Linux vmstat命令详解

前言

Linux命令千千万，而我们在日常工作中真真切切用到的命令应该不超过50个，在接下来的日子里，我会对我经常使用的命令，以及使用过程中不熟悉的命令进行一个总结，一是自我总结，加深记忆；二是和大家分享。

vmstat是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监控。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。vmstat工具提供了一种低开销的系统性能观察方式。因为vmstat本身就是低开销工具，在非常高负荷的服务器上，你需要查看并监控系统的健康情况，在控制窗口还是能够使用vmstat输出结果。

虚拟内存原理

上面说到了vmstat是虚拟内存统计工具，那咱就不得不说一说虚拟内存原理。

在系统中运行的每个进程都需要使用到内存，但不是每个进程都需要每时每刻使用系统分配的内存空间。当系统运行所需内存超过实际的物理内存，内核会释放某些进程所占用但未使用的部分或所有物理内存，将这部分资料存储在磁盘上直到进程下一次调用，并将释放出的内存提供给有需要的进程使用。

在Linux内存管理中，主要是通过“调页Paging”和“交换Swapping”来完成上述的内存调度。调页算法是将内存中最近不常使用的页面换到磁盘上，把活动页面保留在内存中供进程使用。交换技术是将整个进程，而不是部分页面，全部交换到磁盘上。

分页(Page)写入磁盘的过程被称作Page-Out，分页(Page)从磁盘重新回到内存的过程被称作Page-In。当内核需要一个分页时，但发现此分页不在物理内存中(因为已经被Page-Out了)，此时就发生了分页错误（Page Fault）。

当系统内核发现可运行内存变少时，就会通过Page-Out来释放一部分物理内存。经管Page-Out不是经常发生，但是如果Page-out频繁不断的发生，直到当内核管理分页的时间超过运行程式的时间时，系统效能会急剧下降。这时的系统已经运行非常慢或进入暂停状态，这种状态亦被称作thrashing(颠簸)。

命令详解

vmstat常用命令格式如下：

vmstat [-a] [-n] [-S unit] [delay [ count]]
vmstat [-s] [-n] [-S unit]
vmstat [-m] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-d] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-p disk partition] [-n] [delay [ count]]
vmstat [-f]
vmstat [-V]

命令选项说明如下：

-a：显示活跃和非活跃内存
-f：显示从系统启动至今的fork数量 。
-m：显示slabinfo
-n：只在开始时显示一次各字段名称。
-s：显示内存相关统计信息及多种系统活动数量。
delay：刷新时间间隔。如果不指定，只显示一条结果。
count：刷新次数。如果不指定刷新次数，但指定了刷新时间间隔，这时刷新次数为无穷。
-d：显示磁盘相关统计信息。
-p：显示指定磁盘分区统计信息
-S：使用指定单位显示。参数有 k 、K 、m 、M，分别代表1000、1024、1000000、1048576字节（byte）。默认单位为K（1024 bytes）
-V：显示vmstat版本信息。
下面就对我们常用的使用方式进行详细的总结。

使用实例

输入命令：vmstat 1

输出结果：

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 3 0 361396 196772 55820 359372 0 0 13 21 1 1 2 0 98 0 0 1 0 361392 196524 55820 359616 8 0 236 0 411 527 1 0 90 9 0 2 1 361392 196524 55828 359608 0 0 0 48 370 503 1 1 98 0 0 4 0 361392 196524 55828 359616 0 0 0 0 442 559 1 0 99 0 0

字段说明：

procs（进程）
r：当前运行队列中线程的数目，代表线程处于可运行状态，但CPU还未能执行.，这个值可以作为判断CPU是否繁忙的一个指标；当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了；这个我们可以结合top命令的负载值同步评估系统性能；
b：等待IO的进程数量；如果该值一直都很大，说明IO比较繁忙，处理较慢；
memory（内存）
swpd：虚拟内存已使用的大小；如果swpd的值不为0，但是si，so的值长期为0，这种情况不会影响系统性能；
free：空闲的物理内存的大小；
buff：用作缓冲的内存大小；
cache：用作缓存的内存大小；如果cache的值大的时候，说明cache处的文件数多，如果频繁访问到的文件都能被cache处，那么磁盘的读IO bi会非常小；
swap（交换空间，单位：KB）；内存够用的时候，这2个值都是0，如果这2个值长期大于0时，系统性能会受到影响，磁盘IO和CPU资源都会被消耗。有时我们看到空闲内存（free）很少的或接近于0时，就认为内存不够用了，不能光看这一点，还要结合si和so，如果free很少，但是si和so也很少（大多时候是0），那么不用担心，系统性能这时不会受到影响的；
si：每秒从交换区写到内存的大小；
so：每秒写入交换区的内存大小；
io（单位：块/秒）
bi：每秒读取的块数；
bo：每秒写入的块数；随机磁盘读写的时候，这2个值越大，能看到CPU在IO等待的值也会越大；
system（系统）；这2个值越大，会看到由内核消耗的CPU时间会越大；
in：每秒中断数，包括时钟中断；
cs：每秒上下文切换数；
cpu（以百分比表示）
us：用户进程执行时间(user time)；
sy：系统进程执行时间(system time)；
id：空闲时间(包括IO等待时间)；
wa：等待IO时间；wa的值高时，说明IO等待比较严重，这可能由于磁盘大量作随机访问造成，也有可能磁盘出现瓶颈。

总结

关于Linux vmstat命令总结的文章有很多，但是我还是抽出半个小时重新整理了一遍，我在整理我这篇文章时，参考了网上了部分文章，这也是一个重新学习的机会，希望我的总结，能给大家不一样的帮助，不一样的感觉。