mpstat——系统调优

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一、mpstat概述

mpstat （multiprocessor state） 可以查看所有cpu的平均负载，也可以查看指定cpu的负载。所以mpstat其实就是主要查看CPU负载的一个工具。是一款常用的多核CPU性能分析工具，用来实时查询每个CPU的性能指标，以及所有CPU的平均指标。

二、mpstat使用

1、下载软件包

它是Linux性能工具集sysstat中的一个工具，所以我们要装上sysstat，安装方法随不同的系统略有不同，sysstat是一个软件包，包含监测系统性能及效率的一组工具，这些工具对于我们收集系统性能数据，比如：CPU 使用率、硬盘和网络吞吐数据，这些数据的收集和分析，有利于我们判断系统是否正常运行

yum install sysstat -y

2、命令参数

参数描述-P {cpu ALL}指定要监控哪个CPU ，范围是 [0~n-1] ，ALL表示监控所有CPU都监控internval相邻两次采样的间隔时间count采样的次数，count只能和internval一起使用

3、参数含义

参数描述CPU显示的是某个CPU 还是全部CPU all=全部%usr表示用户所有使用的CPU百分比%nice表示使用 nice 值的 CPU 的百分比%sys表示内核进程使用的 CPU 百分比%iowait表示等待进行 I/O 所使用的 CPU 时间百分比%irq表示用于处理系统中断的CPU百分比%soft表示用于软件中断的CPU百分比%steal虚拟机强制CPU等待的时间百分比%guest虚拟机占用CPU时间的百分比%gniceCPU运行niced guest虚拟机所花费的时间百分比%idleCPU的空闲时间的百分比
注： mpstat主要用在当系统变慢，平均负载增大时，我们想判断到底是CPU的使用率增大了，还是IO压力增大的情况。

4、平均负载信息

当系统变慢，用top或uptime来了解系统的负载情况，系统平均负载是指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数，如果单个CPU内核的当前活动进程数不大于3的话，那么系统的性能是良好的。

• 3users：当前有3个用户登录；
• load average：平均负载 0.00：1分钟 0.01：5分钟 0.05：15分钟

三、压力测试

压力测试的方法有很多，这里通过stress工具来进行对CPU、内存、IO以及磁盘的压力测试（可以指定CPU的个数）

1、下载工具包

yum install -y epel-release        #需要先下载所需要的依赖包否则直接下载stress软件包工具不成功
yum install -y stress    
 

2、参数

参数详解-c --cpu产生n个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根-i --io产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上-m -vm产生n个进程，每个进程不断分配和释放内存-t --timout在n秒后结束进程-d --hdd产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程（创建文件、写入内容、删除文件）

四、查看统计信息

pidstat 是一个常用的进程性能分析工具，可以用pidstat来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下文切换等性能指标。

参数

参数详解-u默认的参数，显示各个进程的CPU使用统计-r显示各个进程的内存使用统计-d显示各个进程的IO使用情况-p指定进程号-w显示每个进程的上下文切换情况-t显示选择任务的线程的统计信息外的额外信息-V版本号-h在一行上显示了所有活动，这样其他程序可以容易解析-I（大写）在SMP环境，表示任务的CPU使用率/内核数量-l显示命令名和所有参数

五、实例操作

1、实验目的

采用stress压力测试工具，模拟CPU 负载的情况，高IO的情况，使用uptime查看平均负载，使用mpstat和pidstat工具，找出负载高的根源

2、测试CPU使用的负载状态

平均系统的负载情况

模拟压力测试前后对比

1. 压力测试前
2. 压力测试 通过stress工具对系统进行压力测试

stress --cpu 4 --timeout 600    #进行压力测试 对2快cpu 进行增压 持续600s

1. 压力测试结果 也可以通过pidstat命令对进程和任务的使用情况进行刷新

pidstat -u 5       #查看运行中的进程和任务，每5秒刷新一次（时间可以自己指定）
查看运行中的进行和任务，stress对2块cpu使用率过高

原因：stress工具给系统产生的压力过大，倒是系统使用率过高

解决方案：杀死正在使用的stress进程

3、模拟Ｉ／Ｏ负载

这里也是i通过stress工具进行压力测试

stress --io 15 --timeout 600        #进行压力测试，产生15个进程，持续600秒
-i : --io  产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上

注：使用stress无法模拟iowait升高，但sys（表示内核进程使用的 CPU 百分比。）升高。stress -i参数表示通过系统调用sync来模拟IO问题，但sync是刷新内存缓冲区数据到磁盘中，以确保同步。如果内存缓冲区内没多少数据，读写到磁盘中的数据也就不多，没法产生IO压力。
使用SSD（固态硬盘）磁盘的环境中尤为明显，iowait一直为0，但因为大量系统调用，导致系统CPU使用率sys升高。

stress --io 15 --hdd 15 --timeout 600
-d : --hdd  产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程（创建文件、写入内容、删除文件）

-i : --io  产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上

使用mpstat命令读去IO的读写占用比

通过pidstat命令从去查看进程使用情况

解决方案:杀死进行后即可解决占用的情况

4、模拟大量进程使用

当系统中运行进程超出 CPU 运行能力时，就会出现等待 CPU 的进程。比如，我们还是使用 stress，但这次模拟的是 30 个进程

通过uptime命令查看CPU状态

总结

平均负载和CPU使用率的关系
平均负载不仅包含正在使用CPU的进程，还包括等待CPU和等待IO的进程。而CPU的使用率，是单位时间内CPU的繁忙情况，跟平均负载不一定完全对应，比如：
1，计算密集型进程，会大量使用CPU导致平均负载增高，这时，两者一致。
2，I/O密集型进程，等待I/O导致负载很高，但CPU使用率不一定高。
3，大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载增高，此时CPU的使用率也会比较高。