高级 Linux 命令精通指南第 3 部分资源管理.docx

1、高级 Linux 命令精通指南第 3 部分资源管理高级 Linux 命令精通指南，第 3 部分：资源管理 作者：Arup Nanda 2009 年 1 月发表在此部分中，了解用于监视物理组件的高级 Linux 命令Linux 系统由若干主要物理组件组成，如 CPU、内存、网卡和存储设备。要有效地管理 Linux 环境，您应该能够以合理的精度测量这些资源的各种指标 每个组件处理多少资源、是否存在瓶颈等。在本系列的其他部分中，您已经学习了处于宏级别的用于测量指标的一些命令。但在此部分中，您将了解专门用于监视物理组件的高级 Linux 命令。具体而言，您将了解以下类别的命令：组件命令内存free、v

2、mstat、mpstat、iostat、sarCPUvmstat、mpstat、iostat、sarI/Ovmstat、mpstat、iostat、sar进程ipcs、ipcrm正如您所见，某些命令出现在多个类别中。这是由于这些命令可以执行很多任务。某些命令比较适合于某些组件，例如 iostat 适合 I/O，但是您应该了解它们工作的差别并使用您更熟悉的命令。在多数情况下，单个命令可能对于了解实际发生的情况没什么用。要获取所需的信息，您应该了解多个命令。free一个常见的问题是“我的应用程序和各种服务器、用户和系统进程正在使用多少内存？”或者“现在有多少内存可用？”如果正在运行的进程使用的内存

3、大于可用 RAM，则需要将这些进程移到交换区。因此，一个补充问题是“正在使用多少交换区空间？”free 命令将回答所有这些问题。而且，一个非常有用的选项 m 可以显示可用内存（以 MB 为单位）：# free -m total used free shared buffers cachedMem: 1772 1654 117 0 18 618-/+ buffers/cache: 1017 754Swap: 1983 1065 918以上输出显示系统具有 1,772 MB 的 RAM，已使用 1,654 MB，还有 117 MB 内存可用。第二行显示在物理内存中缓冲区和缓存大小的更改。第三行显示

4、交换区利用情况。要以 KB 或 GB 为单位显示以上内容，请将 -m 选项分别替换为 -k 或 -g。使用 b 选项将以字节为单位。# free -b total used free shared buffers cachedMem: 1858129920 1724039168 134090752 0 18640896 643194880-/+ buffers/cache: 1062203392 795926528Swap: 2080366592 1116721152 963645440t 选项在输出底部显示总数（物理内存和交换区的总和）：# free -m -t total used fre

5、e shared buffers cachedMem: 1772 1644 127 0 16 613-/+ buffers/cache: 1014 757Swap: 1983 1065 918Total: 3756 2709 1046尽管 free 不显示百分比，但是我们可以提取并格式化输出的特定部分，将已使用的内存仅显示为总数的百分比：# free -m | grep Mem | awk print ($3 / $2)*100 98.7077这在具体数据非常重要的 shell 脚本中非常方便。例如，您可能希望在可用内存的百分比低于特定阈值时触发一个警报。同样，要发现已使用交换区空间的百分比，

6、您可以发出：free -m | grep -i Swap | awk print ($3 / $2)*100可以使用 free 查看应用程序施加的内存负载。例如，启动备份应用程序之前检查可用内存，启动之后立即检查可用内存。两者之差就是备份应用程序消耗的内存。针对 Oracle 用户的用法那么，您如何使用该命令管理运行 Oracle 环境的 Linux 服务器呢？性能问题的一个最常见原因是内存不足，从而导致系统临时将内存区域“交换”到磁盘中。某种程度的交换可能是必然的，但是交换过多则表示可用内存不足。而现在，您可以使用 free 获得可用内存信息，紧接着使用 sar 命令（稍后介绍）检查内存和交

7、换区消耗的历史趋势。如果交换区的使用是暂时的，则可能出现一次高峰，但是如果明确要经过一段时间，则应注意。持续的内存过载可能有几个明显且可能的疑点： 较大的 SGA 高于可用内存 在 PGA 上分配了大量内存 某些进程出现泄露内存的错误对于第一种情况，应确保 SGA 低于可用内存。根据经验，对 SGA 使用大约物理内存的 40%，当然，应根据具体情况定义该参数。对于第二种情况，应尝试减少查询中的大量缓冲区分配。对于第三种情况，应使用 ps 命令（在本系列的之前部分中介绍过）确定可能泄露内存的具体进程。ipcs当某个进程运行时，它会夺取“共享内存”。该进程可能拥有一个或很多个共享内存段。进程之间彼

8、此（“进程间通信”或 IPC）发送消息并使用信号。要显示有关共享内存段、IPC 消息队列以及信号的信息，可以使用一个命令：ipcs。m 选项非常受欢迎；它显示共享内存段。# ipcs -m - Shared Memory Segments -key shmid owner perms bytes nattch status 0xc4145514 2031618 oracle 660 4096 0 0x00000000 3670019 oracle 660 8388608 108 0x00000000 327684 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 3604

9、53 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 393222 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 425991 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 3702792 oracle 660 926941184 108 0x00000000 491529 oracle 600 196608 2 dest 0x49d1a288 3735562 oracle 660 140509184 108 0x00000000 557067 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 1

10、081356 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 983053 oracle 600 196608 2 dest 0x00000000 1835023 oracle 600 196608 2 dest 该输出表明服务器正在运行 Oracle 软件，显示了各种共享内存段。每个共享内存段由显示在“shmid”列下面的共享内存 ID 唯一标识。（稍后，您将看到如何使用该列值。）显然，“owner”显示内存段的所有者，“perms”列显示权限（与 unix 权限相同），“bytes”显示字节大小。-u 选项显示一个非常快速的摘要：# ipcs -mu- Shared

11、 Memory Status -segments allocated 25pages allocated 264305pages resident 101682pages swapped 100667Swap performance: 0 attempts 0 successesl 选项显示限定值（相对于当前值）：# ipcs -ml - Shared Memory Limits -max number of segments = 4096max seg size (kbytes) = 907290max total shared memory (kbytes) = 13115392min s

12、eg size (bytes) = 1如果您看到当前值处于或接近限定值，则应该考虑提高限定值。可以使用 shmid 值获取具体共享内存段的详细图片。i 选项可以完成该操作。下面是查看 shmid 3702792 详细信息的方法：# ipcs -m -i 3702792 Shared memory Segment shmid=3702792uid=500 gid=502 cuid=500 cgid=502mode=0660 access_perms=0660bytes=926941184 lpid=12225 cpid=27169 nattch=113att_time=Fri Dec 19 23

13、:34:10 2008 det_time=Fri Dec 19 23:34:10 2008 change_time=Sun Dec 7 05:03:10 2008 稍后，本文将采用一个示例向您介绍如何解释以上输出。-s 显示系统中的信号：# ipcs -s - Semaphore Arrays -key semid owner perms nsems 0x313f2eb8 1146880 oracle 660 104 0x0b776504 2326529 oracle 660 154 and so on 它显示一些有价值的数据。它显示 ID 为 1146880 的信号数组具有 104 个信号，

14、另一个数组具有 154 个信号。如果您增加信号，则总值必须低于内核参数 (semmax) 定义的上限。安装 Oracle 数据库软件时，预安装的检查程序将检查 semmax 的设置。之后，当系统达到稳定状态时，您可以检查实际的利用情况，然后相应地调整内核值。针对 Oracle 用户的用法如何查看 Oracle 数据库实例使用的共享内存段？为此，请使用 oradebug 命令。首先以 sysdba 身份连接到数据库：# sqlplus / as sysdba在 SQL 中，使用 oradebug 命令，如下所示：SQL oradebug setmypidStatement processed.S

15、QL oradebug ipcInformation written to trace file.要查找跟踪文件的名称，执行以下命令：SQL oradebug TRACEFILE_NAME/opt/oracle/diag/rdbms/odba112/ODBA112/trace/ODBA112_ora_22544.trc现在，如果打开该跟踪文件，将会看到共享内存 ID。下面是该文件的节选：Area #0 Fixed Size containing Subareas 0-0 Total size 000000000014613c Minimum Subarea size 00000000 Area

16、 Subarea Shmid Stable Addr Actual Addr 0 0 17235970 0x00000020000000 0x00000020000000 Subarea size Segment size 0000000000147000 000000002c600000 Area #1 Variable Size containing Subareas 4-4 Total size 000000002bc00000 Minimum Subarea size 00400000 Area Subarea Shmid Stable Addr Actual Addr 1 4 172

17、35970 0x00000020800000 0x00000020800000 Subarea size Segment size 000000002bc00000 000000002c600000 Area #2 Redo Buffers containing Subareas 1-1 Total size 0000000000522000 Minimum Subarea size 00000000 Area Subarea Shmid Stable Addr Actual Addr 2 1 17235970 0x00000020147000 0x00000020147000 Subarea

18、 size Segment size 0000000000522000 000000002c600000. and so on . 共享内存 id 以红色粗体显示。可以使用该共享内存 ID 来获取共享内存的详细信息：# ipcs -m -i 17235970另一个有用的观察是 lpid 的值 最后一个接触共享内存段的进程的进程 ID。要展示该属性的值，使用 SQL*Plus 从另一个会话连接到该实例。# sqlplus / as sysdba在该会话中，查找服务器进程的 PID：SQL select spid from v$process 2 where addr = (select padd

19、r from v$session 3 where sid = 4 (select sid from v$mystat where rownum 2) 5 ); SPID-13224现在，针对同一共享内存段再次执行 ipcs 命令：# ipcs -m -i 17235970 Shared memory Segment shmid=17235970uid=500 gid=502 cuid=500 cgid=502mode=0660 access_perms=0660bytes=140509184 lpid=13224 cpid=27169 nattch=113att_time=Fri Dec 19

20、 23:38:09 2008 det_time=Fri Dec 19 23:38:09 2008 change_time=Sun Dec 7 05:03:10 2008注意，lpid 的值已经从原来的值 12225 更改为 13224。lpid 显示最后一个接触共享内存段的进程的 PID。该命令自身的价值不大。下一个命令 ipcrm 允许您基于输出采取操作，正如您将在下一部分所见。ipcrm既然您已经标识了共享内存和其他 IPC 指标，那么使用它们做什么呢？之前您看到过一些用法，如标识 Oracle 使用的共享内存、确保为共享内存设置了内核参数等等。另一个常见的应用是删除共享内存、IPC 消息

21、队列或信号数组。要删除某个共享内存段，注意 ipcs 命令输出中它的 shmid。然后使用 m 选项删除该段。要删除 ID 为 3735562 的段，使用：# ipcrm m 3735562这将删除该共享内存。还可以使用该命令删除信号和 IPC 消息队列（使用 s 和 q 参数）。针对 Oracle 用户的用法有时当您关闭数据库实例时，Linux 内核可能未完全清除共享内存段。留下的共享内存没有什么用处，但它会占用系统资源，从而使可用于其他进程的内存更少。这种情况下，可以检查 “oracle”用户所拥有的任何延迟共享内存段，然后删除它们，如果有这样的段，使用 ipcrm 命令。vmstatvm

22、stat 是最早用于显示所有与内存和进程相关信息的命令，调用时，该命令会持续运行并发布其信息。它有两个参数：# vmstat 是两次运行之间的时间间隔，以秒为单位。 是 vmstat 重复的次数。下面是当我们希望 vmstat 每隔 5 秒运行一次并在第 10 次运行后停止时的示例。每 5 秒之后都会输出一行并显示此时的统计信息。# vmstat 5 10 procs -memory- -swap- -io- -system- -cpu- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa 0 0 1087032 132500 1526

23、0 622488 89 19 9 3 0 0 4 10 82 5 0 0 1087032 132500 15284 622464 0 0 230 151 1095 858 1 0 98 1 0 0 1087032 132484 15300 622448 0 0 317 79 1088 905 1 0 98 0 shows up to 10 times.该输出显示有关系统资源的大量信息。我们来详细介绍它们：procs显示进程数r等待运行的进程。系统上的负载越多，等待运行 CPU 周期的进程数量越多。b不可中断睡眠的进程，也称为“被阻塞”的进程。这些进程最有可能等待 I/O，但也可能等待其他事情。

24、有时，还存在另外一列，该列位于标题“w”下，显示可以运行但已经交换到交换区域中的进程数。“b”下的数值应接近于 0。如果“w”下的数值很高，可能需要更多内存。下表显示了内存指标：swpd虚拟内存或交换内存的数量（以 KB 为单位）free可用物理内存的数量（以 KB 为单位）buff用作缓冲区的内存数量（以 KB 为单位）cache用作缓存的物理内存数量（以 KB 为单位）缓冲区内存用来存储文件元数据（如 i-nodes）以及原始块设备中的数据。缓存内存用于文件数据本身。下表显示了交换活动：si将内存从磁盘交换回物理 RAM 的速率（以 KB/秒为单位）so将内存从物理 RAM 交换到磁盘的速

25、率（以 KB/秒为单位）下表显示了 I/O 活动：bi系统向块设备发送数据的速率（以块/秒为单位）bo系统从块设备中读取数据的速率（以块/秒为单位）下表显示了系统相关活动：in系统每秒接收到的中断数cs在进程空间中切换上下文的速率（以数量/秒为单位）最后这张表可能用得最多 有关 CPU 负载的信息：us显示花费在用户进程中的 CPU 百分比。Oracle 进程属于这一类。sy系统进程（如所有根进程）使用的 CPU 百分比id可用 CPU 百分比wa花费在“等待 I/O”上的百分比让我们看一看如何解释这些值。输出的第一行是自从系统重新启动以来所有指标的平均值。因此，忽略该行，因为它并不显示当前状

26、态。其他行显示实时指标。理想情况下，等待或阻塞的进程数量（位于“procs”标题下）应该为 0 或接近于 0。如果数值较高，则表示系统没有足够的资源（如 CPU、内存或 I/O）。诊断性能问题时该信息非常有用。“swap”下的数据表明交换是否过多。如果交换过多，则表明物理内存可能不足。应该减少内存需求或增加物理 RAM。“io”下的数据表示往返于磁盘的数据流。这表明正在进行的磁盘活动量，这并不一定表明存在问题。如果您看到“proc”和“b”列（正在阻塞的进程）下有较大的数值和较高的 I/O，则可能出现了严重的 I/O 争用问题。“cpu”标题下是最有用的信息。“id”列显示空闲 CPU。如果用

27、 100 减去该数值，则会得到繁忙 CPU 的百分比。还记得本系列的另一个部分中描述的 top 命令吗？该命令还显示 CPU 的空闲百分比数值。区别是：top 显示每个 CPU 的空闲百分比，而 vmstat 显示所有 CPU 的空闲百分比。vmstat 命令还显示 CPU 使用情况的划分：Linux 系统使用多少、用户进程使用多少以及等待 I/O 使用多少。通过该划分，您可以确定 CPU 消耗的组成。如果系统 CPU 负载较高，能表明正在运行某个根进程（如备份）吗？一段时间内的系统负载应该一致。如果系统显示较高的数值，请使用 top 命令确定占有 CPU 的系统进程。针对 Oracle 用户

28、的用法Oracle 进程（后台进程和服务器进程）和用户进程（sqlplus、apache 等）位于“us”下。如果该数值较高，则使用 top 来确定进程。如果“wa”列显示较高的数值，则表明 I/O 系统无法跟上读取或写入的数量。有时这可能是因为在数据库中进行大量更新，从而导致日志切换以及后续的大量存档进程。但是，如果它持续显示一个较大的数值，则表明可能存在 I/O 瓶颈。Oracle 数据库中的 I/O 瓶颈可能会造成严重的问题。与性能问题不同，慢速 I/O 可能导致控制文件写入速度缓慢，这会导致等待获取控制文件的进程加入队列。如果等待超过 900 秒且等待者是关键进程（如 LGWR），则会

29、关闭数据库实例。如果您看到很多交换，可能是 SGA 的太大，以至于物理内存容纳不下。应该减小 SGA 大小或增加物理内存。mpstat另一个用于获取 CPU 相关统计信息的有用的命令是 mpstat。下面是一个示例输出：# mpstat -P ALL 5 2Linux 2.6.9-67.ELsmp (oraclerac1) 12/20/2008 10:42:38 PM CPU %user %nice %system %iowait %irq %soft %idle intr/s10:42:43 PM all 6.89 0.00 44.76 0.10 0.10 0.10 48.05 1121.6

30、010:42:43 PM 0 9.20 0.00 49.00 0.00 0.00 0.20 41.60 413.0010:42:43 PM 1 4.60 0.00 40.60 0.00 0.20 0.20 54.60 708.40 10:42:43 PM CPU %user %nice %system %iowait %irq %soft %idle intr/s10:42:48 PM all 7.60 0.00 45.30 0.30 0.00 0.10 46.70 1195.0110:42:48 PM 0 4.19 0.00 2.20 0.40 0.00 0.00 93.21 1034.5310:42:48 PM 1 10.78 0.00 88.22 0.40 0.00 0.00 0.20 160.48 Average: CPU %user %nice %system %iowait %irq %soft %idle intr/sAverage: all 7.25 0.00 45.03 0.20 0.05 0.10 47.38 1158.34Average: 0 6.69 0.00 25.57 0.20 0.00 0.10 67.43 724.08Average: 1 7.69 0.00 64.