手把手教你搞定Linux中程序的性能監(jiān)控

介紹

??在linux上跑程序時(shí)，常常遇到程序卡頓，內(nèi)存消耗大，這時(shí)候，我們需要使用free查看內(nèi)存使用情況及top內(nèi)存消耗排行，當(dāng)然，我們還可以繼續(xù)使用一些其他的JVM監(jiān)控命令如jstat等命令進(jìn)行java程序的性能評(píng)估。

free命令介紹

??free命令是顯示系統(tǒng)內(nèi)存的使用情況，一般包括了物理內(nèi)存、交換內(nèi)存以及內(nèi)核緩沖區(qū)內(nèi)存。

free命令使用

[linux@001]$ free --help

Usage:
 free [options]

Options:
 -b, --bytes         show output in bytes
 -k, --kilo          show output in kilobytes
 -m, --mega          show output in megabytes
 -g, --giga          show output in gigabytes
     --tera          show output in terabytes
 -h, --human         show human-readable output
     --si            use powers of 1000 not 1024
 -l, --lohi          show detailed low and high memory statistics
 -t, --total         show total for RAM + swap
 -s N, --seconds N   repeat printing every N seconds
 -c N, --count N     repeat printing N times, then exit
 -w, --wide          wide output

     --help     display this help and exit
 -V, --version  output version information and exit

free命令示例

[linux@001]$ free -b
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:    16657858560  9096298496  5962731520    42442752  1598828544  7198982144
Swap:             0           0           0
[linux@001]$ free -k
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:       16267440     8884816     5821264       41448     1561360     7028544
Swap:             0           0           0
[linux@001]$ free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          15886        8757        5612          40        1516        6782
Swap:             0           0           0
[linux@001]$ free -g
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:             15           8           5           0           1           6
Swap:             0           0           0
[linux@001]$ free -h
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            15G        8.6G        5.5G         40M        1.5G        6.6G
Swap:            0B          0B          0B
[linux@001]$ free -l -h
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            15G        8.5G        5.6G         40M        1.5G        6.7G
Low:            15G          9G        5.6G
High:            0B          0B          0B
Swap:            0B          0B          0B
[linux@001]$ free -t -h
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            15G        8.5G        5.6G         40M        1.5G        6.7G
Swap:            0B          0B          0B
Total:          15G        8.5G        5.6G
[linux@001]$ free -s 10
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:       16267440     8910116     5798884       41448     1558440     7003268
Swap:             0           0           0

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:       16267440     8912052     5796892       41448     1558496     7001336
Swap:             0           0           0

free命令的參數(shù)說(shuō)明

• Mem：內(nèi)存的使用情況。
• Swap：交換空間的使用情況，是磁盤的一塊區(qū)域，可以是swap分區(qū)也可以是swap文件，當(dāng)系統(tǒng)物理內(nèi)存使用比較緊張時(shí)，Linux會(huì)將內(nèi)存中不常被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)保存到Swap中，若需要訪問(wèn)該內(nèi)容，會(huì)加載到內(nèi)存中，即換出和換入的意思。
• total：物理內(nèi)存總數(shù)。
• used：已使用內(nèi)存大小。
• free：可使用內(nèi)存大小，即未被真正使用過(guò)的物理內(nèi)存大小。
• shared：多個(gè)進(jìn)程可共享內(nèi)存大小。
• buff/cache：磁盤緩存大小。
• available：可提供的內(nèi)存大小，區(qū)別于free列，如果沒(méi)有足夠的free內(nèi)存可用，會(huì)從buffer/cache回收內(nèi)存來(lái)滿足應(yīng)用程序的需求，所以available=free+buffer+cache。

top命令介紹

??top命令是用于監(jiān)控Linux系統(tǒng)狀況，可以通過(guò)該命令實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)各個(gè)進(jìn)程的資源占用狀況。相當(dāng)于Windows系統(tǒng)的任務(wù)管理器。

top命令使用

[linux@001]$ top -help
  procps-ng version 3.3.10
Usage:
  top -hv | -bcHiOSs -d secs -n max -u|U user -p pid(s) -o field -w [cols]

使用格式：top [-] [d] [p] [q] [c] [b] [S] [s] [n]

• d：指定兩次頻幕刷新頻率，即時(shí)間間隔。如top -d 4，指定更新周期為4秒。
• p：指定監(jiān)控進(jìn)程id來(lái)監(jiān)控某個(gè)進(jìn)程狀態(tài)。如top -p 1201，顯示進(jìn)程號(hào)為1201的進(jìn)程信息、cpu、內(nèi)存占用等信息。
• q：無(wú)延時(shí)刷新，若有超級(jí)用戶權(quán)限，則top會(huì)以高優(yōu)先級(jí)運(yùn)行。
• c：顯示整個(gè)命令行。如top -c，顯示每個(gè)進(jìn)程的完整命令。
• S：指定累計(jì)模式。如top -S，以累計(jì)模式顯示程序信息。
• s：使top命令在安全模式中運(yùn)行。如top -s，不能交互使用s鍵位，會(huì)報(bào)unavailable in secure mode提示。
• n：指定更新的次數(shù)。如top -n 2只更新2次，就退出top程序。
• b：批處理模式顯示程序信息。如top -b，以批處理模式顯示程序信息。top界面程序交互常用按鍵說(shuō)明：

1. 按c鍵位：切換顯示命令名稱和完整的命令行。
2. 按P鍵位：根據(jù)CPU使用百分比大小進(jìn)行排序。
3. 按M鍵位：根據(jù)內(nèi)存mem占有率大小進(jìn)行排序。
4. 按n鍵位：設(shè)置在進(jìn)程列表中顯示進(jìn)程的數(shù)量。
5. 按T鍵位：根據(jù)時(shí)間/累計(jì)時(shí)間進(jìn)行排序。
6. 按s鍵位：改變畫面更新頻率，輸入兩次刷新之間的延遲時(shí)間，以秒為單位。
7. 按S鍵位：切換到累計(jì)模式；開關(guān)。
8. 按i鍵位：忽略閑置和僵尸進(jìn)程；開關(guān)。
9. 按h鍵位：顯示幫助畫面。10.按u鍵位：輸入指定的user，就會(huì)顯示所有該user的程序進(jìn)程。
10. 按q鍵位：退出top查看程序。
11. 按f鍵位：編排視圖顯示字段。

top命令示例

top - 09:48:58 up 27 days, 23:42,  6 users,  load average: 0.10, 0.27, 0.37
Tasks: 163 total,   1 running, 160 sleeping,   2 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.6 us,  1.2 sy,  0.0 ni, 98.1 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem : 16267440 total,  6819976 free,  8980392 used,   467072 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.  6944052 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 1926 root      20   0 1020672   3584      0 S   0.3  0.0  71:41.44 vmsec-linux
 2501 bdoc      20   0 8421520 569828   3876 S   0.3  3.5  26:53.14 java
 7899 root      20   0  148656   6044   4368 S   0.3  0.0   0:13.34 sshd
12912 root      20   0       0      0      0 S   0.3  0.0   3:03.64 kworker/0:2
31032 root      20   0       0      0      0 S   0.3  0.0   0:43.88 kworker/4:2
    1 root      20   0  191196   3132   1428 S   0.0  0.0   0:33.66 systemd
    2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.38 kthreadd
    3 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:04.44 ksoftirqd/0
    5 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H
    7 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:43.99 migration/0

若按下1數(shù)字鍵，進(jìn)行多核展示

top - 10:35:29 up 28 days, 29 min,  6 users,  load average: 0.09, 0.15, 0.25
Tasks: 159 total,   1 running, 156 sleeping,   2 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  1.3 us,  1.3 sy,  0.0 ni, 97.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu1  :  0.7 us,  1.3 sy,  0.0 ni, 98.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu2  :  1.0 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 98.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu3  :  0.7 us,  1.3 sy,  0.0 ni, 98.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu4  :  0.7 us,  0.7 sy,  0.0 ni, 98.7 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu5  :  0.7 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 96.0 id,  2.3 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu6  :  1.0 us,  1.7 sy,  0.0 ni, 97.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu7  :  1.0 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 98.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem : 16267440 total,  6706632 free,  8955152 used,   605656 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.  6968016 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 7899 root      20   0  148656   6048   4368 S   0.7  0.0   0:24.99 sshd
 1926 root      20   0 1020672   3584      0 S   0.3  0.0  71:46.39 vmsec-linux
 2726 mysql     20   0 4795092 849484   4984 S   0.3  5.2   1835:23 mysqld
 4363 bdoc      20   0 8445056 1.898g  14052 S   0.3 12.2   1:53.14 java
 8185 bdoc      20   0 10.126g 1.471g  12908 S   0.3  9.5  35:39.03 java
 8520 root      20   0  158684   3028   1568 S   0.3  0.0   0:14.86 top
25718 bdoc      20   0  157708   2248   1568 R   0.3  0.0   0:00.17 top

top命令的參數(shù)說(shuō)明

統(tǒng)計(jì)信息區(qū)的前5行是系統(tǒng)整體的系統(tǒng)信息。

1）第1行是任務(wù)隊(duì)列信息，這個(gè)類似于uptime命令的執(zhí)行結(jié)果：

[linux@001]$ uptime
 09:50:06 up 27 days, 23:43,  6 users,  load average: 1.13, 0.47, 0.43

2）第2、3行是進(jìn)程和cpu的統(tǒng)計(jì)信息。tasks：進(jìn)程任務(wù)數(shù)：

• total：表示進(jìn)程總數(shù)；
• running：表示正在運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)；
• sleeping：表示睡眠的進(jìn)程數(shù)；
• stopped：表示停止的進(jìn)程數(shù)；
• zombie：表示僵尸進(jìn)程數(shù)；

%Cpu(s)：cpu使用情況，多核展示也可以通過(guò)按1數(shù)字，就會(huì)變成%Cpu0，%Cpu1，%Cpu2... ...

• us：user，time running un-niced user processes 用戶空間占用cpu百分比；
• sy：system，time running kernel processes 內(nèi)核空間占用cpu百分比；
• ni：nice ， time running niced user processes 用戶進(jìn)程空間內(nèi)改變過(guò)優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程占用cpu百分比；
• id：idle， time idel processes 空閑cpu百分比；
• wa：IO-wait ，time waiting for I/O completion 等待輸入輸出cpu時(shí)間百分比；
• hi：hardware interrupts，time spent servicing hardware interrupts 硬件cpu中斷占用百分比；
• si：software interrupts，time spent servicing software interrupts 軟中斷占用百分比；
• st：time stolen from this vm by the hypervisor虛擬機(jī)占用百分比；我們也可以通過(guò)cat /proc/cpuinfo查看cpu信息：

3）第5、6行是內(nèi)存信息Mem：物理內(nèi)存

• total：物理內(nèi)存總量。
• free：物理空閑內(nèi)存量。
• used：物理已使用內(nèi)存量。
• buff/cache：物理內(nèi)核緩存內(nèi)存量。Swap：交換區(qū)
• total：交換區(qū)總量。
• free：交換區(qū)空閑量。
• used：交換區(qū)使用量。
• avail Mem：交換區(qū)可用量。

4）第7行是各進(jìn)程的監(jiān)控

• PID：進(jìn)程id。
• USER：進(jìn)程所有者。
• PR：進(jìn)程優(yōu)先級(jí)。
• NI：nice值，負(fù)值表示高優(yōu)先級(jí)，正值表示低優(yōu)先級(jí)。
• VIRT：進(jìn)程使用的虛擬內(nèi)存總量，單位是kb，VIRT=SWAP+RES。
• RES：進(jìn)程使用的、未被換出的物理內(nèi)存大小，單位kb，RES=CODE+DATA。
• SHR：共享內(nèi)存大小，單位kb。
• S：進(jìn)程狀態(tài)。D：不可終端的睡眠狀態(tài)；R：運(yùn)行狀態(tài)；S：睡眠狀態(tài)；T：跟蹤/停止?fàn)顟B(tài)；Z：僵尸進(jìn)程狀態(tài)。
• %CPU：上次更新到現(xiàn)在的CPU時(shí)間占用百分比。
• %MEM：進(jìn)程使用的物理內(nèi)存百分比。
• TIME+：進(jìn)程使用的CPU時(shí)間總長(zhǎng)，單位1/100秒。
• COMMAND：進(jìn)程命令名稱/命令行。

jstat命令介紹

??首先得明確一下JVM中的堆內(nèi)存的概念，堆內(nèi)存=年輕代+年老代+永久代+元數(shù)據(jù)，而年輕代=Eden區(qū)+兩個(gè)Survivor區(qū)（From及To）

??一般常用jstat -gc PID查看某個(gè)進(jìn)程的堆內(nèi)存使用情況。

jstat命令使用

使用語(yǔ)法格式jstat - [-t] [-h] [ []]參數(shù)解釋：

• option 常見的都是使用-gcutil查看gc情況。
• vmid ：VM的進(jìn)程號(hào)，即當(dāng)前運(yùn)行的java進(jìn)程號(hào)。
• interval : 間隔時(shí)間，單位為秒或毫秒
• count：打印次數(shù)，如果缺省則打印無(wú)數(shù)次。

用的比較多的是：jstat -gc PID和jstat -gcutil PIDOption Displays...

• -class: Statistics on the behavior of the class loader.
• -compiler: Statistics of the behavior of the HotSpot Just-in-Time compiler.
• -gc: Statistics of the behavior of the garbage collected heap.
• -gccapacity: Statistics of the capacities of the generations and their corresponding spaces.
• -gccause: Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), with the cause of the last and current (if applicable) garbage collection events.
• -gcnew: Statistics of the behavior of the new generation.
• -gcnewcapacity: Statistics of the sizes of the new generations and its corresponding spaces.
• -gcold: Statistics of the behavior of the old and permanent generations.
• -gcoldcapacity: Statistics of the sizes of the old generation.
• -gcpermcapacity: Statistics of the sizes of the permanent generation.
• -gcutil: Summary of garbage collection statistics. printcompilation HotSpot compilation method statistics.

jstat命令示例

jstat -gc常用的參數(shù)說(shuō)明

Column Description

• S0C： Current survivor space 0 capacity (KB).
• S1C： Current survivor space 1 capacity (KB).
• S0U： Survivor space 0 utilization (KB).
• S1U： Survivor space 1 utilization (KB).
• EC: Current eden space capacity (KB).
• EU： Eden space utilization (KB).
• OC： Current old space capacity (KB).
• OU： Old space utilization (KB).
• PC： Current permanent space capacity (KB).
• PU： Permanent space utilization (KB).
• YGC： Number of young generation GC Events.
• YGCT： Young generation garbage collection time.
• FGC： Number of full GC events.常用
• FGCT： Full garbage collection time. 常用
• GCT： Total garbage collection time.常用

jmap命令介紹

??jmap命令可以用于對(duì)堆進(jìn)行立項(xiàng)分析，檢查對(duì)象創(chuàng)建、數(shù)量及對(duì)象所占內(nèi)存大小。一般使用jmap -heap PID用于打印堆使用情況。

jmap命令使用

jmap [ option ] pid：連接進(jìn)程號(hào)jmap [ option ] executable core：連接核心文件jmap [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP：連接遠(yuǎn)程debug服務(wù)的主機(jī)名或ip

[linux@001]$ jmap -h
Usage:
    jmap [option] 
        (to connect to running process)
    jmap [option] 
        (to connect to a core file)
    jmap [option] [server_id@]
        (to connect to remote debug server)

where  is one of:
                   to print same info as Solaris pmap
    -heap                to print java heap summary
    -histo[:live]        to print histogram of java object heap; if the "live"
                         suboption is specified, only count live objects
    -clstats             to print class loader statistics
    -finalizerinfo       to print information on objects awaiting finalization
    -dump: to dump java heap in hprof binary format
                         dump-options:
                           live         dump only live objects; if not specified,
                                        all objects in the heap are dumped.
                           format=b     binary format
                           file=  dump heap to 
                         Example: jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 
    -F                   force. Use with -dump:  or -histo
                         to force a heap dump or histogram when  does not
                         respond. The "live" suboption is not supported
                         in this mode.
    -h | -help           to print this help message
    -J             to pass  directly to the runtime system

jmap命令示例

[linux@001]$ netstat -npl | grep 8889
(Not all processes could be identified, non-owned process info
 will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp6       0      0 :::8889                 :::*                    LISTEN      7253/java
[linux@001]$ jmap -heap 7253
Attaching to process ID 7253, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.65-b01

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 8 thread(s)

Heap Configuration: #堆配置，即JVM參數(shù)配置
   MinHeapFreeRatio         = 0 #最小堆使用比例
   MaxHeapFreeRatio         = 100 #最大堆使用比例
   MaxHeapSize              = 4164943872 (3972.0MB) #最大堆空間大小
   NewSize                  = 87031808 (83.0MB) #新生代分配大小
   MaxNewSize               = 1388314624 (1324.0MB) #最大新生代可分配大小
   OldSize                  = 175112192 (167.0MB) #老年代大小
   NewRatio                 = 2 #新生代比例
   SurvivorRatio            = 8 #新生代和survivor比例
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB) #元數(shù)據(jù)空間大小
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) #指針空間大小
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB #MaxMetaspaceSize=Compressed Class Space Size + Metaspace area (excluding the Compressed Class Space) Size
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB) #G1中的region大小

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space: #eden區(qū)
   capacity = 1342177280 (1280.0MB)
   used     = 970477176 (925.519157409668MB)
   free     = 371700104 (354.48084259033203MB)
   72.30618417263031% used
From Space: #from區(qū)，即survivor1區(qū)
   capacity = 23068672 (22.0MB)
   used     = 22904896 (21.84381103515625MB)
   free     = 163776 (0.15618896484375MB)
   99.29005015980114% used
To Space: #to區(qū)，即survivor2區(qū)
   capacity = 23068672 (22.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 23068672 (22.0MB)
   0.0% used
PS Old Generation #老年代使用情況
   capacity = 176685056 (168.5MB)
   used     = 52151696 (49.73573303222656MB)
   free     = 124533360 (118.76426696777344MB)
   29.5167555087398% used

31742 interned Strings occupying 3385416 bytes.

ps監(jiān)控java線程數(shù)

ps -eLf | grep java | wc -l

ps監(jiān)控進(jìn)程詳情

ps -ef | grep PID

netstat監(jiān)控tcp連接數(shù)

netstat -n | grep tcp | grep 程序端口號(hào)| wc -l

pmap分析線程堆棧

pmap PID

top查看進(jìn)程線程

top -Hp PID

參考

jstat官方命令說(shuō)明

jmap官方命令說(shuō)明

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