Linux系统内存监控、性能诊断工具vmstat命令详解
最近，烦心事有点多，博客也像是进入了便秘期。虽然还远远不到说放弃的地步，但总有一种挤不出牙膏的郁闷感。很怀念前几个月的冲劲和激情，一天都能存好几篇优质草稿。
看来，张戈博客是首次进入瓶颈阶段了！没办法了，先转点基础教程充门面，当然也是为了温故而知新。
vmstat 命令是最常见的 Linux/Unix 监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的 CPU 使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO 读写情况。这个命令是我查看 Linux/Unix 最喜爱的命令，一个是 Linux/Unix 都支持，二是相比 top，我可以看到整个机器的 CPU,内存,IO 的使用情况，而不是单单看到各个进程的 CPU 使用率和内存使用率(使用场景不一样)。
一般 vmstat 工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数，如:
root@ubuntu:~# vmstat 2 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa
1 0 0 3498472 315836 3819540 0 0 0 1 2 0 0 0 100 02 表示每个两秒采集一次服务器状态，1 表示只采集一次。
实际上，在应用过程中，我们会在一段时间内一直监控，不想监控直接结束 vmstat 就行了,例如:
root@ubuntu:~# vmstat 2
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa
1 0 0 3499840 315836 3819660 0 0 0 1 2 0 0 0 100 0
0 0 0 3499584 315836 3819660 0 0 0 0 88 158 0 0 100 0
0 0 0 3499708 315836 3819660 0 0 0 2 86 162 0 0 100 0
0 0 0 3499708 315836 3819660 0 0 0 10 81 151 0 0 100 0
1 0 0 3499732 315836 3819660 0 0 0 2 83 154 0 0 100 0这表示 vmstat 每 2 秒采集数据，一直采集，直到我结束程序，这里采集了 5 次数据我就结束了程序。
好了，命令介绍完毕，现在开始实战讲解每个参数的意思。
①、Linux 内存监控 vmstat 命令输出分成六个部分：
(1)进程procs：
r：在运行队列中等待的进程数 。
b：在等待io的进程数 。
(2)Linux 内存监控内存memoy：
swpd：现时可用的交换内存（单位KB）。
free：空闲的内存（单位KB）。
buff: 缓冲去中的内存数（单位：KB）。
cache：被用来做为高速缓存的内存数（单位：KB）。
(3) Linux 内存监控swap交换页面
si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。
so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。
(4)Linux 内存监控 io块设备:
bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。
bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。
(5)Linux 内存监控system系统：
in: 每秒的中断数，包括时钟中断。
cs: 每秒的环境（上下文）转换次数。
(6)Linux 内存监控cpu中央处理器：
cs：用户进程使用的时间 。以百分比表示。
sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。
id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。
常见诊断：
1.假如 r 经常大于4 ，且 id 经常小于40，表示中央处理器的负荷很重
2.假如 bi，bo 长期不等于0，表示物理内存容量太小②、其中每个参数的意思如下：
r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到 CPU)，我测试的服务器目前 CPU 比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了 CPU 数目，就会出现 CPU 瓶颈了。这个也和 top 的负载有关系，一般负载超过了 3 就比较高，超过了 5 就高，超过了 10 就不正常了，服务器的状态很危险。top 的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的 CPU 很繁忙，一般会造成 CPU 使用率很高。
b 表示阻塞的进程,这个不多说，进程阻塞，大家懂的。
swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于 0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。
free 空闲的物理内存的大小，我的机器内存总共 8G，剩余 3415M。
buff Linux/Unix 系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存，我本机大概占用 300 多 M
cache cache 直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲，我本机大概占用 300 多 M(这里是 Linux/Unix 的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached 会很快地被使用。)
si 每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于 0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常。
so 每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于 0，同上。
bi 块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是 1024byte，我本机上没什么 IO 操作，所以一直是 0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到 140000/s，磁盘写入速度差不多 140M 每秒
bo 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo 就要大于 0。bi 和 bo 一般都要接近 0，不然就是 IO 过于频繁，需要调整。
in 每秒 CPU 的中断次数，包括时间中断
cs 每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在 apache 和 nginx 这种 web 服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择 web 服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到 cs 到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的 CPU 大部分浪费在上下文切换，导致 CPU 干正经事的时间少了，CPU 没有充分利用，是不可取的。
us 用户 CPU 时间，我曾经在一个做加密解密很频繁的服务器上，可以看到 us 接近 100,r 运行队列达到 80(机器在做压力测试，性能表现不佳)。
sy 系统 CPU 时间，如果太高，表示系统调用时间长，例如是 IO 操作频繁。
id 空闲 CPU 时间，一般来说，id + us + sy = 100,一般我认为 id 是空闲 CPU 使用率，us 是用户 CPU 使用率，sy 是系统 CPU 使用率。
wt 等待 IO CPU 时间。