這篇文章給大家分享的是有關(guān)Linux下常用系統(tǒng)分析工具有哪些的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。
創(chuàng)新互聯(lián)是一家業(yè)務(wù)范圍包括IDC托管業(yè)務(wù),網(wǎng)站空間、主機租用、主機托管，四川、重慶、廣東電信服務(wù)器租用,服務(wù)器托管德陽，成都網(wǎng)通服務(wù)器托管,成都服務(wù)器租用,業(yè)務(wù)范圍遍及中國大陸、港澳臺以及歐美等多個國家及地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)公司。
1.CPU
對于cpu我們主要介紹top，strace，perf，vmstat。
1.1 top
top命令可以實時動態(tài)地查看系統(tǒng)的整體運行情況，是一個綜合了多方信息監(jiān)測系統(tǒng)性能和運行信息的實用工具。
Top常用的可選參數(shù)和其對應(yīng)的含義如下：
(1)-c：顯示完整的命令;
(2)-d：屏幕刷新間隔時間;
(3)-i<時間>：設(shè)置間隔時間;
(4)-u<用戶名>：指定用戶名;
(5)-p<進程號>：指定進程;
(6)-n<次數(shù)>：循環(huán)顯示的次數(shù)。
top執(zhí)行起來的效果如下：
前五行是系統(tǒng)整體的統(tǒng)計信息。***行是任務(wù)隊列信息，第二行和第三行為進程和CPU的信息，***兩行為內(nèi)存信息。下面對一些比較重要的參數(shù)進行說明。
Load average：0.60,0.94,1.04。load average表示系統(tǒng)在過去1分鐘5分鐘15分鐘的任務(wù)隊列的平均長度。這個值越大就表示系統(tǒng)CPU越繁忙。
Cpu(s):5.0%us(用戶空間占用的cpu***)，3.9%sy(系統(tǒng)空間占用的cpu百分比)，0.0%ni(用戶進程空間內(nèi)改變過優(yōu)先級的用戶占用的cpu百分比)，90.9%id(空閑cpu的百分比)，0.2%wa(等待輸入輸出cpu的百分比)。
Mem：817280k buffers(用作內(nèi)核緩存的內(nèi)存量)。
Swap：磁盤交換區(qū)容量。
1.2 strace
strace可以跟蹤到一個進程產(chǎn)生的系統(tǒng)調(diào)用，包含參數(shù)、返回值、執(zhí)行消耗的時間。
strace的常用的選項以及選項對應(yīng)的含義如下：
(1)-c 統(tǒng)計每一系統(tǒng)調(diào)用的所執(zhí)行的時間,次數(shù)和出錯的次數(shù)等
(2)-f 跟蹤由fork調(diào)用所產(chǎn)生的子進程
(3)-t 在輸出中的每一行前加上時間信息
(4)-tt 在輸出中的每一行前加上時間信息(微妙級)
(5)-T 顯示每一調(diào)用所耗的時間
(6)-e trace=set 只跟蹤指定的系統(tǒng)調(diào)用。例如:-e trace=open,close,read,write表示只跟蹤這四個系統(tǒng)調(diào)用。默認的為set=all
(7)-e trace=file 只跟蹤有關(guān)文件操作的系統(tǒng)調(diào)用
(8)-e trace=process 只跟蹤有關(guān)進程控制的系統(tǒng)調(diào)用
(9)-e trace=network 跟蹤與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的所有系統(tǒng)調(diào)用
(10)-e strace=signal 跟蹤所有與系統(tǒng)信號有關(guān)的 系統(tǒng)調(diào)用
(11)-e trace=ipc 跟蹤所有與進程通訊有關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用
(12)-o filename 將strace的輸出寫入文件filename -p pid 跟蹤指定的進程pid
例如執(zhí)行 strace cat /dev/null，會得到如下輸出：
每一行都是一條系統(tǒng)調(diào)用，等號左邊是系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)名及其參數(shù)，右邊是該調(diào)用的返回值。如果你知道你要找的是什么，你可以讓strace只跟蹤一些類型的系統(tǒng)調(diào)用。例如你需要看看在loadconfigure腳本里面執(zhí)行的程序里面系統(tǒng)調(diào)用ececve的調(diào)用情況，則只需要輸入這樣一條shell命令：strace -f -o loadconfigure-strace.txt -e execve ./loadconfigure
再例如，我們知道ActLogicSvr的進程號是16789，則可以執(zhí)行strace -p 16789 -c來統(tǒng)計ActLogicSvr在某一段時間系統(tǒng)調(diào)用的統(tǒng)計情況。結(jié)果如下所示：
這里很清楚的告訴你調(diào)用了那些系統(tǒng)函數(shù)，調(diào)用次數(shù)多少，消耗了多少時間等等這些信息，這個對我們分析一個程序來說是非常有用的。
1.3 Perf
perf是Linux的性能調(diào)優(yōu)工具。perf工具的常用命令包括top，record，report等。
perf top命令用來顯示程序運行的整體狀況。該命令主要用來觀察整個系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，比如可以通過查看該命令的輸出來查看當(dāng)前系統(tǒng)最耗時的內(nèi)核函數(shù)或某個用戶進程。Perf stat的運行效果如下：
perf record命令則用來記錄指定事件在程序運行過程中的信息，而Perf report命令則用來報告基于前面record命令記錄的事件信息生成的程序運行狀況報告。我們通常用命令perf record -g -p pid將進程在命令運行期間的各項指令運行所占CPU的比例存在perf.data里面(-g表示記錄函數(shù)之間的調(diào)用關(guān)系)。再用perf report --call-graph --stdio將剛剛的統(tǒng)計結(jié)果展示出來。
perf record帶-g選項時，perf report的運行效果：
perf record不帶-g選項時，perf report的運行效果：
1.4 vmstat
vmstat是一個很全面的性能分析工具，可以觀察到系統(tǒng)的進程狀態(tài)、內(nèi)存使用、虛擬內(nèi)存使用、磁盤的 IO、中斷、上下問切換、CPU使用等。
vmstat的輸出如下：
procs：
- r：運行隊列中進程數(shù)量，這個值也可以判斷是否需要增加CPU。(長期大于1)
- b：因為io處于阻塞狀態(tài)的進程數(shù)。
memory：
-swap：使用虛擬內(nèi)存大小
-free：空閑物理內(nèi)存大小
-buff：用作緩沖的內(nèi)存大小
-cache：用作緩存的內(nèi)存大小
swap：
si：每秒從交換區(qū)寫到內(nèi)存的大小，由磁盤調(diào)入內(nèi)存
so：每秒寫入交換區(qū)的內(nèi)存大小，由內(nèi)存調(diào)入磁盤
io：
- bi：從塊設(shè)備讀入的數(shù)據(jù)總量(讀磁盤)(KB/s)
- bo：寫入到塊設(shè)備的數(shù)據(jù)總量(寫磁盤)(KB/s)
system：
- in:每秒產(chǎn)生的中斷次數(shù)
- cs：每秒產(chǎn)生的上下文切換次數(shù)
cpu：
- us：用戶進程消耗的CPU時間百分比
- sy：內(nèi)核進程消耗的CPU時間百分比
- wa：IO等待消耗的CPU時間百分比
- id：CPU處在空閑狀態(tài)時間百分比
2.網(wǎng)絡(luò)
2.1 netstat命令
netstat命令用來打印Linux中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的狀態(tài)信息，可讓你得知整個Linux系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)情況。
netstat的常用的選項如下：
(1)-a(all)顯示所有選項
(2)-t(tcp)僅顯示tcp相關(guān)選項
(3)-u(udp)僅顯示udp相關(guān)選項
(4)-l(listen)僅列出有在Listen(監(jiān)聽)的服務(wù)狀態(tài)
(5)-p(program)顯示建立相關(guān)鏈接的程序名
(6)-r(route)顯示路由信息，路由表
(7)-e(extend)顯示擴展信息
(8)-c 每隔一個固定時間，執(zhí)行該netstat命令。
在這里我們簡單復(fù)習(xí)一下TCP三次握手和四次揮手的過程，便于下面解釋netstat中tcp的各種狀態(tài)。
TCP三次握手的過程如下：
(1)主動連接端發(fā)送一個SYN包給被動連接端;
(2)被動連接端收到SYN包后，發(fā)送一個帶ACK的SYN包給主動連接端。
(3)主動連接端發(fā)送一個帶ACK標(biāo)志的包給被動連接端，握手動作完成。
TCP的四次揮手過程如下：
(1)主動關(guān)閉端發(fā)送一個FIN包給被動關(guān)閉端。
(2)被動關(guān)閉端收到FIN包后，發(fā)送一個ACK包給主動關(guān)閉端。
(3)被動關(guān)閉端發(fā)送了ACK包后，再發(fā)送一個FIN包給主動關(guān)閉端。
(4)主動關(guān)閉端收到FIN包后，發(fā)送一個ACK包。當(dāng)被動關(guān)閉端收到ACK后，四次揮手動作完成，連接斷開。
下面我們解釋一下netstat中tcp連接對應(yīng)的各種狀態(tài)。
(1)LISTEN：偵聽狀態(tài)，等待遠程機器的連接請求。
(2)SYN_SEND：在TCP三次握手期間，主動連接端發(fā)送了SYN包后，進入SYN_SEND狀態(tài)，等待對方的ACK包。
(3)SYN_RECV：在TCP三次握手期間，主動接收端收到SYN包后，進入SYN_RECV狀態(tài)。
(4)ESTABLISHED：完成TCP三次握手后，主動連接端進入ESTABLISHED狀態(tài)。此時，TCP連接已經(jīng)建立，可以進行通信。
(5)FIN_WAIT_1：在TCP四次揮手時，主動關(guān)閉端發(fā)送FIN包后，進入FIN_WAIT_1狀態(tài)。
(6)FIN_WAIT_2：在TCP四次揮手時，主動關(guān)閉端收到ACK包后，進入FIN_WAIT_2狀態(tài)。
(7)TIME_WAIT：在TCP四次揮手時，主動關(guān)閉端發(fā)送了ACK包之后，進入TIME_WAIT狀態(tài)，等待最多2MSL時間，讓被動關(guān)閉端收到ACK包。
(8)CLOSING：在TCP四次揮手期間，主動關(guān)閉端發(fā)送了FIN包后，沒有收到對應(yīng)的ACK包，卻收到了對方的FIN包，此時進入CLOSING狀態(tài)。
(9)CLOSE_WAIT：在TCP四次揮手期間，被動關(guān)閉端收到FIN包后，進入CLOSE_WAIT狀態(tài)。
(10)LAST_ACK：在TCP四次揮手時，被動關(guān)閉端發(fā)送FIN包后，進入LAST_ACK狀態(tài)，等待對方的ACK包。
netstat -te(顯示出所有的tcp連接)執(zhí)行起來的效果如下：
netstat的常用方法：
(1)netstat -p | grep 19626：得到進程號19626的進程所打開的所有端口
(2)netstat -tpl：查看當(dāng)前tcp監(jiān)聽端口, 需要顯示監(jiān)聽的程序名。
(3)netstat -c 2：隔兩秒執(zhí)行一次netstat，持續(xù)輸出
2.2 lsof
lsof命令用于查看進程開打的文件，打開文件的進程，進程打開的端口(TCP、UDP)。在linux環(huán)境下，任何事物都以文件的形式存在，通過文件不僅僅可以訪問常規(guī)數(shù)據(jù)，還可以訪問網(wǎng)絡(luò)連接和硬件。在使用TCP的UDP的時候，系統(tǒng)在后臺都為該應(yīng)用程序分配了一個文件描述符。無論這個文件的本質(zhì)如何，該文件描述符為應(yīng)用程序與基礎(chǔ)操作系統(tǒng)之間的交互提供了通用接口。
lsof的使用示例如下：
輸出的各項的含義如下：
COMMAND：進程的名稱
PID：進程標(biāo)識符
USER：進程所有者
FD：文件描述符，應(yīng)用程序通過文件描述符識別該文件。如cwd、txt等
TYPE：文件類型，如DIR、REG等
DEVICE：指定磁盤的名稱
SIZE：文件的大小
NODE：索引節(jié)點(文件在磁盤上的標(biāo)識)
NAME：打開文件的確切名稱
Lsof的常用方法：
(1)lsof abc.txt：查看所有打開了文件abc.txt的進程。
(2)lsof -p pid：顯示進程打開的所有的文件。
2.3 tcpdump
tcpdump可以將網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)包完全截獲下來提供分析。它支持針對網(wǎng)絡(luò)層、協(xié)議、主機、網(wǎng)絡(luò)或端口的過濾，并提供and、or、not等邏輯語句來幫助你去掉無用的信息。
tcpdump的常用參數(shù)：
(1)-nn，直接以 IP 及 Port Number 顯示，而非主機名與服務(wù)名稱。
(2)-i，后面接要「監(jiān)聽」的網(wǎng)絡(luò)接口，例如 eth0, lo, ppp0 等等的接口。
(3)-w，如果你要將監(jiān)聽所得的數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)儲存下來，用這個參數(shù)就對了。后面接文件名。
(4)-c，監(jiān)聽的數(shù)據(jù)包數(shù)，如果沒有這個參數(shù)， tcpdump 會持續(xù)不斷的監(jiān)聽，直到用戶輸入 [ctrl]-c 為止。
(***，數(shù)據(jù)包的內(nèi)容以 ASCII 顯示，通常用來捉取 WWW 的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)包資料。
(6)-e，使用資料連接層 (OSI 第二層) 的 MAC 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)來顯示。
(7)-q，僅列出較為簡短的數(shù)據(jù)包信息，每一行的內(nèi)容比較精簡。
(8)-X，可以列出十六進制 (hex) 以及 ASCII 的數(shù)據(jù)包內(nèi)容，對于監(jiān)聽數(shù)據(jù)包內(nèi)容很有用。
(9)-r，從后面接的文件將數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)讀出來。那個「文件」是已經(jīng)存在的文件，并且這個「文件」是由 -w 所制作出來的。
tcpdump的常見用法：
(1)tcpdump -i eth2 host ***.***.***.***：抓取所有經(jīng)過 eth2，目的或源地址是***.***.***.***的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(2)tcpdump -i eth2 dst host ***.***.***.***：抓取所有經(jīng)過 eth2，目的地址是***.***.***.***的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(3)tcpdump -i eth2 src host ***.***.***.***：抓取所有經(jīng)過 eth2，源地址是***.***.***.***的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(4)tcpdump -i eth2 port 36000：抓取所有經(jīng)過 eth2，目的端口或源端口是36000的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(5)tcpdump -i eth2 src port 36000：抓取所有經(jīng)過 eth2，源端口是36000的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(6)tcpdump -i eth2 dst port 36000：抓取所有經(jīng)過 eth2，目的端口是36000的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(7)tcpdump -i eth2 'src host ***.***.***.*** && src port 36000'：抓取所有經(jīng)過 eth2，目的地址是10.136.12.1且目的端口是36000的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(8)在10.136.12.1機器上我們通過top知道了ActLogicSvr的進程id為16789。然后通過netstat -ap | grep 16789得到ActLogicSvr監(jiān)聽的端口是10014。如下圖所示：
然后我們通過 tcpdump -i eth2 'port 10014' -xxx抓取通過10014端口的所有的包。我們通過模擬接口測試的方法給ActLogicSvr發(fā)一條請求。抓到的包結(jié)果如下：
從抓到的包上我們可以清楚的看到tcp連接建立的三次握手到數(shù)據(jù)傳輸?shù)絫cp連接斷開四次揮手的過程(前三個數(shù)據(jù)包是三次握手的過程，***四個數(shù)據(jù)包是四次揮手的過程，中間的為數(shù)據(jù)傳輸所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包)。
3 內(nèi)存
3.1 valgrind
valgrind 是在Linux程序中廣泛使用的調(diào)試應(yīng)用程序。它尤其擅長發(fā)現(xiàn)內(nèi)存管理的問題，可以檢查程序運行時的內(nèi)存泄漏問題等。我們在使用valgrind時也主要用到它的內(nèi)存泄漏檢測功能，即memcheck功能。它檢查所有對內(nèi)存的讀/寫操作，并截取所有的malloc/new/free/delete調(diào)用。因此memcheck工具能夠探測到以下問題：
(1)使用未初始化的內(nèi)存
(2)讀/寫已經(jīng)被釋放的內(nèi)存
(3)讀/寫內(nèi)存越界
(4)讀/寫不恰當(dāng)?shù)膬?nèi)存棧空間
(5)內(nèi)存泄漏
(6)使用malloc/new/new[]和free/delete/delete[]不匹配。
(7)src和dst的重疊valgrind的可選的參數(shù)以及對應(yīng)的含義如下所示：
(1)-version 顯示valgrind內(nèi)核的版本，每個工具都有各自的版本。
(2)q –quiet 安靜地運行，只打印錯誤信。
(3)v –verbose 更詳細的信息, 增加錯誤數(shù)統(tǒng)計。
(4)-trace-children=no|yes 跟蹤子線程
(5)-track-fds=no|yes 跟蹤打開的文件描述
(6)-time-stamp=no|yes 增加時間戳到LOG信息
(7)-log-fd=
(8)-log-file=
(9)-log-file-exactly=
(10)-log-file-qualifier= 取得環(huán)境變量的值來做為輸出信息的文件名。
(11)-log-socket=ipaddr:port 輸出LOG到socket ，ipaddr:port
LOG信息輸出：
(1)-xml=yes 將信息以xml格式輸出，只有memcheck可用
(2)-num-callers=
(3)-error-limit=no|yes 如果太多錯誤，則停止顯示新錯誤? [yes]
(4)-error-exitcode=
(5)-db-attach=no|yes 當(dāng)出現(xiàn)錯誤，valgrind會自動啟動調(diào)試器gdb。[no]
(6)-db-command=
(1)--leak-check=no|summary|full 要求對leak給出詳細信息? [summary]
(2)--leak-resolution=low|med|high how much bt merging in leak check [low]
(3)--show-reachable=no|yes show reachable blocks in leak check? [no]
示例：valgrind --leak-check=full /usr/local/app/taf/tafnode/data/TenFortune.WeChatProxySvr/bin/WeChatProxySvr --config=/usr/local/app/taf/tafnode/data/TenFortune.WeChatProxySvr/conf/TenFortune.WeChatProxySvr.config.conf -trace-child=yes。執(zhí)行的結(jié)果：
4 磁盤
4.1 iotop
iotop命令是一個用來監(jiān)視磁盤I/O使用狀況的top類工具。iotop具有與top相似的UI，其中包括PID、用戶、I/O、進程等相關(guān)信息。Linux下的IO統(tǒng)計工具如iostat，nmon等大多數(shù)是只能統(tǒng)計到per設(shè)備的讀寫情況，如果你想知道每個進程是如何使用IO的就比較麻煩，使用iotop命令可以很方便的查看。
iostat命令選項：
-o：只顯示有io操作的進程
-n NUM：顯示NUM次，主要用于非交互式模式。
-d SEC：間隔SEC秒顯示一次。
-p PID：監(jiān)控的進程pid。
-u USER：監(jiān)控的進程用戶。
iotop的執(zhí)行效果：
感謝各位的閱讀！關(guān)于“Linux下常用系統(tǒng)分析工具有哪些”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
重慶分公司
重慶分公司
