$
    1. 打印当前的正常运行时间。
    2. 打印出可用内存信息。
    3. 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。
    4. 打印当前的正常运行时间。注意负载平均值的变化。
    5. 这是另一个实验，几乎和以前一样，但这次用磁盘写入。
    6. 删除所有缓存和缓冲区。
    7. 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。
    8. 再次删除所有缓存和缓冲区。
    9. 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。
    • 为什么在我们的第一个实验中，不是user，而是system CPU 使用率上升到 100？
    • 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。