值得收藏！介紹15個Linux下CPU監控工具

作者：佚名 2020-05-28 15:14:05

top是最常用的查看系統資源使用情況的工具，包括CPU、內存等等資源。這里主要關注CPU資源。

1. top

top是最常用的查看系統資源使用情況的工具，包括CPU、內存等等資源。

這里主要關注CPU資源。

1.1 /proc/loadavg

load average取自/proc/loadavg。

9.53 9.12 8.37 3/889 28165

前三個數字是1、5、15分鐘內進程隊列中平均進程數，包括正在運行的進程+準備好等待運行的進程。

第四個數字分子表示正在運行的進程數，分母是進程總數。

最后一個數字是最近運行的進程ID號。

其中top取的是/proc/loadavg的前三個數。

1.2 top使用

打開top，可以指定更新的周期。

輸入H，打開隱藏的線程；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，顯示線程細節，并保存到top.txt中。

其中CPU信息對應的含義如下：

us：user，統計nice小于等于0的用戶空間進程，也即優先級為100~120。  
ni：nice，統計nice大于0的用戶空間進程，也即優先級為121~139。  
sys：system，統計內核態運行時間，不包括中斷。  
id：idle，幾系統處于空閑態。  
wa：iowait，統計io等待時間。  
hi：hardware interrupt，統計硬件中斷時間。  
si：software interrupt，統計軟中斷時間。  
st：steal

2. perf

這里重點關注CPU占用率。

通過sudo perf top -s comm，可以查看當前系統運行進程占比。

這里不像top一樣區分idle、system、user，這里的占比是各個進程在總運行時間里面占比。

通過sudo perf record記錄采樣信息，然后通過sudo perf report -s comm。

3. sar和ksar

sar是System Activity Report的意思，可以用于實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，然后對sysstat進行配置。

sar用于記錄統計信息，ksar用于將記錄的信息圖形化輸出。

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 
# 重啟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信息到文件sar.txt。

LC_ALL=C sar -A > sar.txt

PS：這里直接使用sar -A，在ksar中無法正常顯示。

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

得到如下的圖表。

還可以通過sar記錄一段時間的信息，指定采樣周期和采樣次數。

這些命令前加上LC_ALL=C之后保存到文件中，都可以在ksar中圖形化顯示。

sar 1 100-----------------所有cpu合一的統計信息  
sar -P ALL 1 100--------包括cpu合一以及單個cpu的統計信息  
sar -B 1 100---------------paging統計信息  
sar -b 1 100---------------塊設備IO統計信息  
sar -d 1 100---------------塊設備活動統計信息  
sar -F 1 100----------------掛載的文件系統統計信息  
sar -r ALL------------------ 顯示詳細的內存使用統計信息  
sar -S ------------------------顯示swap空間使用情況統計信息  
sar -w----------------------- 顯示進程創建以及進程切換統計信息  
sar -W-----------------------顯示swap換入換出統計信息。

4. mpstat

mpstat是Multiprocessor Statistics。當沒有參數時，mpstat顯示系統系統以來所有信息平均值。

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 10 20

結果如下：

usr表示用戶空間進程，nice表示nice值大于0的用戶空間進程。

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都是虛擬機時間。

5. uptime

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

uptime通過/proc/uptime和/proc/loadavg獲取相關信息。

up前是當前系統時間，up后是系統運行時長。

load average后是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

6. vmstat

vmstat主要用于監控系統內存使用情況的工具，但是也包含一些CPU相關信息。

使用方法vmstat 5 5表示運行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 st  
1  0 472576 228688 559092 1061756    0    0     9    39    1    0  8  4 87  0  0  
1  0 472576 228184 559100 1061756    0    0     0    13 1532 3395 10  6 84  0  0  
1  0 472576 229308 559100 1061616    0    0     0     0 1446 3449 10  5 85  0  0  
0  0 472576 229592 559108 1061616    0    0     0     6 1419 3474 10  5 85  0  0  
1  0 472576 229804 559108 1061616    0    0     0     0 1446 3439 10  5 85  0  0

上面的參數可以分為6大部分：進程、內存、swap、io、中斷和進程切換、cpu。

更加詳細的解釋：

7. pidstat

pidstat主要用于監控全部或指定進程占用系統資源的情況。

7.1 查看CPU使用情況

pidstat首次運行時顯示自系統啟動開始的各項統計信息，之后運行pidstat將顯示自上次運行該命令以后的統計信息。用戶可以通過指定統計的次數和時間來獲得所需的統計信息。

# 顯示所有的進程統計信息，包括idle進程。  
pidstat -p ALL  
# 更加詳細的顯示了線程統計信息。  
pidstat -p ALL -t  
# 周期采樣和采樣次數  
pidstat [option] interval [count]

除此之外還可以通過-p獲取指定進程的統計信息。

pidstat還可以通過-r獲取內存使用統計信息，通過-d獲取IO使用統計信息。

7.2 查看內存使用情況

pidstat -p ALL -r結果如下：

15時18分21秒 UID    PID  minflt/s  majflt/s  VSZ   RSS   %MEM  Command  
15時18分21秒 0     1    0.02    0.00  185316   3028  0.08  systemd  
15時18分21秒 0     2    0.00    0.00    0    0   0.00  kthreadd  
15時18分21秒 0     4    0.00    0.00    0    0   0.00  kworker/0:0H  
15時18分21秒 0     6    0.00    0.00    0    0   0.00  mm_percpu_wq  
15時18分21秒 0      7    0.00    0.00    0    0   0.00  ksoftirqd/0  
15時18分21秒 0     8    0.00    0.00    0    0   0.00  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內存地址映射成物理內存地址產生的page fault次數。

majflt/s: 每秒主缺頁錯誤次數(major page faults)，當虛擬內存地址映射成物理內存地址時，相應的page在swap中，這樣的page fault為major page fault，一般在內存使用緊張時產生。

VSZ: 該進程使用的虛擬內存(以kB為單位)。

RSS: 該進程使用的物理內存(以kB為單位)。

%MEM: 該進程使用內存的百分比。

Command: 拉起進程對應的命令。

7.3 查看磁盤使用情況

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  Command  
15時20分40秒 0         1     -1.00     -1.00     -1.00 243523129  systemd  
15時20分40秒 0         2     -1.00     -1.00     -1.00       0  kthreadd  
15時20分40秒 0         4     -1.00     -1.00     -1.00       0  kworker/0:0H  
15時20分40秒 0         6     -1.00     -1.00     -1.00       0  mm_percpu_wq  
15時20分40秒 0         7     -1.00     -1.00     -1.00 714512328679  ksoftirqd/0  
15時20分40秒 0         8     -1.00     -1.00     -1.00 417757303594  rcu_sched

kB_rd/s: 每秒進程從磁盤讀取的數據量(以kB為單位)。
kB_wr/s: 每秒進程向磁盤寫的數據量(以kB為單位)。
kB_ccwr/s：每秒進程被取消向磁盤寫的數據量(以kB為單位)。
Command:：拉起進程對應的命令。

8. time

time命令可以被用于統計指定程序的CPU耗時。

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

2401940638 32606752 nomachine_6.0.80_1.exe  
# 整個操作總耗時,00.263-0.094-0.011=0.158是IO等待耗時。  
real    0m0.263s  
# 用戶態耗時  
user 0m0.094s  
# 內核態耗時  
sys 0m0.011s  
2401940638 32606752 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    0m0.098s  
user 0m0.097s  
sys 0m0.000s

9. cpustat

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

# 顯示Load Avg信息和平均頻率等  
Load Avg 0.66 0.54 0.49, Freq Avg. 1.46 GHz, 4 CPUs online  
# 進程切換次數、硬中斷、軟中斷等等統計信息。  
# CPU占用率、用戶空間和內核空間占用率等。  
3791.1 Ctxt/s, 1709.9 IRQ/s, 1800.0 softIRQ/s, 0.0 new tasks/s, 1 running, 0 blocked  
  %CPU %USR %SYS PID S CPU Time Task  
25.74  25.74   0.00 11435 R 3  2.29w /usr/bin/python3  
15.84  15.84   0.00  9445 S 0  1.49w /usr/lib/xorg/Xorg  
10.89   9.90   0.99  2722 S 1  1.05w compiz  
7.92   0.00   7.92 32352 S 2 16.60s [kworker/2:1]  
0.99   0.00   0.99 32397 R 1  0.01s cpustat  
0.99   0.99   0.00 11046 S 2 16.20h compiz  
0.99   0.99   0.00  1317 S 0  8.76h /usr/NX/bin/nxnode.bin  
0.99   0.00   0.99 10293 S 1  1.24m [kworker/1:2]  
64.36  53.47  10.89 Total  
Load Avg 0.66 0.54 0.49, Freq Avg. 1.75 GHz, 4 CPUs online  
2834.8 Ctxt/s, 1190.9 IRQ/s, 1183.3 softIRQ/s, 0.0 new tasks/s, 4 running, 0 blocked  
  %CPU %USR %SYS PID S CPU Time Task  
25.76  25.76   0.00 11435 R 3  2.29w /usr/bin/python3  
18.18  18.18   0.00  9445 S 0  1.49w /usr/lib/xorg/Xorg  
7.58   7.58   0.00  2722 S 1  1.05w compiz  
6.06   0.00   6.06 32352 S 2 16.64s [kworker/2:1]  
1.52   0.00   1.52 32397 R 1  0.02s cpustat  
1.52   0.00   1.52     8 S 0  3.00h [rcu_sched]  
1.52   0.00   1.52 18409 S 0  1.16m update-notifier  
62.12  51.52  10.61 Total  
Distribution of CPU utilisation (per Task):  
% CPU Utilisation Count (%)  
0.00 - 1.97       706  98.88  
1.97 - 3.94         0   0.00  
3.94 - 5.91         0   0.00  
5.91 - 7.88         2   0.28  
7.88 - 9.85         0   0.00  
9.85 - 11.82         0   0.00  
11.82 - 13.79         1   0.14  
13.79 - 15.76         0   0.00  
15.76 - 17.73         1   0.14  
17.73 - 19.70         1   0.14  
19.70 - 21.67         0   0.00  
21.67 - 23.64         0   0.00  
23.64 - 25.61         2   0.28  
25.61 - 27.57         0   0.00  
27.58 - 29.54         0   0.00  
29.55 - 31.51         0   0.00  
31.52 - 33.48         0   0.00  
33.48 - 35.45         0   0.00  
35.45 - 37.42         0   0.00  
37.42 - 39.39         1   0.14  
Distribution of CPU utilisation (per CPU):----------------------------------------------各CPU占用率，分用戶空間和內核空間。  
 CPU# USR% SYS%  
0  17.37   1.20  
1   8.98   2.40  
2   0.60   7.19  
3  25.75   0.00

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，可以看到進程里面的線程，樹形結構表示了父子關系。

11. atop

atop是一個監控系統資源和進程的工具。它通過CPU使用率來對列表中的進程進行降序排列，而每一個進程則包含了CPU、內存、磁盤和網絡狀態等信息。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、內存、網絡、磁盤和進程。除了報告統計，glances不支持任何其他特性或功能。當程序運行時點擊“h”可以顯示幫助頁面。

13. nmon

Nmon是一個非常容易使用，能夠在一個屏幕上監視CPU、內存、網絡、磁盤使用狀況和進程列表的工具。除了無法管理進程和修改報告顯示，Nmon與那些只用于報告的報告工具完全一樣。另外，它可以將數據保存到電子表格文件。

14. pcp-gui

Performance Co-Pilot，簡稱PCP，是一個系統性能和分析框架。它從多個主機整理數據并實時的分析，幫你識別不正常的表現模式。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選擇需要打開的視圖，比如CPU、Disk、Memory等。

15. collectl和colplot

15.1 collectl使用

collectl是一款非常優秀并且有著豐富的命令行功能的實用程序，你可以用它來采集描述當前系統狀態的性能數據。

不同于大多數其它的系統監控工具，collectl 并非僅局限于有限的系統度量，相反，它可以收集許多不同類型系統資源的相關信息，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，默認collectl顯示cpu、磁盤、網絡信息。

collectl還可以顯示更多的子系統信息，如果選項存在對應的大寫選項，大寫選項表示更細節的設備統計信息。

b – buddy info (內存碎片)  
c – 所有CPU的合一統計信息；C - 單個CPU的統計信息。  
d – 整個文件系統Disk合一統計信息；C - 單個磁盤的統計信息。  
f – NFS V3 Data  
i – Inode and File System  
j – 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 – Lustre  
m – 顯示整個系統Memory使用情況；M - 按node顯示內存使用情況。  
n – 顯示整個系統的Networks使用情況；N - 分網卡顯示網絡使用情況。  
s – Sockets  
t – TCP  
x – Interconnect  
y – 對系統所有Slabs (系統對象緩存)使用統計信息；Y - 每個slab使用的詳細信息。

collectl --all顯示所有子系統的統計信息，包括cpu、終端、內存、磁盤、網絡、TCP、socket、文件系統、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)結合能提供可視化圖形。

15.2 colplot使用

colplot是collectl工具集的一部分，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之后，sudo ./INSTALL安裝colplot。

安裝之后重啟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。

通過Change Dir選擇存放經過collectl -P保存的數據，然后設置Plot細節、顯示那些子系統、plot大小等等。

最后Generate Plot查看結果。

責任編輯：龐桂玉來源：民工哥技術之路