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sar命令详解.md

File metadata and controls

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sar 命令详解

sar是System Activity Reporter（系统活动情况报告）的缩写。sar工具将对系统当前的状态进行取样，然后通过计算数据和比例来表达系统的当前运行状态。它的特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据；取样数据和分析的结果都可以存入文件，所需的负载很小。sar是目前Linux上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从14个大方面对系统的活动进行报告，包括文件的读写情况、系统调用的使用情况、串口、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等，使用也是较为复杂。

sar是查看操作系统报告指标的各种工具中，最为普遍和方便的；它有两种用法；

  1. 追溯过去的统计数据（默认）
  2. 周期性的查看当前数据

相关文件

/etc/sysconfig/sysstat 是配置，/var/log/sa是储存统计数据的地方，默认储存一个月的，一天一个文件，文件中有24小时的数据。

使用方法

Usage: sar [ options ] [ [ ] ]

选项

  • -B 分页统计
  • -b I/O 和传输速率统计
  • -d 块设备统计

分页统计

$ sudo sar -B
11:00:01 AM  pgpgin/s pgpgout/s   fault/s  majflt/s  pgfree/s pgscank/s pgscand/s pgsteal/s    %vmeff
11:10:01 AM      2.03   3607.65  71692.69      2.46  52217.31      0.00      0.00      0.00      0.00
11:20:01 AM      0.00   2581.87  69660.71      2.34  51527.05      0.00      0.00      0.00      0.00
11:30:01 AM      0.03   3133.09  70731.26      2.38  52319.47      0.00      0.00      0.00      0.00
11:40:02 AM      0.06   4657.76  71093.80      2.14  53488.74      0.00      0.00      0.00      0.00
11:50:01 AM     27.58   4398.13  70583.10      2.24  52897.79      0.00      0.00      0.00      0.00
12:00:01 PM      0.37   3209.40  71278.17      2.25  52764.36      0.00      0.00      0.00      0.00
12:10:01 PM   1791.07   7004.83  72407.94      2.69  54012.09      0.00      0.00      0.00      0.00
12:20:01 PM      0.11   5210.17  70653.57      2.44  52958.06      0.00      0.00      0.00      0.00
12:30:01 PM      0.11   4626.54  70084.51      2.14  52262.60      0.00      0.00      0.00      0.00
12:40:01 PM      0.16   4981.73  72656.71      2.00  52870.70      0.00      0.00      0.00      0.00
12:50:01 PM    266.87   6141.89  72094.90      2.26  53977.91      0.00      0.00      0.00      0.00
01:00:01 PM      0.24   5113.39  71358.22      2.45  53009.57      0.00      0.00      0.00      0.00
01:10:01 PM      2.03   4596.51  72666.33      2.63  52910.50      0.00      0.00      0.00      0.00
01:20:01 PM      1.52   6023.10  74710.75      2.34  54503.86      0.00      0.00      0.00      0.00
01:30:01 PM      0.00   4068.47  71139.03      2.24  52225.24      0.00      0.00      0.00      0.00
01:40:02 PM      0.37   3002.31  70453.83      2.17  51802.84      0.00      0.00      0.00      0.00
01:50:01 PM      0.00   4055.24  71599.26      2.27  52253.44      0.00      0.00      0.00      0.00
02:00:01 PM      0.00   3728.87  70593.02      2.32  51766.70      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:        70.66   3916.90  71392.35      2.33  52780.81      0.00      0.00      0.00      0.00
  • pgpgin/s：表示每秒从磁盘或SWAP置换到内存的字节数(KB)
  • pgpgout/s：表示每秒从内存置换到磁盘或SWAP的字节数(KB)
  • fault/s：每秒钟系统产生的缺页数，即主缺页与次缺页之和(major + minor)
  • majflt/s：每秒钟产生的主缺页数
  • pgfree/s：每秒被放入空闲队列中的页个数
  • pgscank/s：每秒被 kswapd 扫描的页个数
  • pgscand/s：每秒直接被扫描的页个数
  • pgsteal/s：每秒钟从 cache 中被清除来满足内存需要的页个数
  • %vmeff：每秒清除的页(pgsteal)占总扫描页(pgscank + pgscand)的百分比

内存缺页，参考：https://liam.page/2017/09/01/page-fault/

CPU 不能直接和硬盘进行交互。CPU 所作的一切运算，都是通过 CPU 缓存间接与内存进行操作的。若是 CPU 请求的内存数据在物理内存中不存在，那么 CPU 就会报告「缺页错误（Page Fault）」，提示内核。

因为 CPU 无法继续进行进程请求的计算，并报告了缺页错误，用户进程必然就中断了。这样的中断称之为缺页中断。在报告 Page Fault 之后，进程会从用户态切换到系统态，交由操作系统内核的 Page Fault Handler 处理缺页错误。

在内核处理缺页错误时，就有可能进行磁盘的读写操作。这样的操作，相对 CPU 的处理是非常缓慢的。因此，发生大量的缺页错误，势必会对程序的性能造成很大影响。因此，在对性能要求很高的环境下，应当尽可能避免这种情况。

硬缺页错误与软缺页错误

缺页错误可以分为两类：硬缺页错误（Hard Page Fault）和软缺页错误（Soft Page Fault）。这里，前者又称为主要缺页错误（Major Page Fault）；后者又称为次要缺页错误（Minor Page Fault）。当缺页中断发生后，Page Fault Handler 会判断缺页的类型，进而处理缺页错误，最终将控制权交给用户态代码。

若是此时物理内存里，已经有一个页帧正是此时 CPU 请求的内存页，那么这是一个软缺页错误；于是，Page Fault Hander 会指示 MMU 建立相应的页帧到页的映射关系。这一操作的实质是进程间共享内存——比如动态库（共享对象），比如 mmap 的文件。

若是此时物理内存中，没有相应的页帧，那么这就是一个硬缺页错误；于是 Page Fault Hander 会指示 CPU，从已经打开的磁盘文件中读取相应的内容到物理内存，而后交由 MMU 建立这份页帧到页的映射关系。

不难发现，软缺页错误只是在内核态里轻轻地走了一遭，而硬缺页错误则涉及到磁盘 I/O。因此，处理起来，硬缺页错误要比软缺页错误耗时长得多。这就是为什么我们要求高性能程序必须在对外提供服务时，尽可能少地发生硬缺页错误。

I/O 和传输速率统计

$ sudo sar -b
11:00:01 AM       tps      rtps      wtps   bread/s   bwrtn/s
11:10:01 AM     41.27      0.20     41.07      4.05   7215.30
11:20:01 AM     40.09      0.00     40.09      0.00   5163.74
11:30:01 AM     40.27      0.00     40.27      0.05   6266.17
11:40:02 AM     46.61      0.00     46.60      0.12   9315.52
11:50:01 AM     45.02      0.20     44.82     55.16   8796.25
12:00:01 PM     39.38      0.02     39.36      0.75   6418.80
12:10:01 PM    160.86    109.95     50.91   3582.14  14009.65
12:20:01 PM     48.60      0.01     48.59      0.21  10420.34
12:30:01 PM     46.36      0.01     46.35      0.21   9253.08
12:40:01 PM     48.12      0.01     48.11      0.32   9963.46
12:50:01 PM     64.90     11.71     53.19    533.75  12283.78
01:00:01 PM     48.01      0.02     48.00      0.48  10226.79
01:10:01 PM     44.68      0.20     44.48      4.05   9193.03
01:20:01 PM     47.00      0.09     46.91      3.04  12046.19
01:30:01 PM     41.79      0.00     41.79      0.00   8136.93
01:40:02 PM     41.34      0.02     41.32      0.75   6004.62
01:50:01 PM     43.18      0.00     43.18      0.00   8110.49
02:00:01 PM     42.10      0.00     42.10      0.00   7457.74
02:10:01 PM     47.36      0.00     47.36      0.16  10533.68
02:20:01 PM     44.76      0.21     44.55      4.21   9032.45
02:30:01 PM     41.61      0.01     41.60      0.21   8671.07
02:40:01 PM     40.81      0.02     40.79      0.64   6113.99
02:50:01 PM     41.53      0.00     41.53      0.00   6614.86
03:00:01 PM     40.64      0.00     40.63      0.05   7533.50
03:10:01 PM     49.95      0.00     49.94      0.07   8999.71
Average:        46.18      3.77     42.41    130.51   7863.06
  • tps：每秒钟物理设备的 I/O 传输总量
  • rtps：每秒钟从物理设备读入的数据总量
  • wtps：每秒钟向物理设备写入的数据总量
  • bread/s：每秒钟从物理设备读入的数据量，单位为：块/s
  • bwrtn/s：每秒钟向物理设备写入的数据量，单位为：块/s

块设备统计

$ sudo sar -d
03:00:01 PM       DEV       tps  rd_sec/s  wr_sec/s  avgrq-sz  avgqu-sz     await     svctm     %util
03:10:01 PM    dev8-0     30.93      0.07   2309.34     74.66      0.11      3.52      0.12      0.36
03:10:01 PM   dev8-16      0.94      0.00    583.48    618.79      0.11    111.63      3.52      0.33
03:10:01 PM   dev8-32      3.00      0.00   1279.01    426.75      0.24     80.58      5.33      1.60
03:10:01 PM   dev8-48      9.31      0.00    506.35     54.37      0.12     12.37      3.88      3.61
03:10:01 PM   dev8-64      1.27      0.00    998.90    787.90      0.20    158.96      3.91      0.50
03:10:01 PM   dev8-80      1.50      0.00    970.46    646.52      0.23    150.73      4.20      0.63
03:10:01 PM   dev8-96      0.97      0.00    769.20    790.60      0.18    180.31      3.48      0.34
03:10:01 PM  dev8-112      0.99      0.00    800.68    805.04      0.11    112.77      3.63      0.36
03:10:01 PM  dev8-128      1.03      0.00    782.28    761.04      0.14    133.64      3.40      0.35
03:10:01 PM  dev253-0     35.08      0.07   2309.33     65.83      0.16      4.61      0.10      0.36
03:10:01 PM  dev253-1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:       dev8-0     28.40    130.49   1993.98     74.80      0.03      1.18      0.13      0.38
Average:      dev8-16      1.02      0.00    648.46    635.04      0.11    111.74      3.29      0.34
Average:      dev8-32      2.61      0.00    795.02    304.64      0.16     59.82      5.80      1.51
Average:      dev8-48      9.13      0.00    817.15     89.55      0.17     18.73      3.93      3.59
Average:      dev8-64      0.93      0.00    696.70    749.92      0.13    134.97      3.74      0.35
Average:      dev8-80      1.16      0.00    697.54    602.27      0.14    120.46      4.16      0.48
Average:      dev8-96      0.95      0.00    701.10    736.55      0.12    122.65      3.89      0.37
Average:     dev8-112      0.99      0.00    766.78    776.45      0.16    160.16      4.00      0.39
Average:     dev8-128      0.99      0.00    746.33    750.59      0.14    145.79      3.57      0.35
Average:     dev253-0     29.40    129.81   1993.98     72.23      0.04      1.28      0.13      0.38
Average:     dev253-1      0.01      0.62      0.00     46.09      0.00      0.15      0.07      0.00
  • tps: 每秒从物理磁盘 I/O 的次数。多个逻辑请求会被合并为一个 I/O 磁盘请求，一次传输的大小是不确定的
  • rd_sec/s: 每秒读扇区的次数
  • wr_sec/s: 每秒写扇区的次数
  • avgrq-sz: 平均每次设备 I/O 操作的数据大小(扇区)
  • avgqu-sz: 磁盘请求队列的平均长度
  • await: 从请求磁盘操作到系统完成处理，每次请求的平均消耗时间，包括请求队列等待时间，单位是毫秒(1秒=1000毫秒)
  • svctm: 系统处理每次请求的平均时间,不包括在请求队列中消耗的时间.
  • %util: I/O请求占CPU的百分比，比率越大，说明越饱和 1. avgqu-sz 的值较低时，设备的利用率较高 2. 当%util的值接近 100% 时，表示设备带宽已经占满