记录 Linux 内存性能分析相关工具及参数解析
vm
Linux 使用虚拟内存来管理分配内存空间，为了支持虚拟内存管理，需要
页面调度有不同的算法：
- 局部页面置换算法
分配给一个进程的物理页面数目确定，置换选择范围仅限于当前进程占用的物理页面
- 最优算法
- 先进先出算法 FIFO
- 最近最久未使用算法 LRU
- 时钟算法、最不常用算法 (LRU的近似)
- 全局页面置换算法
置换页面的选择范围是所有可换出的物理页面
- 工作集算法
- 缺页率算法
当出现大量页缺失时会造成 系统颠簸，系统效能会急剧下降
free
读取 /proc/meminfo 文件中信息，显示内存相关信息
$ free
total used free shared buffers cached
Mem: 63444 38012 25432 4 4780 12312
-/+ buffers/cache: 20920 42524
Swap: 0 0 0内存使用常见问题：
- free 内存少
和 Linux 内存使用设计有关，会尽量提高内存使用率，经常会把磁盘上的内容缓存到内存，用来加速。当内存不足时会释放缓存部分，让给真正需要的程序使用 - buffer / cached
- buffer 缓存的是磁盘文件的元数据，例如文件属性、目录结构等
- cached 缓存的是真正的文件内容
- 判断内存真正不足
- 持续的内存换入换出
- 较多的主缺页中断
次缺页中断，是在内存中可以找到目标页
主缺页中断，是在内存中找不到，需要到磁盘中找
vmstat
显示进程，内存，分页，IO，中断，CPU活动的信息
$ vmstat 1
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 0 1108572 2356 1506880 0 0 92 13 148 654 3 1 95 1 0- Procs（进程）：
- r: 运行队列中进程数量
- b: 等待IO的进程数量
- Memory（内存）：
- swpd: 使用虚拟内存大小，如果大于0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器
- free: 可用内存大小
- buff: 用作缓冲的内存大小
- cache: 用作缓存的内存大小
- Swap：
- si: 每秒从磁盘写到虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉
- so: 每秒写入磁盘的虚拟内存大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉
- IO：
- bi: 块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte
- bo: 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整
- 系统：
- in: 每秒中断数，包括时钟中断
- cs: 每秒上下文切换数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的
- CPU（以百分比表示）：
- us: 用户进程执行时间,us的值比较高时，说明用户进程消耗的CPU时间多，如果长期大于50%，需要考虑优化程序
- sy: 系统进程执行时间,sy的值比较高时，就说明内核消耗的CPU时间多；如果us+sy超过80%，就说明CPU的资源存在不足
- id: 空闲时间(包括IO等待时间)
- wa: 等待IO时间,wa值越高，说明IO等待越严重。如果wa值超过20%，说明IO等待严重
重点关注指标
- r 运行的进程比较多，系统繁忙
- bo 磁盘写的数据量大
- us 持续大于50，服务器高峰可以接受
- wa IO等待，持续大于30，说明IO等待严重
- id 持续小于50，服务器高峰可以接受