Linux下這麽多CPU監控工具，你可能用不上，但是得知道！

2024-01-22碼農

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前言

大家好，這裏是 浩道Linux ，主要給大家分享 L inux 、 P ython 、 網路通訊、網路安全等 相關的IT知識平台。

今天浩道跟大家分享運維工作中，Linux下常見的十幾款CPU監控工具，你可能只會用到其中某些，但是個人覺得作為一個資深運維，你要知道有這些工具可以監控CPU 。

文章來源：https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/9462221.html

01. top

top是最常用的檢視系統資源使用情況的工具，包括CPU、記憶體等等資源。

這裏主要關註CPU資源。

1.1 /proc/loadavg

load average取自/proc/loadavg。

9.53 9.12 8.37 3/889 28165

前三個數位是1、5、15分鐘內行程佇列中平均行程數，包括正在執行的行程+準備好等待執行的行程。

第四個數位分子表示正在執行的行程數，分母是行程總數。

最後一個數位是最近執行的行程ID號。

其中top取的是/proc/loadavg的前三個數。

1.2 top使用

開啟top，可以指定更新的周期。

輸入H，開啟隱藏的執行緒；輸入1，可以顯示單核CPU使用情況。

top -H -b -d 1 -n 200 > top.txt，每個1秒統計一次，共200次，顯示執行緒細節，並保存到top.txt中。

top采樣來源你還依賴於/proc/stat和/proc/

/stat兩個，這兩個的詳細介紹參考： /proc/stat ^[1] 和 /proc//stat ^[2] 。

其中CPU資訊對應的含義如下：

us：user，統計nice小於等於0的使用者空間行程，也即優先級為100~120。ni：nice，統計nice大於0的使用者空間行程，也即優先級為121~139。sys：system，統計內核態執行時間，不包括中斷。id：idle，幾系統處於空閑態。wa：iowait，統計io等待時間。hi：hardware interrupt，統計硬體中斷時間。si：software interrupt，統計軟中斷時間。st：steal

02. perf

【系統級效能分析工具perf的介紹與使用 ^[3] 】有關於perf使用的詳細介紹，這裏重點關註CPU占用率。

透過sudo perf top -s comm，可以檢視當前系統執行行程占比。

這裏不像top一樣區分idle、system、user，這裏的占比是各個行程在總執行時間裏面占比。

透過sudo perf record記錄采樣資訊，然後透過sudo perf report -s comm。

03. sar和ksar

sar是System Activity Report的意思，可以用於即時觀察當前系統活動，也可以生成歷史記錄的報告。

要使用sar需要安裝sudo apt install sysstat，然後對sysstat進行配置。

sar用於記錄統計資訊， ksar ^[4] 用於將記錄的資訊圖形化輸出。

ksar下載地址在：https://github.com/vlsi/ksar/releases。

# 將 ENABLED=「false「改為ENABLED=「true「$ sudo gedit /etc/default/sysstat# 修改sar的周期等配置$ sudo gedit /etc/cron.d/sysstat# 重新開機sar服務$ sudo /etc/init.d/sysstat restart# sar log存放目錄$ ls -l /var/log/sysstat/

使用sar記錄開機到目前的統計資訊到檔sar.txt。

LC_ALL=C sar -A > sar.txt

PS：這裏直接使用sar -A，在ksar中無法正常顯示。

如下執行java -jar ksar.jar，然後Data->Load from text file...選擇保存的sar.txt檔。

得到如下的圖表。

還可以透過sar記錄一段時間的資訊，指定采樣周期和采樣次數。

這些命令前加上LC_ALL=C之後保存到檔中，都可以在ksar中圖形化顯示。

sar 1100-----------------所有cpu合一的統計資訊sar -P ALL 1100--------包括cpu合一以及單個cpu的統計資訊sar -B 1100---------------paging統計資訊sar -b 1100---------------塊裝置IO統計資訊sar -d 1100---------------塊裝置活動統計資訊sar -F 1100----------------掛載的檔案系統統計資訊sar -r ALL------------------ 顯示詳細的記憶體使用統計資訊sar -S ------------------------顯示swap空間使用情況統計資訊sar -w----------------------- 顯示行程建立以及行程切換統計資訊sar -W-----------------------顯示swap換入換出統計資訊。

更詳細請參考

• 【 How To Create sar Graphs With kSar To Identifying Linux Bottlenecks ^[5] 】

• 【 Collect and report Linux System Activity Information with sar ^[6] 】。

04. mpstat

mpstat是Multiprocessor Statistics。當沒有參數時，mpstat顯示系統系統以來所有資訊平均值。

常見用法如下，-P ALL監控所有CPU，細節顯示特定CPU；10表示每10秒監控一次；20表示監控20次。

$ mpstat -P ALL 1020

結果如下：

usr表示使用者空間行程，nice表示nice值大於0的使用者空間行程。

sys是內核空間，iowait是I/O等待時間，irq是硬中斷，soft是軟中斷，idle是空閑時間，guest和gnice都是虛擬機器時間。

05. uptime

uptime是一個簡單獲取系統總共執行多長時間，以及最近1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均負載。

uptime透過/proc/uptime和/proc/loadavg獲取相關資訊。

up前是當前系統時間，up後是系統執行時長。

load average後是1分鐘、5分鐘、15分鐘平均負載。

11:15:41 up 82 days, 20:34, 8 users, load average: 0.28, 0.40, 0.43

06. vmstat

vmstat主要用於監控系統記憶體使用情況的工具，但是也包含一些CPU相關資訊。

使用方法vmstat 5 5表示執行5次，每次5秒。結果如下：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st104725762286885590921061756009391084870010472576228184559100106175600013153233951068400104725762293085591001061616000014463449105850000472576229592559108106161600061419347410585001047257622980455910810616160000144634391058500

上面的參數可以分為6大部份：行程、記憶體、swap、io、中斷和行程切換、cpu。

更加詳細的解釋：

參考文件：【 Linux Performance Measurements using vmstat ^[7] 】

07. pidstat

pidstat主要用於監控全部或指定行程占用系統資源的情況。

7.1 檢視CPU使用情況

pidstat首次執行時顯示自系統啟動開始的各項統計資訊，之後執行pidstat將顯示自上次執行該命令以後的統計資訊。使用者可以透過指定統計的次數和時間來獲得所需的統計資訊。

# 顯示所有的行程統計資訊，包括idle行程。pidstat -p ALL# 更加詳細的顯示了執行緒統計資訊。pidstat -p ALL -t# 周期采樣和采樣次數pidstat [option] interval [count]

除此之外還可以透過-p獲取指定行程的統計資訊。

pidstat還可以透過-r獲取記憶體使用統計資訊，透過-d獲取IO使用統計資訊。

7.2 檢視記憶體使用情況

pidstat -p ALL -r結果如下：

15時18分21秒 UID PID minflt/s majflt/s VSZ RSS %MEM Command15時18分21秒 010.020.0018531630280.08 systemd15時18分21秒 020.000.00000.00 kthreadd15時18分21秒 040.000.00000.00 kworker/0:0H15時18分21秒 060.000.00000.00 mm_percpu_wq15時18分21秒 070.000.00000.00 ksoftirqd/015時18分21秒 080.000.00000.00 rcu_sched

minflt/s: 每秒次缺頁錯誤次數(minor page faults)，次缺頁錯誤次數意即虛擬記憶體地址對映成實體記憶體地址產生的page fault次數。

majflt/s: 每秒主缺頁錯誤次數(major page faults)，當虛擬記憶體地址對映成實體記憶體地址時，相應的page在swap中，這樣的page fault為major page fault，一般在記憶體使用緊張時產生。

VSZ: 該行程使用的虛擬記憶體(以kB為單位)。

RSS: 該行程使用的實體記憶體(以kB為單位)。

%MEM: 該行程使用記憶體的百分比。

Command: 拉起行程對應的命令。

7.3 檢視磁盤使用情況

pidstat -p ALL -d結果如下：

15時20分40秒 UID PID kB_rd/s kB_wr/s kB_ccwr/s iodelay Command15時20分40秒 01 -1.00 -1.00 -1.00243523129 systemd15時20分40秒 02 -1.00 -1.00 -1.000 kthreadd15時20分40秒 04 -1.00 -1.00 -1.000 kworker/0:0H15時20分40秒 06 -1.00 -1.00 -1.000 mm_percpu_wq15時20分40秒 07 -1.00 -1.00 -1.00714512328679 ksoftirqd/015時20分40秒 08 -1.00 -1.00 -1.00417757303594 rcu_sched

kB_rd/s: 每秒行程從磁盤讀取的數據量(以kB為單位)。

kB_wr/s: 每秒行程向磁盤寫的數據量(以kB為單位)。

kB_ccwr/s：每秒行程被取消向磁盤寫的數據量(以kB為單位)。

Command:：拉起行程對應的命令。

08. time

time命令可以被用於統計指定程式的CPU耗時。

比如time cksum nomachine_6.0.80_1.exe得到如下結果。

240194063832606752 nomachine_6.0.80_1.exe# 整個操作總耗時,0.263-0.094-0.011=0.158是IO等待耗時。real 0m0.263s# 使用者態耗時user 0m0.094s# 內核態耗時sys 0m0.011s240194063832606752 nomachine_6.0.80_1.exe# 第二次執行就可以看出等待IO操作的時間基本上沒有了。real 0m0.098suser 0m0.097ssys 0m0.000s

09. cpustat

透過sudo apt install cpustat安裝，cpustat -T -D -x結果如下。

# 顯示Load Avg資訊和平均頻率等LoadAvg0.660.540.49, FreqAvg. 1.46GHz, 4CPUs online# 行程切換次數、硬中斷、軟中斷等等統計資訊。# CPU占用率、使用者空間和內核空間占用率等。3791.1Ctxt/s, 1709.9 IRQ/s, 1800.0 softIRQ/s, 0.0new tasks/s, 1 running, 0 blocked %CPU %USR %SYS PID S CPU TimeTask25.7425.740.0011435 R 32.29w /usr/bin/python315.8415.840.009445 S 01.49w /usr/lib/xorg/Xorg10.899.900.992722 S 11.05w compiz7.920.007.9232352 S 216.60s [kworker/2:1]0.990.000.9932397 R 10.01s cpustat0.990.990.0011046 S 216.20h compiz0.990.990.001317 S 08.76h /usr/NX/bin/nxnode.bin0.990.000.9910293 S 11.24m [kworker/1:2]64.3653.4710.89TotalLoadAvg0.660.540.49, FreqAvg. 1.75GHz, 4CPUs online2834.8Ctxt/s, 1190.9 IRQ/s, 1183.3 softIRQ/s, 0.0new tasks/s, 4 running, 0 blocked %CPU %USR %SYS PID S CPU TimeTask25.7625.760.0011435 R 32.29w /usr/bin/python318.1818.180.009445 S 01.49w /usr/lib/xorg/Xorg7.587.580.002722 S 11.05w compiz6.060.006.0632352 S 216.64s [kworker/2:1]1.520.001.5232397 R 10.02s cpustat1.520.001.528 S 03.00h [rcu_sched]1.520.001.5218409 S 01.16m update-notifier62.1251.5210.61TotalDistribution of CPU utilisation (per Task):% CPU UtilisationCount (%)0.00 - 1.9770698.881.97 - 3.9400.003.94 - 5.9100.005.91 - 7.8820.287.88 - 9.8500.009.85 - 11.8200.0011.82 - 13.7910.1413.79 - 15.7600.0015.76 - 17.7310.1417.73 - 19.7010.1419.70 - 21.6700.0021.67 - 23.6400.0023.64 - 25.6120.2825.61 - 27.5700.0027.58 - 29.5400.0029.55 - 31.5100.0031.52 - 33.4800.0033.48 - 35.4500.0035.45 - 37.4200.0037.42 - 39.3910.14Distribution of CPU utilisation (per CPU):----------------------------------------------各CPU占用率，分使用者空間和內核空間。 CPU# USR% SYS%017.371.2018.982.4020.607.19325.750.00

10. htop

htop和top的功能類似，但是可讀性比top更好。在界面按下F5，可以看到行程裏面的執行緒，樹形結構表示了父子關系。

11. atop

atop是一個監控系統資源和行程的工具。它透過CPU使用率來對列表中的行程進行降序排列，而每一個行程則包含了CPU、記憶體、磁盤和網路狀態等資訊。它的功能與top和htop類似。

12. glances

glances是一個由python編寫的，與Nmon功能類似的報告工具，它能夠報告統計cpu、記憶體、網路、磁盤和行程。除了報告統計，glances不支持任何其他特性或功能。當程式執行時點選「h」可以顯示幫助頁面。

13. nmon

Nmon是一個非常容易使用，能夠在一個螢幕上監視CPU、記憶體、網路、磁盤使用狀況和行程列表的工具。除了無法管理行程和修改報告顯示，Nmon與那些只用於報告的報告工具完全一樣。另外，它可以將數據保存到電子試算表檔。

13. pcp-gui

Performance Co-Pilot，簡稱PCP，是一個系統效能和分析框架。它從多個主機整理數據並即時的分析，幫你辨識不正常的表現模式。它也提供API讓你設計自己的監控和報告解決方案。

安裝pcp相關工具。

$ sudo apt install pcp pcp-gui

File->Open View選擇需要開啟的檢視，比如CPU、Disk、Memory等。

14. collectl和colplot

14.1 collectl使用

collectl是一款非常優秀並且有著豐富的命令列功能的實用程式，你可以用它來采集描述當前系統狀態的效能數據。

不同於大多數其它的系統監控工具，collectl 並非僅局限於有限的系統度量，相反，它可以收集許多不同型別系統資源的相關資訊，如 cpu 、disk、memory 、network 、sockets 、 tcp 、inodes 、infiniband 、 lustre 、memory、nfs、processes、quadrics、slabs和buddyinfo等。

同時collectl還可以替代常用工具，比如top、vmstat、ps、iotop等。

安裝collectl：

sudo apt-get install collectl

collectl的使用很簡單，預設collectl顯示cpu、磁盤、網路資訊。

collectl還可以顯示更多的子系統資訊，如果選項存在對應的大寫選項，大寫選項表示更細節的裝置統計資訊。

b – buddy info (記憶體碎片)c – 所有CPU的合一統計資訊；C - 單個CPU的統計資訊。d – 整個檔案系統Disk合一統計資訊；C - 單個磁盤的統計資訊。f – NFS V3 Datai – InodeandFileSystemj – 顯示每個CPU的Interrupts觸發情況；J - 顯示每個中斷詳細觸發情況。l – Lustrem – 顯示整個系統Memory使用情況；M - 按node顯示記憶體使用情況。n – 顯示整個系統的Networks使用情況；N - 分網卡顯示網路使用情況。s – Socketst – TCPx – Interconnecty – 對系統所有Slabs (系統物件緩存)使用統計資訊；Y - 每個slab使用的詳細資訊。

collectl --all顯示所有子系統的統計資訊，包括cpu、終端、記憶體、磁盤、網路、TCP、socket、檔案系統、NFS。

collectl --top可以代替top命令：

collectl --vmstat可以代替vmstat命令：

collectl -c1 -sZ -i:1可以代替ps命令。

collectl和一些處理分析數據工具(比如colmux、colgui、colplot)結合能提供視覺化圖形。

14.2 colplot使用

colplot是collectl工具集的一部份，其將collectl收集的數據在瀏覽器中圖形化展示。

colplot的介紹(http://collectl-utils.sourceforge.net/colplot.html)，相關源碼可以再collectl-utils]下載：https://sourceforge.net/projects/collectl-utils/files/

解壓下載的colplot之後，sudo ./INSTALL安裝colplot。

安裝之後重新開機apache服務：

$suod systemctl reload apache2$ sudo systemctl restart apache2

在瀏覽器中輸入http://127.0.0.1/colplot/，即可使用colplot。

透過Change Dir選擇存放經過collectl -P保存的數據，然後設定Plot細節、顯示那些子系統、plot大小等等。

最後Generate Plot檢視結果。

參考文件：【 Collectl: Linux 效能監控的全能冠軍 ^[8] 】、

【 Collectl Documentation ^[9] 】、【 Collectl Examples - An Awesome Performance Analysis Tool in Linux ^[10] 】

References

[1] /proc/stat: https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/9187775.html#system_proc_stat
[2] /proc//stat: https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/9187775.html#process_proc_stat
[3] 系統級效能分析工具perf的介紹與使用: https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/6241297.html
[4] ksar: https://sourceforge.net/projects/ksar/
[5] How To Create sar Graphs With kSar To Identifying Linux Bottlenecks: https://www.cyberciti.biz/tips/identifying-linux-bottlenecks-sar-graphs-with-ksar.html
[6] Collect and report Linux System Activity Information with sar: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/Collect_and_report_Linux_System_Activity_Information_with_sar
[7] Linux Performance Measurements using vmstat: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/Linux_Performance_Measurements_using_vmstat
[8] Collectl: Linux 效能監控的全能冠軍: https://linux.cn/article-3154-1.html
[9] Collectl Documentation: http://collectl.sourceforge.net/Documentation.html
[10] Collectl Examples - An Awesome Performance Analysis Tool in Linux: https://linoxide.com/monitoring-2/collectl-tool-install-examples/