值得收藏介绍15个Linux下-CPU-监控工具

1. top

top 是最常用的查看系统资源使用情况的工具，包括 CPU、内存等等资源。

这里主要关注 CPU 资源。

1.1 /proc/loadavg

load average 取自 /proc/loadavg。

9.53 9.12 8.37 3/889 28165

前三个数字是 1、5、15 分钟内进程队列中平均进程数，包括正在运行的进程 + 准备好等待运行的进程。

第四个数字分子表示正在运行的进程数，分母是进程总数。

最后一个数字是最近运行的进程 ID 号。

其中 top 取的是 /proc/loadavg 的前三个数。

1.2 top 使用

打开 top，可以指定更新的周期。

输入 H，打开隐藏的线程；输入 1，可以显示单核 CPU 使用情况。

top -H -b -d 1 -n 200 > top.txt，每个 1 秒统计一次，共 200 次，显示线程细节，并保存到 top.txt 中。

其中 CPU 信息对应的含义如下：

us：user，统计 nice 小于等于 0 的用户空间进程，也即优先级为 100~120。ni：nice，统计 nice 大于 0 的用户空间进程，也即优先级为 121~139。sys：system，统计内核态运行时间，不包括中断。id：idle，几系统处于空闲态。wa：iowait，统计 io 等待时间。hi：hardware interrupt，统计硬件中断时间。si：software interrupt，统计软中断时间。st：steal

2. perf

这里重点关注 CPU 占用率。

通过 sudo perf top -s comm，可以查看当前系统运行进程占比。

这里不像 top 一样区分 idle、system、user，这里的占比是各个进程在总运行时间里面占比。

通过 sudo perf record 记录采样信息，然后通过 sudo perf report -s comm。

3. sar 和 ksar

sar 是 System Activity Report 的意思，可以用于实时观察当前系统活动，也可以生成历史记录的报告。

要使用 sar 需要安装 sudo apt install sysstat，然后对 sysstat 进行配置。

sar 用于记录统计信息，ksar 用于将记录的信息图形化输出。

ksar 下载地址在：https://github.com/vlsi/ksar/…。

# 将 ENABLED=“false“改为 ENABLED=“true“$ sudo gedit /etc/
default
/sysstat
# 修改 sar 的周期等配置
$ sudo gedit /etc/cron.d/sysstat
# 重启 sar 服务
$ sudo /etc/init.d/sysstat restart
# sar log 存放目录
$ ls -l /var/log/sysstat/

使用 sar 记录开机到目前的统计信息到文件 sar.txt。

LC_ALL=C sar -A > sar.txt

PS：这里直接使用 sar -A，在 ksar 中无法正常显示。

如下执行 java -jar ksar.jar，然后 Data->Load from text file… 选择保存的 sar.txt 文件。

得到如下的图表。

还可以通过 sar 记录一段时间的信息，指定采样周期和采样次数。

这些命令前加上 LC_ALL= C 之后保存到文件中，都可以在 ksar 中图形化显示。

sar 1 100----------------- 所有 cpu 合一的统计信息
sar -P ALL 1 100-------- 包括 cpu 合一以及单个 cpu 的统计信息
sar -B 1 100---------------paging 统计信息
sar -b 1 100--------------- 块设备 IO 统计信息 s
ar -d 1 100--------------- 块设备活动统计信息
sar -F 1 100---------------- 挂载的文件系统统计信息
sar -r ALL------------------ 显示详细的内存使用统计信息
sar -S ------------------------ 显示 swap 空间使用情况统计信息
sar -w----------------------- 显示进程创建以及进程切换统计信息
sar -W----------------------- 显示 swap 换入换出统计信息。

4. mpstat

mpstat 是 Multiprocessor Statistics。当没有参数时，mpstat 显示系统系统以来所有信息平均值。

常见用法如下，-P ALL 监控所有 CPU，细节显示特定 CPU；10 表示每 10 秒监控一次；20 表示监控 20 次

$ mpstat -P ALL 10 20

结果如下：

usr 表示用户空间进程，nice 表示 nice 值大于 0 的用户空间进程。

sys 是内核空间，iowait 是 I / O 等待时间，irq 是硬中断，soft 是软中断，idle 是空闲时间，guest 和 gnice 都是虚拟机时间。

5. uptime

uptime 是一个简单获取系统总共运行多长时间，以及最近 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。

uptime 通过 /proc/uptime 和 /proc/loadavg 获取相关信息。

up 前是当前系统时间，up 后是系统运行时长。

load average 后是 1 分钟、5 分钟、15 分钟平均负载。

11:15:41 up 82 days, 20:34, 8 users, load average: 0.28, 0.40, 0.43

**6. vmstat

**

vmstat 主要用于监控系统内存使用情况的工具，但是也包含一些 CPU 相关信息。

使用方法 vmstat 5 5 表示运行 5 次，每次 5 秒。结果如下：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----  
 r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st  
1 0 472576 228688 559092 1061756 0 0 9 39 1 0 8 4 87 0 0  
1 0 472576 228184 559100 1061756 0 0 0 13 1532 3395 10 6 84 0 0  
1 0 472576 229308 559100 1061616 0 0 0 0 1446 3449 10 5 85 0 0  
0 0 472576 229592 559108 1061616 0 0 0 6 1419 3474 10 5 85 0 0  
1 0 472576 229804 559108 1061616 0 0 0 0 1446 3439 10 5 85 0 0

上面的参数可以分为 6 大部分：进程、内存、swap、io、中断和进程切换、cpu。

更加详细的解释：

7. pidstat

pidstat 主要用于监控全部或指定进程占用系统资源的情况。

7.1 查看 CPU 使用情况

pidstat 首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息，之后运行 pidstat 将显示自上次运行该命令以后的统计信息。用户可以通过指定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

# 显示所有的进程统计信息，包括 idle 进程。pidstat -p ALL

# 更加详细的显示了线程统计信息。pidstat -p ALL -t

# 周期采样和采样次数
pidstat [option] interval [count]

除此之外还可以通过 - p 获取指定进程的统计信息。

pidstat 还可以通过 - r 获取内存使用统计信息，通过 - d 获取 IO 使用统计信息。

7.2 查看内存使用情况

pidstat -p ALL - r 结果如下：

15 时 18 分 21 秒 UID PID minflt/s majflt/s VSZ RSS %MEM Command 
15 时 18 分 21 秒 0 1 0.02 0.00 185316 3028 0.08 systemd  
15 时 18 分 21 秒 0 2 0.00 0.00 0 0 0.00 kthreadd
15 时 18 分 21 秒 0 4 0.00 0.00 0 0 0.00 kworker/0:0H  
15 时 18 分 21 秒 0 6 0.00 0.00 0 0 0.00 mm_percpu_wq  
15 时 18 分 21 秒 0 7 0.00 0.00 0 0 0.00 ksoftirqd/0  
15 时 18 分 21 秒 0 8 0.00 0.00 0 0 0.00 rcu_sched

minflt/s: 每秒次缺页错误次数(minor page faults)，次缺页错误次数意即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)，当虚拟内存地址映射成物理内存地址时，相应的 page 在 swap 中，这样的 page fault 为 major page fault，一般在内存使用紧张时产生。

VSZ: 该进程使用的虚拟内存(以 kB 为单位)。

RSS: 该进程使用的物理内存(以 kB 为单位)。

%MEM: 该进程使用内存的百分比。

Command: 拉起进程对应的命令。

7.3 查看磁盘使用情况

pidstat -p ALL - d 结果如下：

15 时 20 分 40 秒 UID PID kB_rd/s kB_wr/s kB_ccwr/s iodelay Command  
15 时 20 分 40 秒 0 1 -1.00 -1.00 -1.00 243523129 systemd  
15 时 20 分 40 秒 0 2 -1.00 -1.00 -1.00 0 kthreadd  
15 时 20 分 40 秒 0 4 -1.00 -1.00 -1.00 0 kworker/0:0H  
15 时 20 分 40 秒 0 6 -1.00 -1.00 -1.00 0 mm_percpu_wq  
15 时 20 分 40 秒 0 7 -1.00 -1.00 -1.00 714512328679 ksoftirqd/0 
15 时 20 分 40 秒 0 8 -1.00 -1.00 -1.00 417757303594 rcu\_sched

• kB_rd/s: 每秒进程从磁盘读取的数据量(以 kB 为单位)。
• kB_wr/s: 每秒进程向磁盘写的数据量(以 kB 为单位)。
• kB_ccwr/s：每秒进程被取消向磁盘写的数据量(以 kB 为单位)。
• Command:：拉起进程对应的命令。

8. time

time 命令可以被用于统计指定程序的 CPU 耗时。

比如 time cksum nomachine_6.0.80_1.exe 得到如下结果。

2401940638 32606752 nomachine_6.0.80_1.exe  
# 整个操作总耗时,0.263-0.094-0.011=0.158 是 IO 等待耗时。real 0m0.263s  
# 用户态耗时  
user 0m0.094s  
# 内核态耗时  
sys 0m0.011s  
2401940638 32606752 nomachine_6.0.80_1.exe  
# 第二次执行就可以看出等待 IO 操作的时间基本上没有了。real 0m0.098s  
user 0m0.097s  
sys 0m0.000s

**9. cpustat

**

通过 sudo apt install cpustat 安装，cpustat -T -D - x 结果如下。

# 显示 Load Avg 信息和平均频率等  

Load Avg 0.66 0.54 0.49, Freq Avg. 1.46 GHz, 4 CPUs online  
# 进程切换次数、硬中断、软中断等等统计信息。# CPU 占用率、用户空间和内核空间占用率等。3791.1 Ctxt/s, 1709.9 IRQ/s, 1800.0 softIRQ/s, 0.0 new tasks/s, 1 running, 0 blocked  

 %CPU %USR %SYS PID S CPU Time Task  
 
25.74 25.74 0.00 11435 R 3 2.29w /usr/bin/python3  

15.84 15.84 0.00 9445 S 0 1.49w /usr/lib/xorg/Xorg  

10.89 9.90 0.99 2722 S 1 1.05w compiz  

7.92 0.00 7.92 32352 S 2 16.60s [kworker/2:1]  

0.99 0.00 0.99 32397 R 1 0.01s cpustat  

0.99 0.99 0.00 11046 S 2 16.20h compiz  

0.99 0.99 0.00 1317 S 0 8.76h /usr/NX/bin/nxnode.bin  

0.99 0.00 0.99 10293 S 1 1.24m [kworker/1:2]  

64.36 53.47 10.89 Total  
Load Avg 0.66 0.54 0.49, Freq Avg. 1.75 GHz, 4 CPUs online  
2834.8 Ctxt/s, 1190.9 IRQ/s, 1183.3 softIRQ/s, 0.0 new tasks/s, 4 running, 0 blocked  

 %CPU %USR %SYS PID S CPU Time Task  
 
25.76 25.76 0.00 11435 R 3 2.29w /usr/bin/python3  

18.18 18.18 0.00 9445 S 0 1.49w /usr/lib/xorg/Xorg  

7.58 7.58 0.00 2722 S 1 1.05w compiz  

6.06 0.00 6.06 32352 S 2 16.64s [kworker/2:1]  

1.52 0.00 1.52 32397 R 1 0.02s cpustat  

1.52 0.00 1.52 8 S 0 3.00h [rcu_sched]  

1.52 0.00 1.52 18409 S 0 1.16m update-notifier  
62.12 51.52 10.61 Total  

Distribution of CPU utilisation (per Task):  
% CPU Utilisation Count (%)  
0.00 - 1.97 706 98.88  
1.97 - 3.94 0 0.00  
3.94 - 5.91 0 0.00  
5.91 - 7.88 2 0.28  
7.88 - 9.85 0 0.00  
9.85 - 11.82 0 0.00  
11.82 - 13.79 1 0.14  
13.79 - 15.76 0 0.00  
15.76 - 17.73 1 0.14  
17.73 - 19.70 1 0.14  
19.70 - 21.67 0 0.00  
21.67 - 23.64 0 0.00  
23.64 - 25.61 2 0.28  
25.61 - 27.57 0 0.00  
27.58 - 29.54 0 0.00  
29.55 - 31.51 0 0.00  
31.52 - 33.48 0 0.00  
33.48 - 35.45 0 0.00  
35.45 - 37.42 0 0.00  
37.42 - 39.39 1 0.14  
Distribution of CPU utilisation (per CPU):---------------------------------------------- 各 CPU 占用率，分用户空间和内核空间。CPU# USR% SYS%  
0 17.37 1.20  
1 8.98 2.40  
2 0.60 7.19  
3 25.75 0.00

**10. htop

**

htop 和 top 的功能类似，但是可读性比 top 更好。在界面按下 F5，可以看到进程里面的线程，树形结构表示了父子关系。

11. atop

atop 是一个监控系统资源和进程的工具。它通过 CPU 使用率来对列表中的进程进行降序排列，而每一个进程则包含了 CPU、内存、磁盘和网络状态等信息。它的功能与 top 和 htop 类似。

12. glances

glances 是一个由 python 编写的，与 Nmon 功能类似的报告工具，它能够报告统计 cpu、内存、网络、磁盘和进程。除了报告统计，glances 不支持任何其他特性或功能。当程序运行时点击“h”可以显示帮助页面。

13. nmon

Nmon 是一个非常容易使用，能够在一个屏幕上监视 CPU、内存、网络、磁盘使用状况和进程列表的工具。除了无法管理进程和修改报告显示，Nmon 与那些只用于报告的报告工具完全一样。另外，它可以将数据保存到电子表格文件。

14. pcp-gui

Performance Co-Pilot，简称 PCP，是一个系统性能和分析框架。它从多个主机整理数据并实时的分析，帮你识别不正常的表现模式。它也提供 API 让你设计自己的监控和报告解决方案。

安装 pcp 相关工具。

$ sudo apt install pcp pcp-gui

File->Open View 选择需要打开的视图，比如 CPU、Disk、Memory 等。

15. collectl 和 colplot

15.1 collectl 使用

collectl 是一款非常优秀并且有着丰富的命令行功能的实用程序，你可以用它来采集描述当前系统状态的性能数据。

不同于大多数其它的系统监控工具，collectl 并非仅局限于有限的系统度量，相反，它可以收集许多不同类型系统资源的相关信息，如 cpu、disk、memory、network、sockets、tcp、inodes、infiniband、lustre、memory、nfs、processes、quadrics、slabs 和 buddyinfo 等。

同时 collectl 还可以替代常用工具，比如 top、vmstat、ps、iotop 等。

安装 collectl：

sudo apt-get install collectl

collectl 的使用很简单，默认 collectl 显示 cpu、磁盘、网络信息。

collectl 还可以显示更多的子系统信息，如果选项存在对应的大写选项，大写选项表示更细节的设备统计信息。

b – buddy info (内存碎片)
c – 所有 CPU 的合一统计信息；C - 单个 CPU 的统计信息。d – 整个文件系统 Disk 合一统计信息；C - 单个磁盘的统计信息。f – NFS V3 Datai – Inode and File Systemj – 显示每个 CPU 的 Interrupts 触发情况；J - 显示每个中断详细触发情况。l – Lustrem – 显示整个系统 Memory 使用情况；M - 按 node 显示内存使用情况。n – 显示整个系统的 Networks 使用情况；N - 分网卡显示网络使用情况。s – Socketst – TCPx – Interconnecty – 对系统所有 Slabs (系统对象缓存)使用统计信息；Y - 每个 slab 使用的详细信息。

collectl –all 显示所有子系统的统计信息，包括 cpu、终端、内存、磁盘、网络、TCP、socket、文件系统、NFS。

collectl –top 可以代替 top 命令：

collectl –vmstat 可以代替 vmstat 命令：

collectl -c1 -sZ -i:1 可以代替 ps 命令。

collectl 和一些处理分析数据工具 (比如 colmux、colgui、colplot) 结合能提供可视化图形。

15.2 colplot 使用

colplot 是 collectl 工具集的一部分，其将 collectl 收集的数据在浏览器中图形化展示。

colplot 的介绍 (http://collectl-utils.sourcef…，相关源码可以再 collectl-utils] 下载：https://sourceforge.net/proje…

解压下载的 colplot 之后，sudo ./INSTALL 安装 colplot。

安装之后重启 apache 服务：

$suod systemctl reload apache2$sudo systemctl restart apache2

在浏览器中输入 http://127.0.0.1/colplot/，即可使用 colplot。

通过 Change Dir 选择存放经过 collectl - P 保存的数据，然后设置 Plot 细节、显示那些子系统、plot 大小等等。

最后 Generate Plot 查看结果。

作者：Arnold Lu
链接：https://www.cnblogs.com/arnol…

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