Linux 如何查看系统负载

操作系统的负载状态，反映了应用程序的资源使用情况，从中能找出应用程序优化的瓶颈所在。

系统平均负载，是指处于运行或不可打扰状态的进程的平均数。\
处于运行，表示运行态，占用 CPU，或就绪态，等待 CPU 调度。\
不可打扰，表示阻塞，正在等待 I/O

在 Linux 系统中，要查看负载情况一般使用 uptime 命令（w 命令和 top 命令也行）*

一、uptime 命令

$ uptime\
16:33:56 up 69 days, 5:10, 1 user, load average: 0.14, 0.24, 0.29

以上信息的解析如下：

• 16:33:56 : 当前时间
• up 69 days, 5:10 : 系统运行了 69 天 5 小时 10 分
• 1 user : 当前有 1 个用户登录了系统 load average: 0.14, 0.24, 0.29 : 系统在过去 1 分钟内，5 分钟内，15 分钟内的平均负载
• load average: 0.14, 0.24, 0.29 : 系统在过去 1 分钟内，5 分钟内，15 分钟内的平均负载

平均负载解析

查看逻辑 CPU 核心数：

$ grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l\
1\

运行结果表示，有 1 个逻辑 CPU 核心。以 1 个 CPU 核心为例，假设 CPU 每分钟最多处理 100 个进程 –

• load=0，没有进程需要 CPU
• load=0.5，CPU 处理了 50 个进程
• load=1, CPU 处理了 100 个进程，这时 CPU 已被占满，但系统还是能顺畅运作的
• load=1.5, CPU 处理了 100 个进程，还有 50 个进程正在排除等着 CPU 处理，这时，CPU 已经超负荷工作了

为了系统顺畅运行，load 值最好不要超过 1.0，这样就没有进程需要等待了，所有进程都能第一时间得到处理。\
很显然，1.0 是一个关键值，超过这个值，系统就不在最佳状态了。 一般 0.7 是一个比较理想的值。\
另外，load 值的健康状态还跟系统 CPU 核心数相关，如果 CPU 核心数为 2，那么 load 值健康值应该为 2，以此类推。 \
评价系统的负载一般采用 15 分钟内的那个平均负载值。

二、w 命令

$ w\
17:47:40 up 69 days, 6:24, 1 user, load average: 0.46, 0.26, 0.25\
USER TTY FROM LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT\
lvinkim pts/0 14.18.144.2 15:55 0.00s 0.02s 0.00s w

第 1 行：与 uptime 一相同。 \
第 2 行以下，当前登录用户的列表。

三、top 命令

$ top\
top - 17:51:23 up 69 days, 6:28, 1 user, load average: 0.31, 0.30, 0.26\
Tasks: 99 total, 1 running, 98 sleeping, 0 stopped, 0 zombie\
Cpu(s): 2.3%us, 0.2%sy, 0.0%ni, 97.4%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st\
Mem: 1922244k total, 1737480k used, 184764k free, 208576k buffers\
Swap: 0k total, 0k used, 0k free, 466732k cached\
\
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND \
1 root 20 0 19232 1004 708 S 0.0 0.1 0:01.17 init \
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.01 kthreadd \
...

第 1 行：与 uptime 一相同。

第 2 行：进程数信息。

• Tasks: 99 total : 总共有 99 个进程
• 1 running : 1 个进程正在占用 CPU
• 98 sleeping : 98 个睡眠进程
• 0 stopped : 0 个停止的进程
• 0 zombie : 0 个僵尸进程

第 3 行 : CPU 使用率

• us (user): 非 nice 用户进程占用 CPU 的比率
• sy (system): 内核、内核进程占用 CPU 的比率
• ni (nice): 用户进程空间内改变过优先级的进程占用 CPU 比率
• id (idle): CPU 空闲比率，如果系统缓慢而这个值很高，说明系统慢的原因不是 CPU 负载高
• wa (iowait): CPU 等待执行 I/O 操作的时间比率，该指标可以用来排查磁盘 I/O 的问题，通常结合 wa 和 id 判断
• hi (Hardware IRQ): CPU 处理硬件中断所占时间的比率
• si (Software Interrupts): CPU 处理软件中断所占时间的比率
• st (steal): 流逝的时间，虚拟机中的其他任务所占 CPU 时间的比率

需要注意的一些情形：

• 用户进程 us 占比高，I/O 操作 wa 低：说明系统缓慢的原因在于进程占用大量 CPU，通常还会伴有教低的空闲比率 id，说明 CPU 空转时间很少。
• I/O 操作 wa 低，空闲比率 id 高：可以排除 CPU 资源瓶颈的可能。
• I/O 操作 wa 高：说明 I/O 占用了大量的 CPU 时间，需要检查交换空间的使用，交换空间位于磁盘上，性能远低于内存，当内存耗尽开始使用交换空间时，将会给性能带来严重影响，所以对于性能要求较高的服务器，一般建议关闭交换空间。另一方面，如果内存充足，但 wa 很高，说明需要检查哪个进程占用了大量的 I/O 资源。

更多负载情形，可在实际中灵活判断。

四、iostat 命令

iostat 命令可以查看系统分区的 IO 使用情况

$ iostat \
Linux 2.6.32-573.22.1.el6.x86_64 (sgs02) 01/20/2017 _x86_64_ (1 CPU)\
\
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle\
2.29 0.00 0.25 0.04 0.00 97.41\
\
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn\
vda 1.15 3.48 21.88 21016084 131997520

一些值得注意的 IO 指标 :

• Device : 磁盘名称
• tps : 每秒 I/O 传输请求量
• Blk_read/s : 每秒读取多少块，查看块大小可参考命令 tune2fs
• Blk_wrtn/s : 每秒写取多少块
• Blk_read : 一共读了多少块
• –Blk_wrtn : 一共写了多少块

五、iotop 命令

iotop 命令类似于 top 命令，但是显示的是各个进程的 I/O 情况，对于定位 I/O 操作较重的进程有比较大的作用。\

# iotop\
Total DISK READ: 0.00 B/s | Total DISK WRITE: 774.52 K/s\
TID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO> COMMAND \
272 be/3 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 4.86 % [jbd2/vda1-8]\
9072 be/4 mysql 0.00 B/s 268.71 K/s 0.00 % 0.00 % mysqld\
5058 be/4 lvinkim 0.00 B/s 3.95 K/s 0.00 % 0.00 % php-fpm: pool www\
1 be/4 root 0.00 B/s 0.00 B/s 0.00 % 0.00 % init

可以看到不同任务的读写强度。

六、sysstat 工具

很多时候当检测到或者知道历史的高负载状况时，可能需要回放历史监控数据，这时 sar 命令就派上用场了，sar 命令同样来自 sysstat 工具包，可以记录系统的 CPU 负载、I/O 状况和内存使用记录，便于历史数据的回放。

sysstat 的配置文件在 /etc/sysconfig/sysstat 文件，历史日志的存放位置为 /var/log/sa\
统计信息都是每 10 分钟记录一次，每天的 23:59 会分割统计文件，这些操作的频率都在 /etc/cron.d/sysstat 文件配置。\

七、sar 命令

使用 sar 命令查看当天 CPU 使用：

$ sar\
Linux 2.6.32-431.23.3.el6.x86_64 (szs01) 01/20/2017 _x86_64_ (1 CPU)\
\
10:50:01 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle\
11:00:01 AM all 0.45 0.00 0.22 0.40 0.00 98.93\
Average: all 0.45 0.00 0.22 0.40 0.00 98.93

使用 sar 命令查看当天内存使用：

$ sar -r\
Linux 2.6.32-431.23.3.el6.x86_64 (szs01) 01/20/2017 _x86_64_ (1 CPU)\
\
10:50:01 AM kbmemfree kbmemused %memused kbbuffers kbcached kbcommit %commit\
11:00:01 AM 41292 459180 91.75 44072 164620 822392 164.32\
Average: 41292 459180 91.75 44072 164620 822392 164.32

使用 sar 命令查看当天 IO 统计记录：

$ sar -b\
Linux 2.6.32-431.23.3.el6.x86_64 (szs01) 01/20/2017 _x86_64_ (1 CPU)\
\
10:50:01 AM tps rtps wtps bread/s bwrtn/s\
11:00:01 AM 3.31 2.14 1.17 37.18 16.84\
Average: 3.31 2.14 1.17 37.18 16.84

更多 sar 用法，请 man sar 。