（转）从dstat理解Linux性能监控体系

http://calvin1978.blogcn.com/articles/dstat.html?hmsr=toutiao.io&utm_medium=toutiao.io&utm_source=toutiao.io

聪明的同学在性能测试时，一边盯着监控一边自己在想：

“如果有200毫秒的CPU瞬时高峰，会被抓住么？”
“我再加上这个监控项，或者我让采样间隔再密一点，会影响性能么”

dstat用地球人都看得懂的python来写，而且只有寥寥数行，很适合从它入手，了解所有top, vmstat，pidstat们的工作原理，回答上面的问题。



1. dstat简介

系统性能的监控工具，我首选dstat，用过的同学也都喜欢，因为：

dstat可以认为是vmstat，iostat等的合体，不像vmstat还缺个网络流量数据。
dstat有良好的对齐和单位转换，不像vmstat一堆数字看到脖子都歪了。
安装
一般yum install dstat, 或者从官网下载最新版解压即用。

使用
我最喜欢的指令是 "dstat -tamp"

t: 时间
a: 一个缩写合集，包括CPU(-c), 磁盘IO(-d)，网络流量(-n), Swap page in/out(-g), 系统的中断和上下文切换(-y)
如果用bond0绑定了两块网卡，bond0与eth0+eth1会重复算，需要把值劈一半，或者用-N bond0 这样单拧出来。
如果想监控不同磁盘，可以-D sda,sdb,total
m: 内存
p: 进程数 (在运行的，被阻塞的，新增的)


2.实现原理

dstat的地球人都看得懂的代码在此：

https://github.com/dagwieers/dstat/blob/master/dstat#L602

CPU信息
阅读第一段，关于CPU的采集插件，哦，原来完全是靠读取 /proc/stat 文件的数据。

$ cat /proc/stat
cpu 179165222 1067 67744298 9464596822 89694 31726 17296810 0 0
cpu0 13417559 30 4926156 385849929 39813 5 245082 0 0
cpu1 5972603 19 2536549 395562123 2953 0 70426 0 0
…..
关于CPU的几列数字分别是user,nice,system,idle,iowait....等状态的cpu时间统计，值是从开机到现在的累计值，单位是1/100秒。

顺便再瞄一下，/proc目录下还有/proc/[pid]/stat，那是每个进程的CPU统计。

既然/proc/stat 文件长这样，那top啊，mpstat, pidstat啊，CPU信息估计也是这么读出来的没跑了，《性能之巅》里用strace追踪vmstat也证实了这点。

回答问题时间
现在，第一个问题可以回答了，dstat每秒读取一下这个CPU累计值，然后减去前一秒的累计值，就得到这一秒内的平均值——所以200毫秒内的CPU高峰是抓不到的，只有平均值。

第二个问题，这监控的消耗大么？
首先，/proc目录是个伪文件系统，数据其实是在内存之中，只是通过文件形式来暴露，让你可以通过cat命令，或open file这类系统调用来读取(这种风格是Unix的基因，详见《Unix编程的艺术》），读取这么一下内存的消耗很低。

而且，dstat是一开始就打开了/proc/stat文件，不会每秒钟都重复打开。当然，像top，pidstat, 或者dstat里比如top-*插件，就会每次打开每个活动进程的stat文件，那消耗会大些。

通过pidstat的监控，dstat自身的消耗也就是一个CPU核的1%，pidstat也是一个核的1%，top略大，所以有人说压测时不要开top。

有些聪明的同学可能闪电般又有第三个问题，那这个/proc/stat文件什么时候更新？一秒一次么？

因为/proc是个伪文件系统，本质是API接口，所以并不存在“更新”这个概念，每次读取该文件时，调用sysconf(_SC_CLK_TCK)来获取，返回内存中的metrics值（或者如果需要实时统计的就统计一下）

/proc目录
关于/proc目录，linux自己已经有详细文档：http://man7.org/linux/man-pages/man5/proc.5.html，《性能之巅》4.2章 观测来源里也有描述。

我够懒的话，写到这里已经可以停笔了，大家自己去读它就可以了。为了凑字数，继续吧。。。。



3. 多余的话

其他系统级别信息
新增/运行/堵塞进程数量 ，系统上下文切换，中断次数在/proc/stat，其中新增进程是靠累计进程数的差值得来。

磁盘信息，都在/proc/diskstats, 包括所有iostats用到的详细信息, 详见Documentation/iostatts.txt

内存信息，都在/proc/meminfo，还包括默认没显示的dirty page cached 大小等。

Swap page in/out 信息，在/proc/vmstat

网络流量信息, 在/proc/net/dev

tcp socket状态的统计，在/proc/net/tcp

系统负载的统计(类似uptime)，在/proc/loadavg

进程级别信息
每个进程的信息，留意下面几个：
/proc/[pid]/stat 与status: TOP看的进程信息多在这里， status对人类友好些。
/proc/[pid]/cmdline: 完整的命令行参数
/proc/[pid]/environ： 完整的实际生效的环境变量

线程级别的信息
/proc/[pid]/task/[tid]/stat，如果top 或 pidstat里选择显示进程信息，就会再把所有进程目录下的线程子目录一一打开，消耗会更大。

继续偷懒，直接看参考资料吧。

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