1、ulimit

另外ulimit -a的其他显示的信息含义如下

命令单位含义
ulimit -cblocks设置core文件的最大值
ulimit -dkbytes设置数据段的最大值
ulimit -fblocks设置创建文件的最大值
ulimit -lkbytes设置在内存中锁定进程的最大值
ulimit -mkbytes设置可以使用的常驻内存的最大值
ulimit -nn设置内核可以同时打开的文件描述符的最大值
ulimit -pkbytes设置管道缓冲区的最大值
ulimit -skbytes设置栈空间的最大值
ulimit -tseconds设置CPU使用时间的最大上限
ulimit -vkbytes虚拟内存的最大值
ulimit -u<程序数目>用户最多可开启的程序数目

如何迅速分析内存的性能瓶颈

通常先运行几个覆盖面比较大的性能工具,如 free,top,vmstat,pidstat 等

先用 free 和 top 查看系统整体内存使用情况
再用 vmstat 和 pidstat,查看一段时间的趋势,从而判断内存问题的类型
最后进行详细分析,比如内存分配分析,缓存/缓冲区分析,具体进程的内存使用分析等

常见的优化思路:

  • 最好禁止 Swap,若必须开启则尽量降低 swappiness 的值
  • 减少内存的动态分配,如可以用内存池,HugePage 等
  • 尽量使用缓存和缓冲区来访问数据。如用堆栈明确声明内存空间来存储需要缓存的数据,或者用 Redis 外部缓存组件来优化数据的访问
  • cgroups 等方式来限制进程的内存使用情况,确保系统内存不被异常进程耗尽
  • /proc/pid/oom_adj 调整核心应用的 oom_score,保证即使内存紧张核心应用也不会被OOM杀死

pidstat 使用详解

pidstat 主要用于监控全部或指定进程占用系统资源的情况,如CPU,内存、设备IO、任务切换、线程等。

使用方法:

-   pidstat --d interval times 统计各个进程的IO使用情况
-   pidstat --u interval times 统计各个进程的CPU统计信息
-   pidstat --r interval times 统计各个进程的内存使用信息
-   pidstat -w interval times 统计各个进程的上下文切换
-   p PID 指定PID

1、统计 IO 使用情况

pidstat -d 1 10

  • kB_rd/s:每秒进程从磁盘读取的数据量 KB 单位 read from disk each second KB
  • kB_wr/s:每秒进程向磁盘写的数据量 KB 单位 write to disk each second KB
  • kB_ccwr/s:每秒进程向磁盘写入,但是被取消的数据量,This may occur when the task truncates some dirty pagecache.
  • iodelay:Block I/O delay,measured in clock ticks
  • Command:进程名 task name

2、统计 CPU 使用情况

pidstat -u 1 10

  • %usr: 进程在用户空间占用 cpu 的百分比
  • %system: 进程在内核空间占用 CPU 百分比
  • %guest: 进程在虚拟机占用 CPU 百分比
  • %wait: 进程等待运行的百分比
  • %CPU: 进程占用 CPU 百分比
  • CPU: 处理进程的 CPU 编号
  • Command: 进程名

3、统计内存使用情况

统计内存

pidstat -r 1 10

  • Minflt/s : 每秒次缺页错误次数 (minor page faults),虚拟内存地址映射成物理内存地址产生的 page fault 次数
  • Majflt/s : 每秒主缺页错误次数 (major page faults), 虚拟内存地址映射成物理内存地址时,相应 page 在 swap 中
  • VSZ virtual memory usage : 该进程使用的虚拟内存 KB 单位
  • RSS : 该进程使用的物理内存 KB 单位
  • %MEM : 内存使用率
  • Command : 该进程的命令 task name

4、查看具体进程使用情况

pidstat -T ALL -r -p 20955 1 10

vmstat 使用详解

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。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)。

# 结果说明
- 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

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