在Linux系统管理中，监控和分析服务器性能是确保系统稳定、高效运行的关键，本文将深入探讨常用的Linux服务器性能指令，包括vmstat、mpstat、pidstat、free、top等，通过详细解释每个指令的使用方法、输出结果及其背后的原理，帮助读者全面掌握这些工具的使用技巧。

一、vmstat

1、概述：vmstat（Virtual Meomory Statistics）是一款强大的性能监控工具，能够实时报告系统的内存、进程、分页、块IO、陷阱以及CPU活动情况。

2、常用参数及示例

基本用法：vmstat [选项] [延迟时间] [次数]。vmstat 1 5表示每隔1秒获取一次数据，共获取5次。

输出字段说明

r：表示运行队列（run queue）中等待被调度的进程数，如果该值持续高于CPU核数，可能意味着CPU资源紧张。

b：表示等待资源的进程数，如等待I/O、内存交换等。

swpd：虚拟内存使用量，如果物理内存不足，系统会使用虚拟内存（swap），当该值不为0且si、so也持续不为0时，表明内存压力较大。

free：空闲物理内存大小。

buff：用作缓冲的内存数量。

cache：用作缓存的内存数量。

si：每秒从磁盘交换到内存的数据量（单位为KB）。

so：每秒从内存交换到磁盘的数据量（单位为KB）。

bi：每秒从块设备读取的数据量（单位为KB）。

bo：每秒写入块设备的数据量（单位为KB）。

in：每秒中断次数，包括时钟中断。

cs：每秒上下文切换次数。

us：用户态CPU时间百分比。

sy：内核态CPU时间百分比。

id：空闲CPU时间百分比。

wa：等待I/O操作的CPU时间百分比。

st：被虚拟机占用的CPU时间百分比（在有虚拟机的情况下）。

3、应用场景：通过vmstat可以快速了解系统的负载情况、内存使用情况以及CPU的活动状态，如果发现r值持续较高，可能需要进一步排查哪些进程占用了大量CPU资源；如果si和so值持续不为0，可能需要考虑增加物理内存或优化内存使用策略。

二、mpstat

1、概述：mpstat（Memory Performance Statistics）主要用于监控系统的CPU使用情况，特别是在多处理器环境下，它可以分别显示每个CPU的使用率。

2、常用参数及示例

基本用法：mpstat [选项] [间隔时间] [次数]。mpstat -P ALL 1 10表示每隔1秒获取一次所有CPU的使用情况，共获取10次。

输出字段说明

%usr：用户态CPU时间百分比。

%nice：优先级调整后的CPU时间百分比。

%sys：内核态CPU时间百分比。

%iowait：等待I/O操作的CPU时间百分比。

%irq：处理硬件中断的CPU时间百分比。

%soft：处理软件中断的CPU时间百分比。

%steal：被其他虚拟机占用的CPU时间百分比（在有虚拟机的情况下）。

%guest：运行来宾操作系统代码所消耗的CPU时间百分比（在有虚拟机的情况下）。

%gnice：运行降级虚拟程序所使用的CPU时间百分比（在有虚拟机的情况下）。

%idle：空闲CPU时间百分比。

3、应用场景：mpstat适用于分析系统中各个CPU的负载分布情况，有助于发现某个特定CPU是否过载，在一个多核服务器上运行多个应用程序时，可以通过mpstat查看每个CPU的使用率，从而合理分配任务，避免某个CPU长时间处于高负荷状态。

三、pidstat

1、概述：pidstat（Process Statistics）用于监控特定进程或线程的资源使用情况，如CPU、内存和线程等。

2、常用参数及示例

基本用法：pidstat [选项] [间隔时间] [次数]。pidstat -u 1 5表示每隔1秒获取一次所有进程的CPU使用情况，共获取5次。

输出字段说明

UID：用户ID。

PID：进程ID。

%usr：用户态CPU时间百分比。

%system：内核态CPU时间百分比。

%guest：运行来宾操作系统代码所消耗的CPU时间百分比（在有虚拟机的情况下）。

%CPU：总CPU时间百分比（用户态+内核态+来宾态）。

Command：进程启动命令名称。

3、应用场景：当需要对某个特定的进程进行性能分析时，pidstat非常有用，如果怀疑某个进程占用了过多的CPU资源，可以使用pidstat来跟踪该进程的CPU使用情况，以便找出问题所在并进行优化。

四、free

1、概述：free命令用于显示系统的内存使用情况，包括物理内存和交换空间的使用情况。

2、常用参数及示例

基本用法：free [选项]。free -m表示以MB为单位显示内存使用情况。

输出字段说明

total：总内存大小。

used：已使用的内存大小。

free：空闲内存大小。

shared：共享内存大小（已被废弃，通常为0）。

buff/cache：用作缓冲和缓存的内存大小。

available：可供应用程序使用的内存大小（大约等于free + buff/cache）。

3、应用场景：free命令可以快速了解系统的内存总量、已用量和剩余量，以及内存在不同区域（如缓冲区和缓存）的分布情况，这有助于判断是否需要增加物理内存或调整内存分配策略。

五、top

1、概述：top是一个实时的任务管理器，可以动态地显示系统中正在运行的进程信息，包括CPU、内存使用率等。

2、常用操作及说明

排序：按不同的字段排序，如按CPU使用率（默认）、内存使用率等排序，按CPU使用率排序可以使用快捷键“P”。

筛选：可以根据特定的条件筛选进程，如只显示某个用户的进程或特定命令的进程，按用户筛选可以使用“u”键并输入用户名。

交互操作：支持上下滚动查看进程列表、暂停刷新等操作，按“h”键可以显示帮助信息，了解其他交互操作的快捷键。

3、输出字段说明

PID：进程ID。

USER：进程所有者的用户名。

PR：进程的优先级别。

NI：进程的优先级别数值（负值表示高优先级）。

VIRT：进程占用的虚拟内存值（单位为KB）。

RES：进程占用的物理内存值（单位为KB）。

SHR：进程使用的共享内存值（单位为KB）。

S：进程的状态，其中S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值是负数。

%CPU：该进程占用的CPU使用率。

%MEM：该进程占用的物理内存和总内存的百分比。

TIME+：该进程启动后占用的总的CPU时间。

COMMAND：进程启动的命令名称。

4、应用场景：top命令常用于实时监控系统中的进程资源使用情况，及时发现占用资源过多的进程并采取相应措施，当服务器响应变慢时，可以通过top命令查找占用CPU或内存较高的进程，分析其原因并进行处理。

Linux服务器性能指令是系统管理员不可或缺的工具，通过熟练运用这些指令，可以实时监控系统的各项性能指标，及时发现潜在问题并采取有效的优化措施，确保服务器的稳定、高效运行，无论是日常维护还是故障排查，这些指令都将发挥重要作用，为Linux服务器的性能优化提供有力支持。