Linux使用sar进行性能分析

sar简介
sar命令常用格式
sar常用性能数据分析
整体CPU使用统计(-u)
各个CPU使用统计(-P)
内存使用情况统计(-r)
整体I/O情况(-b)
各个I/O设备情况(-d)
网络统计(-n)
sar日志保存(-o)
References:
sar简介
sar（System Activity Reporter, 系统活动情况报告）: 是用于监控Linux系统各个性能的优秀工具，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。

sar命令常用格式
sar [ options ] [ <interval> [ <count> ] ]

其中：
interval: 采样周期，单位是秒；
count：采样次数，默认值是连续采样；
options：命令行选项。

sar命令的选项很多，下面只列出常用选项：
-A：所有报告的总和
-u：输出整体CPU使用情况的统计信息
-v：输出inode、文件和其他内核表的统计信息
-d：输出每一个块设备的活动信息
-r：输出内存和交换空间的统计信息
-b：显示I/O和传送速率的统计信息
-a：文件读写情况
-c：输出进程统计信息，每秒创建的进程数
-R：输出内存页面的统计信息
-y：终端设备活动情况
-w：输出系统交换活动信息

sar常用性能数据分析
下文将说明如何使用sar获取以下性能分析数据：
- 整体CPU使用统计
- 各个CPU使用统计
- 内存使用情况统计
- 整体I/O情况
- 各个I/O设备情况
- 网络统计

整体CPU使用统计(-u)
使用-u选项，sar输出整体CPU的使用情况，不加选项时，默认使用的就是-u选项。以下命令显示采样时间为3s，采样次数为2次，整体CPU的使用情况：
sar 3 2 (或者 sar -u 3 2)

[root@HB05-uhost-130-157 tmp]# sar 3 2
Linux 2.6.32-279.19.31.el6.ucloud.x86_64 (HB05-uhost-130-157)   01/17/2017  _x86_64_    (32 CPU)

11:58:50 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
11:58:53 PM     all     13.25      0.00      3.16      3.72      0.00     79.87
11:58:56 PM     all     12.69      0.00      3.04      4.77      0.00     79.50
Average:        all     12.97      0.00      3.10      4.25      0.00     79.69
[root@HB05-uhost-130-157 tmp]# sar -u 3 2
Linux 2.6.32-279.19.31.el6.ucloud.x86_64 (HB05-uhost-130-157)   01/17/2017  _x86_64_    (32 CPU)

11:59:02 PM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
11:59:05 PM     all     22.24      0.00      3.60      8.14      0.00     66.02
11:59:08 PM     all     21.26      0.00      4.28      6.95      0.00     67.51
Average:        all     21.75      0.00      3.94      7.55      0.00     66.77
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输出项说明：
CPU：all表示统计信息为所有CPU的平均值。
%usr：CPU在用户态执行进程的时间百分比。
%nice：CPU在用户态模式下，用于nice操作，所占用CPU总时间的百分比。
%system：CPU处在内核态执行进程的时间百分比。
%iowait：CPU用于等待I/O操作占用CPU总时间的百分比。
%steal：管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟CPU的百分比。
%idle：CPU空闲时间百分比。
1. 若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈
2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，此时应加大内存容量
3. 若 %idle 的值持续低于1，则系统的 CPU 处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU

各个CPU使用统计(-P)
“-P ALL”选项指示对每个内核输出统计信息：

其中”CPU”列输出0,1,2,3,4,5指示对应的cpu核。也可针对单独一个内核显示，“-P 1”指示显示第二个内核的统计信息。

内存使用情况统计(-r)
使用-r选项可显示内存统计信息，以下命令显示以1秒为采样时间，显示2次内存信息：
sar -r 1 2

参数参数    意义
kbmemfree    Amount of free memory available in kilobytes.
kbmemused    Amount of used memory in kilobytes. This does not take into account memory used by the kernel itself.
%memused    Percentage of used memory
kbbuffers    Amount of memory used as buffers by the kernel in kilobytes.
kbcached    Amount of memory used to cache data by the kernel in kilobytes.
kbcommit    Amount of memory in kilobytes needed for current workload. This is an estimate of how much RAM/swap is needed to guarantee that there never is out of memory.
%commit    Percentage of memory needed for current workload in relation to the total amount of memory (RAM+swap). This number may be greater than 100% because the kernel usually overcommits memory.
整体I/O情况(-b)
使用-b选项，可以显示磁盘I/O的使用情况：Report I/O and transfer rate statistics.
sar -b 3 2

输出项说明：
tps: 每秒向磁盘设备请求数据的次数，包括读、写请求，为rtps与wtps的和。出于效率考虑，每一次IO下发后并不是立即处理请求，而是将请求合并(merge)，这里tps指请求合并后的请求计数。
rtps: 每秒向磁盘设备的读请求次数
wtps: 每秒向磁盘设备的写请求次数
bread/s：每秒钟从物理设备读入的数据量，单位为 块/s
bwrtn/s：每秒钟向物理设备写入的数据量，单位为 块/s

各个I/O设备情况(-d)
使用-d选项可以显示各个磁盘的统计信息，再增加-p选项可以以sdX的形式显示设备名称：
sar -d -p 3 2

输出项说明：
rd_sec/s: 每秒从设备读取的扇区数
wr_sec/s: 每秒往设备写入的扇区数
avgrq-sz: 发送给设备的请求的平均大小（以扇区为单位）
avgqu-sz: 发送给设备的请求队列的平均长度
await ：服务等待I/O请求的平均时间，包括请求队列等待时间 (单位毫秒)
svctm ：设备处理I/O请求的平均时间，不包括请求队列等待时间 (单位毫秒)
%util ：一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，即被io消耗的cpu百分比。

备注：
- 如果 %util 接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。
- 如果 svctm 比较接近 await，说明 I/O 几乎没有等待时间；如果 await 远大于 svctm，说明I/O 队列太长，io响应太慢，则需要进行必要优化。
- 如果avgqu-sz比较大，也表示有当量io在等待。

网络统计(-n)
使用-n选项可以对网络使用情况进行显示，-n后接关键词”DEV”可显示eth0、eth1等网卡的信息：
sar -n DEV 1 1

以上主要输出含义如下：
IFACE: Name of the network interface for which statistics are reported.
rxpck/s: Total number of packets received per second.
txpck/s: Total number of packets transmitted per second.
rxkB/s: Total number of kilobytes(kB) received per second.
txkB/s: Total number of kilobytes(kB) transmitted per second.
rxcmp/s: Number of compressed packets received per second (for cslip etc.).
txcmp/s: Number of compressed packets transmitted per second.
rxmcst/s: Number of multicast packets received per second.

sar日志保存(-o)
最后讲一下如何保存sar日志，使用-o选项，我们可以把sar统计信息保存到一个指定的文件，对于保存的日志，我们可以使用-f选项读取：

linux:~ # sar -n DEV 1 10 -o sar.out
linux:~ # sar -d 1 10 -f sar.out //查看历史的IO
linux:~ # sar -u 1 10 -f sar.out //查看历史的cpu,单位1s, 采样10次
相比将结果重定向到一个文件，使用-o选项，可以保存更多的系统资源信息。

References:
1 http://www.thegeekstuff.com/2011/03/sar-examples/
2 http://www.cnblogs.com/bangerlee/articles/2545747.html
3 http://www.cnblogs.com/xianghang123/archive/2011/08/25/2153591.html
4 http://www.chinaz.com/server/2013/0401/297942.shtml