vmstat：一个标准的报告Linux系统虚拟内存统计工具

什么是 RAM?

在智能手机世界，我们每一个人都知道 RAM。因此，我不想深入介绍，这样我就简要概括下。RAM 代表“随机访问内存(Random Access Memory)”，是一种计算机数据存储，它会存储经常使用的程序来提升系统性能。

什么是虚拟内存?

虚拟内存是一种内存管理方式，计算机通过临时将最近未使用的程序数据从 RAM 转移到硬盘，以平衡或管理内存的短缺。

什么是 vmstat?

vmstat 是一个标准的工具，它会报告 Linux 系统的虚拟内存统计。vmstat 会报告有关进程、内存、分页、块 IO、陷阱(中断)和 cpu 活动的信息。它可以帮助 Linux 管理员在解决问题时识别系统瓶颈。

在 Linux 中安装 Sysstat

Linux 中没有独立的 vmstat 包。它与 sysstat 绑定在一起，并在大多数发行版的默认仓库上都有。如果还没有安装，只要基于你的发行版输入下面的命令。

[在 CentOS/RHEL 中安装 vmstat] 
$ sudo yum install sysstat 
[在 Fedora 中安装 vmstat] 
$ sudo dnf install sysstat 
[在 Debian/Ubuntu 中安装 vmstat] 
$ sudo apt-get install sysstat 
[在 Arch Linux 中安装 vmstat] 
$ sudo pacman -S sysstat 
[在 Mageia 中安装 vmstat] 
$ sudo urpmi sysstat 
[在 openSUSE 中安装 vmstat] 
$ sudo zypper install sysstat 

不带参数运行 vmstat

假设你已经成功安装 vmstat，在终端中不带参数运行 vmstat，它会向你展示 vmstat 的默认结果。

# vmstat 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu---- 
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa 
 2  0  79496 1614120 139240 787928   0    0    23    10    0    0 11  1 88  0 

当你看到上面的输出，你可能已经大致了解了它是什么以及它的目的。不要担心，我们将深入解释每个参数，以便你可以了解 vmstat 的用途和目的。

procs：procs 中有 r 和 b 列，它报告进程统计信息。在上面的输出中，在运行队列(r)中有两个进程在等待 CPU 并有零个休眠进程(b)。通常，它不应该超过处理器(或核心)的数量，如果你发现异常，最好使用 top 命令进一步地排除故障。

• r：等待运行的进程数。
• b：休眠状态下的进程数。

memory： memory 下有报告内存统计的 swpd、free、buff 和 cache 列。你可以用 free -m 命令看到同样的信息。在上面的内存统计中，统计数据以千字节表示，这有点难以理解，最好添加 M 参数来看到以兆字节为单位的统计数据。

• swpd：使用的虚拟内存量。
• free：空闲内存量。
• buff：用作缓冲区的内存量。
• cache：用作高速缓存的内存量。
• inact：非活动内存的数量。
• active：活动内存量。

swap：swap 有 si 和 so 列，用于报告交换内存统计信息。你可以用 free -m 命令看到相同的信息。

• si：从磁盘交换的内存量(换入，从 swap 移到实际内存的内存)。
• so：交换到磁盘的内存量(换出，从实际内存移动到 swap 的内存)。

I/O：I/O 有 bi 和 bo 列，它以“块读取”和“块写入”的单位来报告每秒磁盘读取和写入的块的统计信息。如果你发现有巨大的 I/O 读写，最好使用 iotop 和 iostat 命令来查看。

• bi：从块设备接收的块数。
• bo：发送到块设备的块数。

system：system 有 in 和 cs 列，它报告每秒的系统操作。

• in：每秒的系统中断数，包括时钟中断。
• cs：系统为了处理所以任务而上下文切换的数量。

CPU：CPU 有 us、sy、id 和 wa 列，报告(所用的) CPU 资源占总 CPU 时间的百分比。如果你发现异常，最好使用 top 和 free 命令。

• us：处理器在非内核程序消耗的时间。
• sy：处理器在内核相关任务上消耗的时间。
• id：处理器的空闲时间。
• wa：处理器在等待IO操作完成以继续处理任务上的时间。

以 MB 方式输出

默认情况下，vmstat 以千字节为单位显示内存统计，这是非常难以理解的，最好添加 -S m 参数以获取以兆字节为单位的统计。

# vmstat -S m 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu---- 
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa 
 1  0    103    371    406   2116    0    0    40    15    0    0 11  1 87  0 

以延迟方式运行 vmstat 获取更好的统计信息

默认情况下，vmstat 的单次统计信息不足以进一步进行故障排除，因此，添加更新延迟(延迟是更新之间的延迟，以秒为单位)以定期捕获活动。如果你想以 2 秒延迟运行 vmstat ，只需使用下面的命令(如果你想要更长的延迟，你可以根据你的愿望改变)。

以下命令将每 2 秒运行一次，直到退出。

# vmstat 2 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu---- 
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa 
 1  0 105500 325776 416016 2166912   0    0    40    15    0    0 11  1 87  0 
 0  0 105500 325644 416016 2166920   0    0     0    13 1083 1174 11  1 87  0 
 0  0 105500 308648 416024 2166928   0    0     1    16 1559 1453 16  2 82  0 
 0  0 105500 285948 416032 2166932   0    0     0    12  934 1003  9  1 90  0 
 0  0 105500 326620 416040 2166940   0    0     1    27  922 1068  9  1 90  0 
 0  0 105500 366704 416048 2166944   0    0     0    17  835  955  9  1 90  0 
 0  0 105500 366456 416056 2166948   0    0     1    22  859  918  9  1 90  0 
 0  0 105500 366456 416056 2166948   0    0     0    15 1539 1504 17  2 81  0 
 0  0 105500 365224 416060 2166996   0    0     1    19  984 1097 11  1 88  0 

带延迟和计数运行 vmstat

或者，你可以带延迟和特定计数运行 vmstat，一旦达到给定的计数，然后自动退出。

以下命令将每 2 秒运行一次，10 次后自动退出。

# vmstat 2 10 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu---- 
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa 
 1  0  79496 1581916 157380 810412   0    0    23    10    0    1 11  1 88  0 
 2  0  79496 1559464 157380 810416   0    0     1     1 1821 1749 21  2 77  0 
 0  0  79496 1583768 157384 810416   0    0     1    46  681  799  9  1 90  0 
 2  0  79496 1556364 157384 810428   0    0     1     1 1392 1545 15  2 83  0 
 0  0  79496 1583272 157384 810428   0    0     1     0 1307 1448 14  2 84  0 
 2  0  79496 1582032 157384 810428   0    0     1    41  424  605  4  1 96  0 
 1  0  79496 1575848 157384 810428   0    0     1     0 1912 2407 26  2 71  0 
 0  0  79496 1582884 157384 810436   0    0     1    69  678  825  9  1 90  0 
 2  0  79496 1569368 157392 810432   0    0    11    26  920  969  9  1 90  0 
 1  0  79496 1583612 157400 810444   0    0     7    39 2001 2530 20  2 77  0 

显示活动和非活动内存

默认情况下，vmstat 会显示除活动和非活动内存之外的内存统计信息。如果要查看活动和非活动内存统计信息，请在 vmstat 后添加 -a 参数。

# vmstat -a 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu---- 
 r  b   swpd   free  inact active   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa 
 1  0 105500 2387592 415148 584112   0    0    40    15    0    1 11  1 87  0 

打印磁盘统计

在 vmstat 后面添加 -d 参数会以每个磁盘一行的方式显示统计(包含读、写和 IO)。

# vmstat -d 
disk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------ 
       total merged sectors      ms  total merged sectors      ms    cur    sec 
ram0       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram1       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram2       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram3       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram4       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram5       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram6       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram7       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram8       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram9       0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram10      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram11      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram12      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram13      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram14      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
ram15      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop0      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop1      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop2      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop3      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop4      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop5      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop6      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
loop7      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
fd0        0      0       0       0      0      0       0       0      0      0 
sda   16604050 904497 2594882190 57455732 30037054 28093770 2160032056 118189160      0  40915 
sdb   257357577 479985 3124712204 577235320 8502519 1283237 36645890 11250948      0 182336 

总结磁盘统计

在 vmstat 后面添加 -D 会显示全局统计(包括全部的磁盘、分区、全部读、合并的读、读取的扇区、写、合并的写、写入的扇区和 IO)。

# vmstat -D 
           27 disks 
            3 partitions 
    275754028 total reads 
      1388030 merged reads 
   5751195976 read sectors 
    638710116 milli reading 
     38795040 writes 
     29520659 merged writes 
   2209820333 written sectors 
    130210652 milli writing 
            0 inprogress IO 
       224704 milli spent IO 

打印指定分区统计

vmstat 添加 -p 参数后面跟上设备名会显示指定分区统计(包括读、读取的扇区、写以及请求的写)。

# vmstat -p /dev/sdb1 
sdb1          reads   read sectors  writes    requested writes 
                3115      27890     839453  206728016 

vmstat 统计信息带上时间戳

当你想在特定时间区间内找到内存尖峰时，用 vmstat 命令添加 -t 参数，后跟延迟和计数。

注意：此组合不适用于基于 Debian 的系统。

# vmstat -t 1 5 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------ ---timestamp--- 
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st 
 0  0      0 6981416 181324 24588604    0    0     0     1    0    0  0  0 100  0  0    2017-01-11 15:42:15 MST 
 2  0      0 6981276 181324 24588604    0    0     0     0   91   40  0  0 100  0  0    2017-01-11 15:42:16 MST 
 0  0      0 6982016 181324 24588604    0    0     0     0   75  116  0  0 100  0  0    2017-01-11 15:42:17 MST 
 0  0      0 6982016 181324 24588604    0    0     0     0   43   39  0  0 100  0  0    2017-01-11 15:42:18 MST 
 0  0      0 6982280 181324 24588604    0    0     0     0  113  185  0  0 100  0  0    2017-01-11 15:42:19 MST 

打印更多统计

vmstat 后面跟上 -s 参数会显示不同统计的总结。

# vmstat -s 
     32849392  total memory 
     25864128  used memory 
     16468180  active memory 
      8320888  inactive memory 
      6985264  free memory 
       181324  buffer memory 
     24588612  swap cache 
     20970492  total swap 
            0  used swap 
     20970492  free swap 
       891075 non-nice user cpu ticks 
         6532 nice user cpu ticks 
      1507099 system cpu ticks 
  18925265601 idle cpu ticks 
       113043 IO-wait cpu ticks 
          108 IRQ cpu ticks 
         4185 softirq cpu ticks 
            0 stolen cpu ticks 
      4071862 pages paged in 
    216759718 pages paged out 
            0 pages swapped in 
            0 pages swapped out 
    369611221 interrupts 
    477861261 CPU context switches 
   1478258826 boot time 
      2196121 forks 

打印 slab 统计

vmstat 后面跟上 -m 参数会显示 slab 信息。

# vmstat -m 
Cache                       Num  Total   Size  Pages 
nf_conntrack_expect           0      0    240     16 
nf_conntrack_ffffffff81b2a920     18     60    312     12 
fib6_nodes                   24     59     64     59 
ip6_dst_cache                16     30    384     10 
ndisc_cache                   7     30    256     15 
ip6_mrt_cache                 0      0    128     30 
RAWv6                        35     35   1088      7 
UDPLITEv6                     0      0   1024      4 
UDPv6                         4     12   1024      4 
tw_sock_TCPv6                 0      0    320     12 
request_sock_TCPv6            0      0    192     20 
TCPv6                         4      6   1920      2 
fat_inode_cache               5      6    672      6 
fat_cache                     0      0     32    112 
ioat2                      4096   4140    128     30 
ext4_inode_cache          34322  34364   1000      4 
ext4_xattr                    0      0     88     44 
. 
. 
. 

阅读更多关于 vmstat

如果你想了解关于 vmstat 的更多选项，请阅读手册。

# vmstat --help 
或者 
# man vmstat 

作者简介：

Magesh Maruthamuthu，热爱玩所有的 Linux 发行版