mpstat 和 blktrace 深入介绍

mpstat 深入介绍

1. mpstat 简介

mpstat 是 Multiprocessor Statistics 的缩写，是 Linux 系统中用于监控多核 CPU 性能的工具。它属于 sysstat 包的一部分，可以从 /proc/stat 文件中读取 CPU 使用信息，并提供每个 CPU 核心的详细统计信息。

2. 功能特点

• 实时监控：显示各个 CPU 核心的使用情况，包括用户态、内核态、空闲时间等。
• 支持多核：能够分别查看每个 CPU 核心的性能指标。
• 统计信息来源：数据来自于 /proc/stat 文件。

3. 常用语法

mpstat [-P {cpu | ALL}] [interval [count]]

• -P {cpu | ALL}：指定要监控的 CPU，cpu 为具体的 CPU 编号（如 0, 1 等），ALL 表示监控所有 CPU。
• interval：相邻两次采样之间的时间间隔（以秒为单位）。
• count：采样次数，必须与 interval 一起使用。

4. 输出解释

mpstat 的输出通常包含以下几列：

• %usr：用户空间占用 CPU 的百分比。
• %nice：改变过优先级的进程占用 CPU 的百分比。
• %sys：内核空间占用 CPU 的百分比。
• %iowait：等待 I/O 操作占用 CPU 的百分比。
• %irq：处理硬件中断请求占用 CPU 的百分比。
• %soft：处理软件中断请求占用 CPU 的百分比。
• %steal：在虚拟化环境中，其他操作系统占用的 CPU 时间百分比。
• %guest：运行虚拟处理器占用 CPU 的百分比。
• %gnice：运行改变过优先级的虚拟处理器占用 CPU 的百分比。
• %idle：CPU 空闲时间的百分比。

5. 使用案例

1. 查看所有 CPU 的平均负载：

   mpstat
   

   显示从系统启动以来所有 CPU 的平均负载。

2. 每隔 5 秒输出一次报告，总共输出 2 次：

   mpstat 5 2
   

   每 5 秒生成一个报告，总共生成 2 个报告。

3. 查看特定 CPU（如 CPU0）的统计信息：

   mpstat -P 0
   

   仅显示 CPU0 的统计信息。

4. 仅显示用户态和空闲态的 CPU 使用率：

   mpstat -u -i
   

   仅显示用户态和空闲态的 CPU 使用率。

blktrace 深入介绍

1. blktrace 简介

blktrace 是 Linux 系统中用于跟踪和监视磁盘 I/O 请求的工具。它能够提供详细的关于磁盘读写请求的信息，包括请求的发起时间、大小、类型、处理顺序等。

2. 功能特点

• 详细的 I/O 请求信息：包括读写进程名、进程号、执行时间、读写物理块号、块大小等。
• 内核层跟踪：属于内核 block layer，能够直接从内核中获取 I/O 请求的详细信息。
• 实时监控：可以实时监控 I/O 请求的生命周期。

3. 常用语法

blktrace -d <dev> -o <file>

• -d <dev>：指定要监控的设备（如 /dev/sda）。
• -o <file>：指定输出文件的名字。

4. 输出解释

blktrace 生成的输出文件通常包括以下内容：

• trace0 和 trace1：分别记录 CPU0 和 CPU1 的 I/O 请求信息。
• msg：记录 I/O 请求的详细信息，包括请求的发起时间、大小、类型等。
• drop：记录被丢弃的 I/O 请求信息。

5. 使用案例

1. 实时查看 I/O 请求：

   blktrace -d /dev/sda -o /tmp/blktrace.out
   

   将 I/O 请求信息输出到 /tmp/blktrace.out 文件中。

2. 生成采集文件并合并：

   blktrace -d /dev/sda -o /tmp/blktrace.out
   blkparse -i /tmp/blktrace.out -o /tmp/blktrace.txt
   

   使用 blkparse 工具将采集的二进制文件转换为可读的文本文件。

3. 指定监控的动作：

   blktrace -d /dev/sda -a 0x1 -o /tmp/blktrace.out
   

   仅监控读操作（0x1 表示读操作）。

mpstat 和 blktrace 功能对比

通过 mpstat 和 blktrace，可以分别对 CPU 和磁盘 I/O 性能进行深入分析，帮助定位和解决系统性能瓶颈。