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1、福 建 电 脑福 建 电 脑 2 0 0 8 年 第 5 期福 建 电 脑类U N I X操 作 系 统 性 能 监 控李 全 胜 , 张 胜 光 , 陈 燕 红( 新 疆 农 业 大 学 计 算 机 与 信 息 工 程 学 院 新 疆 乌 鲁 木 齐 8 3 0 0 5 2 )【 摘 要 】 : 类 U N I X 操 作 系 统 作 为 服 务 器 平 台 被 广 泛 使 用 , 在 日 常 维 护 中 会 出 现 性 能 方 面 的 问 题 , 影 响 系 统 性 能 的 因 素有 很 多 , 本 文 从 系 统 的 整 体 负 荷 、 内 存 、 C P U 等 方 面 进 行 了 阐
2、 述 , 介 绍 了 系 统 性 能 监 控 、 结 果 分 析 中 的 一 些 方 法 和 经 验 , 为 进一 步 的 系 统 性 能 优 化 提 供 指 导 依 据 。【 关 键 词 】 : U N I X ; 性 能 ; 监 控实 践 证 明 U N I X 以 及 各 种 U N I X 变 体 操 作 系 统 是 高 性 能 、稳 定 可 靠 而 又 相 当 灵 活 的 。 世 界 上 许 多 知 名 软 件 公 司 纷 纷 推 出各 种 U N I X 服 务 器 系 统 及 相 应 的 应 用 软 件 。 类 U N I X 操 作 系 统 目前 已 占 据 了 服 务 器 市
3、 场 上 的 绝 大 部 分 份 额 。 类 U N I X 服 务 器 系统 多 种 多 样 , 可 用 于 搭 建 W e b 服 务 器 , 邮 件 服 务 器 , D N S 服 务 器以 及 数 据 库 服 务 器 等 , 针 对 不 同 的 系 统 以 及 具 体 的 应 用 环 境 , 可以 对 系 统 的 性 能 进 行 监 测 并 进 行 相 应 的 调 谐 。系 统 管 理 员 、 程 序 员 以 及 用 户 可 以 通 过 一 系 列 的 命 令 检 查系 统 资 源 的 使 用 情 况 以 确 定 系 统 是 否 正 常 地 运 行 。 使 用 本 文 介绍 的 一 些
4、 基 本 命 令 和 方 法 , 用 户 能 够 很 容 易 地 理 解 影 响 系 统 性能 的 因 素 , 并 且 掌 握 使 用 有 关 工 具 分 析 解 释 系 统 性 能 的 方 法 。1 、 监 控 整 个 系 统 性 能监 控 系 统 性 能 首 先 要 了 解 整 个 系 统 的 负 载 情 况 , 这 也 有 助于 管 理 员 在 深 入 研 究 各 子 系 统 性 能 之 前 对 系 统 的 整 体 性 能 有 一个 认 识 。1 . 1 使 用 u p t i m e 命 令 监 控 系 统 状 态使 用 u p t i m e 命 令 是 监 控 U N I X 系
5、统 性 能 的 简 便 方 法 。 该 命令 显 示 了 在 一 定 时 间 间 隔 内 系 统 运 行 队 列 中 进 程 的 信 息 。 根 据这 些 数 据 可 以 大 致 地 分 析 出 系 统 的 工 作 负 载 。 例 如 :$ u p t i m e1 1 : 4 9 a m u p 2 2 7 d a y ( s ) , 2 3 : 2 9 , 1 u s e r , l o a d a v e r a g e : 4 . 3 1 ,4 . 3 6 , 4 . 3 4其 中 有 用 的 信 息 是 三 个 负 载 的 平 均 值 。 4 . 3 1 , 4 . 3 6 和 4
6、. 3 4 分别 是 前 1 分 钟 、 5 分 钟 和 1 5 分 钟 内 的 平 均 负 载 值 。系 统 管 理 员 需 要 定 期 地 运 行 u p t i m e 命 令 以 观 察 系 统 的 平均 负 载 值 及 其 变 化 趋 势 。 系 统 存 在 的 问 题 往 往 会 通 过 上 述 数 据反 映 出 来 。 若 系 统 出 现 问 题 , 管 理 员 还 需 要 进 一 步 的 调 查 分 析 。例 如 当 系 统 负 载 增 大 时 , 这 意 味 着 可 能 有 作 业 被 阻 塞 在 内 存 和I / O 系 统 中 , 这 时 就 需 要 调 查 系 统 有
7、关 调 页 、 交 换 和 磁 盘 利 用 率的 有 关 情 况 。类 U N I X 系 统 中 , 负 载 平 均 值 为 2 和 3 表 示 轻 负 载 , 5 至 6表 示 中 等 程 度 的 负 载 , 1 0 以 上 为 过 载 。 当 然 , 不 同 系 统 上 轻 载 过载 的 划 分 界 线 并 不 尽 相 同 , 管 理 员 可 定 时 采 样 , 根 据 实 际 情 况 确定 自 己 系 统 中 的 划 分 界 线 。 观 察 负 载 平 均 值 的 变 化 趋 势 非 常 重要 , 上 例 中 的 负 载 平 均 值 几 乎 是 恒 定 的 。 若 系 统 出 现 问
8、题 , 那 么负 载 平 均 值 会 持 续 地 下 降 。1 . 2 使 用 s a r - q 命 令 监 控 系 统 性 能还 可 以 使 用 s a r - q 命 令 来 获 取 系 统 整 体 性 能 的 报 告 1 。 - q选 项 报 告 平 均 队 列 长 度 以 及 队 列 占 用 时 间 的 百 分 比 。 例 如 间 隔3 秒 采 样 4 次 :$ s a r - q 3 41 1 : 5 0 : 2 6 r u n q - s z % r u n o c c s w p q - s z % s w p o c c1 1 : 5 0 : 2 9 2 . 0 1 0 0
9、0 . 0 01 1 : 5 0 : 3 2 2 . 0 9 9 0 . 0 01 1 : 5 0 : 3 5 2 . 3 9 9 0 . 0 01 1 : 5 0 : 3 8 2 . 0 9 9 0 . 0 0A v e r a g e 2 . 1 9 9 0 . 0 0其 中 各 域 的 含 义 如 下 :r u n q - s z 表 示 在 一 定 时 间 间 隔 内 运 行 队 列 的 长 度 。 运 行 队 列中 只 包 括 那 些 在 内 存 中 处 于 运 行 就 绪 状 态 的 进 程 而 不 包 括 那 些处 于 睡 眠 或 等 待 I / O 状 态 的 作 业 。% r
10、 n u o c c 运 行 队 列 中 进 程 所 占 用 的 时 间 百 分 比 。s w p q - s z 表 示 在 一 定 时 间 间 隔 内 交 换 队 列 的 长 度 。% s w p o c c 交 换 队 列 中 进 程 所 占 用 的 时 间 百 分 比 。当 系 统 正 常 运 行 时 , 运 行 队 列 长 度 值 应 小 于 2 , 若 该 值 一 直较 大 则 说 明 系 统 具 有 较 重 的 负 载 并 且 C P U 受 限 。 当 运 行 队 列 较长 并 且 占 有 1 0 0 % 的 时 间 时 , 内 存 和 磁 盘 子 系 统 可 能 会 影 响
11、系 统的 性 能 。 交 换 活 动 很 少 说 明 系 统 处 于 正 常 的 工 作 状 态 。2 、 监 控 内 存 性 能系 统 的 物 理 内 存 是 一 定 , 当 程 序 运 行 期 间 需 要 更 多 的 内 存时 , 系 统 会 采 用 调 页 和 交 换 机 制 来 保 证 作 业 的 正 常 运 行 。 偶 尔 的调 页 和 交 换 是 可 以 接 受 的 , 但 是 频 繁 的 调 页 和 交 换 会 增 加 I / O的 负 载 , 进 而 影 响 到 内 存 资 源 的 分 配 , 降 低 系 统 运 行 效 率 。 v m s t a t和 s a r 都 可 以
12、 报 告 关 于 系 统 调 页 和 交 换 的 信 息 。2 . 1 使 用 v m s t a t 监 控 内 存 性 能v m s t a t 命 令 可 以 检 测 出 虚 拟 内 存 的 统 计 信 息 , 而 且 可 以 显示 有 关 进 程 状 态 、 空 闲 和 交 换 空 间 、 调 页 、 磁 盘 空 间 、 C P U 负 载 和交 换 、 C a c h e 刷 新 等 方 面 的 信 息 2 3 。 例 如 在 3 秒 间 隔 内 进 行 4 次采 样 :$ v m s t a t 3 4k t h r m e m o r y p a g e d i s k f a
13、u l t s c p ur b w s w a p f r e e r e m f p i p o f r d e s r s 6 s d s d s d i n s y c s u s s y i d0 0 0 8 0 0 1 4 3 2 1 1 2 9 2 0 8 2 3 2 8 3 1 3 2 0 0 0 0 0 1 1 6 6 2 2 5 2 9 2 2 4 3 7 33 0 0 4 2 5 9 8 6 4 7 3 3 5 1 2 2 1 8 2 3 0 0 0 0 0 0 0 3 5 1 9 6 9 0 7 0 4 2 0 9 3 7 02 0 0 4 2 6 5 6 9 6 7
14、3 8 5 4 4 3 3 0 3 0 0 0 0 0 0 0 7 1 5 6 4 8 9 2 5 0 3 9 2 8 02 0 0 4 2 6 5 6 9 6 7 3 8 5 1 2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 5 3 5 7 5 3 3 5 3 9 1 9 3 7 0各 域 的 详 细 信 息 可 以 查 询 m a n 手 册 页 获 得 帮 助 , 这 里 只 介绍 一 些 重 要 域 的 含 义 :k h t r 表 示 处 于 下 面 各 状 态 的 进 程 数 目 :r 运 行 队 列 ; b 被 阻 塞 、 等 待 资 源 ; w 被 交 换 、 等 待 处 理
15、 资 源 。m e m o r y 报 告 虚 拟 和 实 际 内 存 使 用 情 况 ;s w a p 当 前 可 用 交 换 分 区 大 小 ; f r e e 空 闲 表 的 大 小 。p a g e 报 告 在 某 一 间 隔 以 及 1 秒 内 页 故 障 和 调 页 的 活 动 情况 。p i 调 入 字 节 数 , 以 k 字 节 为 单 位 ; p o 调 出 字 节 数 , 以 k 字 节为 单 位 。f r 空 闲 字 节 数 , 以 k 字 节 为 单 位 ; d e 预 计 短 期 内 缺 少 的 内存 。C P U C P U 使 用 时 间 。从 上 述 各 域 中
16、 能 够 发 现 一 些 与 系 统 性 能 有 关 的 信 息 , 其 中p o 和 w 域 较 为 重 要 , 当 使 用 - s 选 项 时 , s o 域 最 为 重 要 。 这 些 域 反映 了 调 页 和 交 换 的 时 间 。 当 w 为 非 零 值 且 p o 的 值 一 直 较 高 时 ,这 说 明 系 统 有 严 重 的 内 存 问 题 。1 6 2福 建 电 脑2 0 0 8 年 第 5 期 福 建 电 脑另 外 , 比 较 C P U 的 空 闲 时 间 i d 、 系 统 时 间 s y 和 用 户 时 间 u s可 以 分 析 系 统 工 作 负 载 的 组 成 。 当 系 统 工 作 负 载 增 加 时 , C P U 的用 户 时 间 会 占 较 大 比 例 , 同 时 空 闲 时 间 将 随 着 负 载 的 增 加 而 下降 , 在 负 载 较 重 时 , 空 闲 时 间 可 能 降 为 0 。若 r 的 值 大 于 系 统 中 可 用 C P U 个 数 的 4 倍 则 系 统 存 在C P U 的 问 题 , 系 统 中
