38、操作系统性能监控与管理全攻略

操作系统性能监控与管理全攻略

在操作系统的使用过程中，性能监控和管理是确保系统稳定运行的关键。本文将详细介绍在 Fedora 13 和 Windows 7 系统中进行性能监控和管理的方法，包括进程管理、性能监控工具的使用等内容。

一、在 Fedora 13 中杀死进程

在 Fedora 13 系统中，有时需要杀死一些不必要的系统进程。以下是具体的操作流程：
1. 启动虚拟机并打开终端
- 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。
- 点击“Applications”，指向“System Tools”，然后点击“Terminal”打开控制台。
2. 创建新的 bash 会话并查看进程信息
- 在原 bash 会话中输入 bash 并回车，创建一个新的 bash 会话。
- 输入 ps –ef 并回车，查看当前系统中的进程信息。
3. 记录进程 ID
- 注意两个 bash 会话进程，记录最新 bash 会话的子进程 ID（PID），以及它与当前 PID 和 ps –ef 进程的关联。
4. 杀死指定进程
- 输入 kill -9 child_PID_value ，将 child_PID_value 替换为实际的子进程 ID，然后回车。
5. 验证进程是否被杀死
- 查看屏幕上是否出现“Killed”消息。
- 再次输入 ps –ef 并回车，确认只有一个 bash 会话进程显示。
6. 关闭窗口并保持登录
- 关闭所有打开的窗口。
- 保持虚拟机登录状态，以便后续操作。

这个过程可以用以下 mermaid 流程图表示：

graph TD
    A[启动虚拟机并打开终端] --> B[创建新 bash 会话并查看进程]
    B --> C[记录子进程 ID]
    C --> D[杀死指定进程]
    D --> E[验证进程是否被杀死]
    E --> F[关闭窗口并保持登录]

二、Windows 7 系统性能监控

在 Windows 7 系统中，可以使用性能监视器来收集和查看系统的实时数据，包括内存、磁盘、处理器、网络等方面的活动。

1. 打开性能监视器

点击“Start”，然后点击“Control Panel”。若需要，点击“View By”并选择“Small icons”。点击“Administrative Tools”，双击“Performance Monitor”，再点击“Performance Monitor”。默认情况下，性能监视器会显示“% Processor Time”。

2. 添加计数器

点击工具栏上的“+”按钮，打开“Add Counters”对话框。该对话框包含以下选项：
- Computers ：使用对话框顶部的控件指定作为性能对象的源虚拟机，可以选择本地计算机或通过在相应框中输入计算机名称选择网络中的其他计算机。
- Performance object ：从列表中选择要监控的虚拟机区域，如“Memory”、“Processor”或“Physical Disk”。点击箭头展开性能对象并查看其计数器。
- Counters ：选择要监控的性能对象的所有计数器或特定计数器，计数器取决于所选的性能对象。
- Instances ：当单个系统上存在多个相同类型的对象时，选择所有实例或特定实例进行测量。例如，选择“Processor”性能对象时，实例列表会显示指定计算机上的所有活动处理器。

选择计数器时，若要查看每个计数器的描述，可勾选“Show description”复选框。选择完成后，点击“Add”按钮，选择的计数器将显示在右侧窗格中。若改变主意，可点击“Remove”按钮。添加完最后一个计数器后，点击“OK”。

3. 监控磁盘性能

磁盘使用统计信息有助于平衡虚拟机的工作负载。性能监视器提供了物理磁盘计数器，用于故障排除和测量物理卷上的活动。微软建议使用以下物理磁盘计数器：
| 计数器 | 描述 |
| ---- | ---- |
| % Disk Time | 磁盘繁忙程度的一般指标；若该计数器的值超过 90%，则检查“Current Disk Queue Length”。 |
| Disk Reads/sec | 磁盘每秒可完成的读取次数；此计数不应超过磁盘驱动器制造商的规格。 |
| Disk Writes/sec | 磁盘每秒可完成的写入次数；同样，此计数不应超过制造商的规格。 |

以下是在 Windows 7 中监控磁盘性能的具体步骤：
1. 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。点击“Start”，点击“Control Panel”，点击“Administrative Tools”，双击“Performance Monitor”，再点击“Performance Monitor”。
2. 点击性能监视器工具栏上的“+”按钮，打开“Add Counters”对话框。
3. 勾选“Show description”以查看计数器描述。
4. 向下滚动并展开“Physical Disk”，再次滚动并点击“% Disk Time”。在实例列表中点击“All instances”，阅读计数器说明，然后点击“Add”。
5. 滚动并点击“Disk Reads/sec”，在实例列表中点击“All instances”，阅读计数器说明，然后点击“Add”。
6. 重复步骤 5 以添加“Disk Writes/sec”。
7. 点击“OK”并观察计数器的变化。
8. 为了模拟活动，点击“Start”，指向“All Programs”，点击“Accessories”，然后点击“WordPad”。
9. 点击工具栏中“+”和“X”按钮右侧的“Highlight”按钮，点击“Disk Reads/sec”计数器，观察统计数据的变化。注意图表中“Disk Reads/sec”的线条会高亮显示。
10. 重复步骤 9 以查看“Disk Writes/sec”的统计数据。
11. 关闭所有打开的窗口。
12. 保持虚拟机登录状态，以便后续操作。

这个操作流程也可以用 mermaid 流程图表示：

graph TD
    A[启动虚拟机并打开性能监视器] --> B[打开添加计数器对话框]
    B --> C[查看计数器描述]
    C --> D[添加 % Disk Time 计数器]
    D --> E[添加 Disk Reads/sec 计数器]
    E --> F[添加 Disk Writes/sec 计数器]
    F --> G[点击 OK 并观察变化]
    G --> H[模拟活动]
    H --> I[查看 Disk Reads/sec 统计数据]
    I --> J[查看 Disk Writes/sec 统计数据]
    J --> K[关闭窗口并保持登录]

4. 管理内存

如果虚拟机频繁进行分页操作，可能表示存在内存短缺问题。分页是指虚拟机访问硬盘来存储或检索内存页面的过程。虽然一定程度的分页活动是可以接受的，因为它使 Windows 7 能够使用比实际更多的内存，但持续的分页会影响性能。因此，减少分页可以显著提高虚拟机的响应能力。以下是一些建议用于监控内存和分页的计数器：
| 计数器 | 描述 |
| ---- | ---- |
| Available MBytes | 表示操作系统分配后剩余的内存量；若该值连续几分钟低于 4 MB 或 RAM 的 5%，则计算机可能存在内存短缺问题。 |
| Cache Bytes | 监控文件系统缓存使用的字节数；应与“Available MBytes”计数器结合使用。若该值超过 4 MB，可能需要添加更多 RAM。 |
| Pages/sec | 一般表示虚拟机使用硬盘存储或检索与内存相关数据的频率；若该值超过 20，则需要分析分页活动。高度的页面文件活动表明需要更多的 RAM。 |
| Page Faults/sec | 大致表示需要从其他内存位置或页面文件中检索请求信息的频率；虽然持续的值可能表示存在问题，但应更关注代表实际磁盘读写的硬页面错误。请记住，磁盘访问比 RAM 慢得多。 |

在 Windows 7 中监控内存性能的步骤如下：
1. 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。点击“Start”，点击“Control Panel”，点击“Administrative Tools”，双击“Performance Monitor”，再点击“Performance Monitor”。
2. 点击性能监视器工具栏上的“+”按钮，打开“Add Counters”对话框。
3. 若需要，勾选“Show description”以查看计数器描述。
4. 向下滚动并点击“Memory”，再次滚动并点击“Available MBytes”。阅读计数器说明，然后点击“Add”。
5. 滚动并点击“Cache Bytes”，阅读计数器说明，然后点击“Add”。
6. 重复步骤 5 以添加“Pages/sec”和“Page Faults/sec”。
7. 点击“OK”并观察计数器的变化。
8. 为了模拟活动，点击“Start”，指向“All Programs”，点击“Accessories”，然后点击“WordPad”。
9. 点击工具栏中“+”和“X”按钮右侧的“Highlight”按钮，点击“Cache Bytes”计数器，观察统计数据的变化。
10. 重复步骤 9 以查看“Pages/sec”和“Page Faults/sec”的统计数据。
11. 关闭所有打开的窗口。
12. 保持虚拟机登录状态，以便后续操作。

5. 监控处理器使用情况

处理器和系统对象计数器提供了有关处理器使用情况的有价值信息，有助于有效调整虚拟机。以下是需要监控的计数器：
| 计数器 | 描述 |
| ---- | ---- |
| % Processor Time | 测量处理器实际用于处理有效线程的时间与忙于处理请求的时间之比；若该计数器的值持续超过 85%，可能需要升级处理器。 |
| Interrupts/sec | 处理器每秒接收和处理硬件中断的平均速率。 |
| Processor Queue Length | 处理器队列中准备执行的线程数；该计数器位于“System”对象下。每个处理器的持续处理器队列少于 10 个线程通常是可以接受的。 |

在 Windows 7 中监控处理器使用情况的步骤如下：
1. 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。点击“Start”，点击“Control Panel”，点击“Administrative Tools”，双击“Performance Monitor”，再点击“Performance Monitor”。
2. 点击性能监视器工具栏上的“+”按钮，打开“Add Counters”对话框。
3. 若需要，勾选“Show description”以查看计数器描述。
4. 向下滚动并展开“Processor”，再次滚动并点击“% Processor time”。阅读计数器说明，然后点击“Add”。
5. 滚动浏览计数器列表，点击“Interrupts/sec”，阅读计数器说明，然后点击“Add”。
6. 折叠“Processor”列表。
7. 向下滚动并展开“System”，再次滚动并点击“Processor Queue Length”，阅读计数器说明，然后点击“Add”。
8. 点击“OK”并观察计数器的变化。
9. 为了模拟活动，点击“Start”，指向“All Programs”，点击“Accessories”，然后点击“WordPad”。
10. 点击工具栏中“+”和“X”按钮右侧的“Highlight”按钮，点击“Interrupts/sec”计数器，观察统计数据的变化。
11. 重复步骤 10 以查看“Processor Queue Length”的统计数据。
12. 关闭所有打开的窗口。
13. 保持虚拟机登录状态，以便后续操作。

通过以上方法，可以全面监控和管理 Windows 7 系统的性能，确保系统的稳定运行。

三、Fedora 13 系统性能监控

在 Fedora 13 系统中，有多种方式可以对系统性能进行监控，下面将为你详细介绍不同的监控方法及操作步骤。

1. /Proc 文件系统

Fedora 13 包含一个命令行报告和控制信息系统，即 /proc 文件系统。可以使用 cat 命令和不同的内核参数来访问该系统中的信息，这些内核信息存储在 /proc 目录下的文件中，它是一个伪文件系统，直接与内核交互并存储在内存中。

以下是一些可以使用 /proc 文件系统进行的系统相关任务：
- 性能和内存信息
- 查看和修改运行时参数
- 查看硬件信息
- 查看和修改网络参数
- 查看统计信息

可以通过以下操作查看可用的内核值统计信息：

cd /proc
ls

下面列出一些常见的内核系统值及其描述：
| 条目 | 描述 |
| ---- | ---- |
| iomem | 内存输入/输出统计信息 |
| mounts | 挂载文件系统统计信息 |
| stat | 以可读格式显示的进程状态 |
| diskstats | 磁盘统计信息 |
| swaps | 交换文件统计信息（交换文件的使用方式类似于 Windows 7 中的虚拟内存） |
| loadavg | 过去 1、5 和 15 分钟内准备运行的进程的平均数量 |

若要查看系统和挂载文件系统统计信息的性能信息，可以使用以下命令：

cd /proc
cat stat
cat mounts

若要查看磁盘统计信息的性能信息，可执行以下命令：

cd /proc
cat diskstats

若要查看交换统计信息、平均负载和输入/输出内存使用情况的性能信息，使用以下命令：

cd /proc
cat swaps
cat loadavg
cat iomem

2. 使用 top 命令

top 命令可以实时连续显示系统统计信息，默认有 5 秒的延迟。该命令会不断更新基于控制台的输出，显示最占用 CPU 的运行进程。 top 命令的基本语法如下：

top - display top CPU processes

top 命令的基本字段包括：
- uptime ：系统运行的时间以及系统的三个平均负载，即过去 1、5 和 15 分钟内准备运行的进程的平均数量。
- processes ：上次更新时正在运行的进程总数。
- CPU states ：CPU 在用户模式、系统模式、调整优先级任务、I/O 等待和空闲状态下所花费时间的百分比（调整优先级任务的时间也包含在系统和用户时间中，因此总时间可能超过 100%）。
- Mem ：内存使用统计信息，包括总可用内存、空闲内存、已使用内存、共享内存和用于缓冲区的内存。
- Swap ：交换空间统计信息，包括总交换空间、可用交换空间和已使用交换空间。
- PID ：每个任务的进程 ID。
- PPID ：每个任务的父进程 ID。
- UID ：任务所有者的用户 ID。
- USER ：任务所有者的用户名。
- SHARE ：任务使用的共享内存量。

若要以 10 秒的延迟运行 top 工具 5 次迭代，可以使用以下命令：

top –n5 –d10.00

由于 top 命令会消耗大量内存，因此仅应在故障排除和调整时使用，不要一直运行该命令。完成操作后，按 q 键退出 top 显示。

3. 使用 free 命令

free 命令可以显示系统中可用、已使用和交换内存的数量。可用和已使用内存的数量以千字节为单位显示，如果需要以兆字节为单位查看读数，可以使用 -m 选项。使用 free 命令的方法很简单，只需输入以下命令：

free

4. 使用 watch free 命令行

watch free 命令行可以实时显示系统中可用空间的统计信息，默认延迟为 2 秒。可以通过设置间隔时间来控制输出频率，按 Ctrl + C 可以终止输出。使用该命令行的方法如下：

watch free

5. 使用 vmstat 命令

vmstat 命令可以报告进程状态、内存消耗、分页活动、I/O 操作和 CPU 使用情况。它通常提供自上次重启以来的平均值，也可以指定时间间隔（以秒为单位）和迭代次数来报告当前时间段的使用情况。该命令会持续报告，直到被中断。

vmstat 命令的基本字段包括：
- procs ：正在运行和休眠的进程数量。
- swap ：用于输入和输出的内存分页量。
- us ：用户空间消耗的总处理器时间的百分比。
- sy ：内核消耗的总处理器时间的百分比。
- wa ：I/O 等待中花费的总处理器时间的百分比。
- id ：空闲状态下花费的总处理器时间的百分比。

以下命令将使 vmstat 命令以 5 秒的延迟执行 10 次迭代：

vmstat 5 10

6. 使用 uptime 命令

uptime 命令可以显示自上次系统重启以来的时间、过去 1、5 和 15 分钟的 CPU 平均负载以及当前登录的用户数量。使用该命令只需输入：

uptime

四、Fedora 13 系统性能监控活动

1. 活动 10 - 8：显示 Fedora 13 中的空闲内存统计信息

此活动的目的是使用 free 命令显示空闲内存统计信息，具体步骤如下：
1. 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。点击“Applications”，指向“System Tools”，然后点击“Terminal”打开控制台。
2. 输入 free 并回车，以显示内存统计信息。
3. 记录系统过去 1、5 和 15 分钟的平均负载。
4. 关闭所有打开的窗口。
5. 保持虚拟机登录状态，以便后续操作。

这个活动的流程可以用以下 mermaid 流程图表示：

graph TD
    A[启动虚拟机并打开终端] --> B[显示内存统计信息]
    B --> C[记录平均负载]
    C --> D[关闭窗口并保持登录]

2. 活动 10 - 9：Fedora 13 系统性能的实时监控

该活动旨在使用 top 命令显示系统进程，系统统计信息将每 5 秒更新一次，共更新 10 次迭代。具体操作步骤如下：
1. 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。点击“Applications”，指向“System Tools”，然后点击“Terminal”打开控制台。
2. 输入 top –n5 –d10.00 并回车。
3. 观察不同的系统统计信息以及它们在显示迭代过程中的变化。
4. 关闭所有打开的窗口。
5. 保持虚拟机登录状态，以便后续操作。

其操作流程的 mermaid 流程图如下：

graph TD
    A[启动虚拟机并打开终端] --> B[运行 top 命令]
    B --> C[观察系统统计信息变化]
    C --> D[关闭窗口并保持登录]

3. 活动 10 - 10：直接从 Fedora 13 内核查看系统统计信息

此活动的目的是使用 cat 命令结合 /proc 文件显示最新的系统统计信息，可查看交换文件、平均 CPU 负载和内存输入/输出的统计信息。具体步骤如下：
1. 若有必要，按照相关说明启动虚拟机。
2. 点击“Applications”，指向“System Tools”，然后点击“Terminal”打开控制台。
3. 输入 cd /proc 并回车，切换到 /proc 目录。
4. 输入 cat swaps 并回车，查看交换文件统计信息。
5. 输入 cat loadavg 并回车，查看平均 CPU 负载统计信息。
6. 输入 cat iomem 并回车，查看内存输入/输出统计信息。
7. 关闭所有打开的窗口。

这个活动的操作流程可以用 mermaid 流程图表示：

graph TD
    A[启动虚拟机并打开终端] --> B[切换到 /proc 目录]
    B --> C[查看交换文件统计信息]
    C --> D[查看平均 CPU 负载统计信息]
    D --> E[查看内存输入/输出统计信息]
    E --> F[关闭窗口]

通过以上在 Fedora 13 和 Windows 7 系统中的各种性能监控和管理方法，你可以全面了解系统的运行状态，及时发现并解决潜在的性能问题，确保系统的高效稳定运行。