服务器性能监控全解析

### 服务器性能监控全解析 在服务器的日常运行中，性能监控至关重要。它能够帮助我们及时发现问题，优化资源利用，确保服务器稳定高效地运行。本文将深入探讨服务器性能监控的多个方面，包括缓存与交换空间、进程监控、CPU 性能分析以及内存问题查找等。 #### 1. 缓存与交换空间 当用户从服务器请求文件时，文件通常需从硬盘读取。由于硬盘速度远低于内存，这一过程会造成明显延迟。为解决此问题，每次从服务器硬盘获取文件后，文件会被存储在缓存中。缓存的唯一目的是加速读取操作。当当前分配给读缓存的内存有其他用途时，读缓存可立即释放，以便将更多内存添加到可用内存池中。 通常，服务器会有大量的缓存内存，尤其对于主要用于读取操作的服务器，这是好事，因为它能提升服务器速度。若服务器主要用于读取，且该参数低于总可用内存的 40%，服务器性能很可能会下降，此时需添加更多内存。 交换空间与缓存截然不同。缓存是内存的一部分，用于加速磁盘访问；而交换空间是磁盘空间的一部分，用于在硬盘上模拟内存。Linux 通常使用交换分区来实现这一功能，该分区在安装服务器时创建。多数情况下，服务器开始使用交换空间是不好的，因为其速度比内存慢约 1000 倍。不过，某些应用程序（如 Oracle 应用）总是与交换空间配合使用，对于这类应用，使用交换空间不一定是坏事，因为它能提升应用程序的性能。在其他情况下，若使用的交换空间超过几兆字节，就需关注了。 #### 2. 进程监控 `top` 工具的输出最后一部分用于显示最活跃进程的信息。关于这些进程，会显示以下参数： |参数|含义| |----|----| |`LE@`|进程的 ID| |`QOAN`|启动进程的用户身份| |`LN`|进程的优先级，优先级自动确定，优先级最高的进程会首先运行| |`JE`|进程启动时的 `je_a` 值| |`RENP`|进程首次启动时占用的内存量，与交换空间不同| |`NAO`|进程实际在内存中的内存量（“驻留内存”）| |`ODN`|该进程与其他进程共享的内存量| |`O`|进程的状态| |`!?LQ`|该进程使用的 CPU 时间百分比| |`!IAI`|该进程占用的内存百分比| |`PEIA'`|该进程使用 CPU 周期的总时间| |`?KII=J@`|与该进程相关的命令名称| #### 3. CPU 性能分析 `top` 工具为性能调优提供了一个良好的起点。但如果需要深入分析性能问题，它提供的信息可能不够，此时需要更高级的工具。 多数人倾向于从 CPU 开始分析性能问题，认为 CPU 性能是服务器最重要的因素。但在大多数情况下，这并不正确。假设使用的是较新的 CPU，而非基于 486 的旧 CPU，很少会遇到真正与 CPU 相关的性能问题。多数看似由 CPU 引起的问题，实际上是由其他因素导致的，例如 CPU 可能只是在等待从网络设备传输数据。 为监控 CPU 的运行情况，需要了解进程处理的概念背景，从运行队列开始。每个进程在被 CPU 处理之前都会进入运行队列。进入运行队列后，进程可以是可运行状态或阻塞状态。可运行进程是正在竞争 CPU 时间的进程，Linux 调度器根据进程的当前优先级决定下一个运行的可运行进程。阻塞进程不竞争 CPU 时间，它只是在等待来自某个 I/O 设备或系统调用的数据。 现代 Linux 系统始终是多任务系统，因为 Linux 内核会不断在不同进程之间切换。为执行这种切换，CPU 需要保存旧进程的所有上下文信息，并获取新进程的上下文信息。上下文切换的性能代价很高。在理想情况下，需要确保上下文切换的数量在一定程度上受到限制。可以通过使用多核 CPU 架构、具有多个 CPU 的服务器或两者结合来实现这一点。另一个解决方案是将过于繁忙的服务器上的进程卸载。然而，由内核调度器处理的进程并不是上下文切换的唯一原因，硬件设备请求 CPU 关注而产生的硬件中断也是上下文切换的另一个重要来源。 作为管理员，比较 CPU 上下文切换的数量和中断的数量是个好主意。这能让你了解它们之间的关系，但不能作为绝对的性能指标。根据经验，上下文切换的数量大约是中断数量的 10 倍是正常的；如果每个中断对应的上下文切换数量过多，可能表明服务器存在性能问题，原因是过多的进程竞争 CPU 资源。在这种情况下，也可以使用 `top` 工具验证这些进程的工作负载是否较高。 为获取上下文切换和定时器中断的数量概述，可以使用 `vmstat -s` 命令。以下是该命令的示例输出： ```plaintext nkkp<iah6z vmstat -s 0,4/.32 G pkp]h iaiknu /5//.20 G qoa` iaiknu 5,5,0 G ]_pera iaiknu /342044 G ej]_pera iaiknu -1,,-. G bnaa iaiknu 30/2 G ^qbban iaiknu /4-..,4 G os]l _]_da .,53-00 G pkp]h os]l -,, G qoa` os]l .,53-00 G bnaa os]l 352 jkj) je_a qoan _lq pe_go , je_a qoan _lq pe_go -120 ouopai _lq pe_go 40,.1 e`ha _lq pe_go 0/22 EK) s]ep _lq pe_go , ENM _lq pe_go .5/5 okbpenm _lq pe_go , opkhaj _lq pe_go /55/222 l]cao l]ca` ej ., -23 l]cao l]ca` kqp , l]cao os]lla` ej , l]cao os]lla` kqp 00212 ejpannqlpo 0/42-, ?LQ _kjpatp osep_dao -.-/11/415 ^kkp peia 123- bkngo ``` 另一个反映 CPU 运行情况的性能指标是中断计数器，可以在 `/proc/interrupts` 文件中找到。内核会从需要 CPU 关注的设备接收中断。系统管理员了解中断的数量很重要，因为如果数量非常高，内核将花费大量时间处理这些中断，其他进程将获得较少的关注。以下是 `/proc/interrupts` 文件的内容示例： ```plaintext nkkp<iah6z cat /proc/interrupts ?LQ, ?LQ- ,6 41 , EK)=LE?) a`ca peian -6 . , EK)=LE?) a`ca e4,0. 36 , , EK)=LE?) a`ca l]nlknp, 46 / , EK)=LE?) a`ca np_ 56 - , EK)=LE?) b]opake ]_le -6 0 , EK)=LE?) a`ca e4,0. -26 5 , EK)=LE?) b]opake qd_e[ ```