Как узнать загрузку процессора и памяти в Linux — команда vmstat
Производительность (или непроизводительность) систем очень сложно оценивать «на глаз» или даже с секундомером. Ведь даже если это и получится, то из виду будут упущены ключевые детали, предоставляющие информацию о том, почему производительность может быть именно такой, а не больше (или меньше). Для выяснения причин стоит углубиться в анализ этой самой производительности более основательно. И для этих целей существуют специализированные утилиты, одной из которых является vmstat – довольно популярный инструмент (после команды top разве что), которым пользуются многие системные администраторы Linux.
Как нужно оценивать производительность?
Вообще, производительность и/или быстродействие — величины постоянные только для конкретного (и довольно короткого) промежутка времени для конкретной системы. Для более объективной оценки необходимо проводить многочисленные «замеры» в разное время в течении довольно длительного (месяц и более) периода.
Немаловажно и то, что анализ следует проводить без использования всевозможных «синтетических» тестов — т. е. только в условиях реальной и пиковой нагрузки, возникающей во время реальный задач, предусмотренных техпроцессом, регламентом в рамках реальной «производственной» необходимости. Очень часто именно в таких условиях можно выявить ошибки в конфигурации системы, приводящие к ограничениям в использовании программно-аппаратных ресурсов.
Синтаксис команды vmstat
Утилитой vmstat можно анализировать не только использование процессора, но также память — оперативную и/или дисковую. Синтаксис команды следующий:
Основными аргументами являются delay – время (в секундах), в течение которого следует производить замер, а также count – количество замеров или отчётов. Если дать команду vmstat без указания количества замеров, то она будет выводить отчёты, пока не будет прервано её выполнение сочетанием клавиш .
Вывод vmstat разбит на столбцы, которые объединены в следующие категории:
- procs – информация о процессах;
- memory – состояние оперативной памяти;
- swap – состояние виртуальной памяти (раздел или файл подкачки);
- io – активность устройств хранения (диски, флешки и т. д.);
- system – общая активность системы;
- cpu – использование центрального процессора.
Как уже было отмечено выше, эти категории объединяют колонки из вывода vmstat по соответствующему типу информации. Стоит рассмотреть их по отдельности. Для раздела procs:
- r – количество процессов в обрабатываемой процессором очереди;
- b – количество процессов, стоящих в очереди на выполнение операций ввода/вывода.
Для раздела memory:
- free – размер свободной памяти. То же значение, которое определяется командой free;
- swpd – количество блоков, которые были перемещены в Swap;
- buff – буферы памяти;
- cache – кеш памяти.
- si – общее количество блоков, считываемых системой из Swap;
- so – общее количество блоков, перемещаемых системой в Swap.
- bi – количество блоков в секунду, считываемых с диска;
- bo – количество блоков в секунду, записанных на диск.
- in – частота (количество в секунду) системных прерываний;
- cs – частота переключений между задачами.
- us – используемое (в процентах) время для выполнения «пользовательских» (т. е. не принадлежащих ядру) задач;
- sy — используемое (в процентах) время для выполнения задач ядра;
- id – время (в процентах) в простое;
- wa — время (в процентах), отведённое на ожидание операций ввода/вывода.
Опции vmstat
Доступные для vmstat опции приведены в следующей таблице:
Опция | Назначение |
-a, — active | Выводит активную и неактивную память. Доступно начиная с ядра версии 2.5.41 и выше. |
-f, — forks | Выводит количество системных вызовов fork, vfork и rfork, а также страниц виртуальной памяти, используемых этими вызовами. |
-m, — slabs | Количество используемой динамической памяти для ядра. |
-n, —one-header | Отображает заголовок таблицы результатов только один раз, а не периодически. |
-s, — stats | Переключение режима отображения вывода. |
-d, — disk | Выводит статистику использования диска. |
-w | Для больших объёмов данных увеличивает визуально ширину столбцов. |
-p, — partition device | Выводит статистику использования раздела. Необходимо указывать раздел device. |
-S, —unit character | Выводит статистику в указанных единицах [k, K, m, M] – в килобитах, килобайтах, мегабитах и мегабайтах соответственно. |
— t, —timestamp | Добавлять к выводу время замеров. |
— D, —disk-sum | Выводит общую статистику по использованию дисков. |
Примеры использования vmstat
Несмотря на то, что опции vmstat и позволяют получить ценные сведения, однако в большинстве случаев системные администраторы их практически не используют. Чаще всего использование vmstat сводится к следующему (что вполне достаточно):
Вообще, сервер общего назначения считается хорошо отбалансирован в плане нагрузки, если около 50% времени он тратит на обработку пользовательских задач и ещё столько же — на работу системных вызовов, взаимодействующих с ядром. Простои в системе должны быть — это потенциал для увеличения нагрузки, но в то же время они (простои) не должны быть слишком большими — это значит, что мощности сервера расходуются впустую.
Из приведённого примера следует, что центральный процессор практически постоянно переключается между высоконагруженными режимами и периодами почти полного простоя. Таким образом, можно сделать вывод, что необходима настройка используемого в работе сервера ПО и системной конфигурации для более равномерного распределения нагрузки.
Заключение
Как можно видеть, даже без использования графических приложений с графиками и диаграммами, обычная команда vmstat способна дать наглядную картину происходящего, касающегося использования ресурсов системы. Ну а самые объективные и достоверные результаты анализа производительности могут зависеть от применяемой для каждого конкретного случая методики.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Загрузка процессора Linux
Чтобы оценить загруженность системы и то как справляется процессор со своей работой можно посмотреть загрузку и информацию о работе процессора за определенный период. Это поможет определить достаточно ли ядер процессора для нормальной работы сервера, равномерно ли они нагружены и выполнить различные оптимизации.
Загрузка процессора Linux может быть получена с помощью различных утилит, например, top, htop или же достаточно просто посмотреть содержимое файла /proc/loadavg чтобы приблизительно понять насколько система перегружена. Но существуют программы, которые способны показывать более детальную информацию. Одна из таких программ — это coreinfo. В этой статье мы рассмотрим как посмотреть загрузку процессора linux с помощью coreinfo.
Программа CoreFreq
Утилита corefreq предназначена для мониторинга нагрузки на процессор в реальном времени. Она поддерживает современные процессоры Intel, архитектуры 64 бит начиная с поколений Atom, Core2, Nehalem, SandyBridge и выше. Также поддерживаются процессоры AMD Family 0F и старше.
Основная часть утилиты загружается в виде модуля ядра, который создает внутренние счетчики производительности для каждого ядра процессора. Модуль связан с сервисом, от которого уже будет получать данные наша утилита. Утилита позволяет собирать большое количество данных с высокой степенью точности:
- Основные частоты и скорости, а также информацию о SpeedStep (EIST), Turbo Boost, Hyper-Threading (HTT);
- Счетчики производительности Time Stamp Counter (TSC), Unhalted Core Cycles (UCC), Unhalted Reference Cycles (URC), нагрузка процессора Linux;
- Количество команд за один цикл PS, IPC, или CPI;
- Просмотр состояния c-state C0 C1 C3 C6 C7 – C1E;
- Мониторинг температуры, отслеживание датчиков и просмотр максимальных температур;
- Топология и просмотр кэшей.
Инструмент corefreq позволяет посмотреть процессор linux и подробную информацию о нем. Он будет очень полезным как опытным пользователям и системным администраторам. так и новичкам, которые хотят побольше узнать о своей системе.
Установка CoreFreq
Это новая утилита, поэтому вы не найдете ее в официальных репозиториях дистрибутивов. Утилиту придется собирать из исходников. Для этого сначала нужно установить среду сборки в вашем дистрибутиве. Выберите одну из подходящих команд для своего пакетного менеджера. Для CentOS/RedHat:
sudo yum group install ‘Development Tools’
Для Fedora выше версии 22:
sudo dnf group install ‘Development Tools’
Для Ubuntu или Debian:
sudo apt install dkms git libpthread-stubs0-dev
Дальше загрузите исходный код corefreq из репозитория GitHub и скомпилируйте программу:
git clone https://github.com/cyring/CoreFreq.git
$ cd CoreFreq
$ make
Этого уже достаточно для запуска программы. Загрузите только что собранный модуль ядра:
sudo insmod corefreqk.ko
Затем запустите службу для сбора и обработки информации:
Установка утилиты и подготовка ее к работе завершена.
Как посмотреть загрузку процессора Linux
Осталось открыть еще один терминал и запустить клиент, чтобы посмотреть что смогла насобирать служба. его уже можно запускать от имени обычного пользователя:
Утилита отображает всю информацию в главном окне. Здесь будет отображена как текущая загрузка процессора linux в правом верхнем углу, так и загрузка по каждому ядру отдельно, а также информация об архитектуре процессора, датчики температуры и состояния. В том числе информацию о текущей нагрузке на процессор и на каждое ядро. Чтобы открыть окно справки нажмите F2. Кнопки стрелок влево и вправо вы можете использовать для перемещения по вкладках меню, а вверх и вниз для выбора пункта меню. Клавиша F4 закроет программу, а h — откроет окно справки. Кроме того, утилита имеет дополнительные опции запуска. Опция k отображает информацию о ядре:
Более подробную информацию о самом процессоре и его производителе можно посмотреть с помощью опции -u:
Наблюдение за количеством инструкций в секунду выполняется опцией -i:
А отслеживание счетчика, возможно, если указать опцию -c:
Опция -d позволяет вывести только частоту и температуру:
И опция -m выводит состояние и топологию кэша процессора:
Выводы
В этой статье мы рассмотрели очень мощную и полезную утилиту для мониторинга параметров процессора. Здесь может быть отображена нагрузка процессора linux, частота процессора linux, текущая частота, а также многие другие параметры, которые могут быть очень интересны и полезны для анализа состояния системы. Если у вас остались вопросы, спрашивайте в комментариях!