AIX系统的CPU性能评估

1、vmstat使用vmstat来进行性能评估，该命令可获得关于系统各种资源之间的相关性能的简要信息。当然我们也主要用它来看CPU的一个负载情况。下面是我们调用vmstat命令的一个输出结果：$vmstat12Systemconfiguration:lcpu=16mem=23552MBkthrmemorypagefaultscpurbavmfrerepipofrsrcyinsycsussyidwa003091988274115200000018492612949078188300309198927411510000002527320136561152776对上面的命令解释如下：Kthr段显示内容”r列表示可运行的内核线程平均数目，包括正在运行的线程和等待CPU的线程。如果这个数字大于CPU的数目，则表明有线程需要等待CPU。”b列表示处在非中断睡眠状态的进程数。包括正在等待文件系统I/O的线程，或由于内存装入控制而被挂起的线程。Memory段显示内容”avm列表示活动虚拟内存的页面数，每页一般4KB”fre空闲的页面数，每页一般4KBPage段显示内容"re核列无效”pi从磁盘交换到内存的交换页（调页空间）数量，4KB/页。调页空间是驻留在硬盘上的虚拟内存的一部分。当内存使用过量时，会将溢出的工作组页面存储到调页空间中（窃取页）。当进程访问一个窃取页时，就产生了一个缺页故障，而这一页页必须从调页空间中读入到内存中。”po从内存交换到磁盘的交换页数量，4KB/页。如果窃取的工作也在调页空间中不存在或者已经作了修改，则写入调页空间中。如果不被再次访问，它会留在调度空间中直到进程终止或者放弃空间。”fr根据页面替换算法每秒释放的页数。当VMM页面替换例程扫描页面帧表（PageFrameTable，PFT）时，它会根据一些条件选取需要窃取的页面以补充空闲列表。该条件中包含工作页面和计算页面，释放的页面中，计算页面不产生I/O,工作页面如果数据没有发生修改，也不需要写回磁盘，也不会产生I/O。”sr根据页面替换算法每秒所检查的页数。sr值比fr值高的越多，说明替换算法要查找可以替换的页面就越困难。”cy每秒页面替换代码扫描了PFT多少次。因为增加空闲列表达到maxfree值，不一定需要完全扫描PFT表，而所有vmstat输出都为整数，所以通常cy列值为0。Faults段显示内容（其实这段内容不需太多关注）"in在该时间间隔中观测到的每秒设备中断数。”sy在该时间间隔中观测到的每秒系统调用次数。"cs在该时间间隔中观测到的每秒钟上下文切换次数。Cpu段显示内容"us列显示了用户模式所消耗的CPU时间。”sy列详细显示了CPU在系统模式所消耗的CPU时间。"id列显示了没有未决本地磁盘I/O时CPU空闲或等待时间的百分比。”wa列详细显示了有未决本地磁盘I/O时CPU空闲的时间百分比。wa的值如果超过25%，就表明磁盘子系统可能没有被正确平衡，或者这也可能是磁盘工作负荷很重的结果。如果在一个单用户系统中，us+sy时间不超过90%，我们就不认为系统的CPU是受限制的。如果在一个多用户系统中，us+sy时间超过80%,我们就认为系统的CPU是受限的。其中的进程将要花时间在运行队列中等待。响应时间和吞吐量会受损害。检查cpu，我们主要关注报告中的4个cpu列和2个kthr（内核线程）列。在上面的示例中，我们可以观察到以下几个主要的信息：CPUIDLE比较高，比较空闲;r列为0,表明线程不存在等待；WA值不高，说明I/O压力不大；free值比较大，pi，po为0,表明内存非常富裕。空闲较多。2、sar第二个常用的是sar命令，但是sar会增加系统的开销。当然有些情况下，我们使用sar比较方便。sar的输出结果与前面的基本类似，这里不再作详细的介绍，关于命令的语法，也不再作详细的介绍，我们常用的命令格式：#sar13AIXjsdxh_db023500C2C1EB4C00 10/24/07Systemconfiguration:lcpu=1617:52:26%usr%sys%wio%idlephysc17:52:271970758.0017:52:281960758.0117:52:291970758.02Average1970758.01在这里，sar命令输出的是一个整体的cpu使用情况的一个统计，统计分项目的内容也比较直观，通过名字就可以理解涵义。这里有一点比较方便的就是，在最后一行有一个汇总的average行，作为上述统计的一个平均。另外，补充说明一点的就是，一般来说，第一行统计信息包含了sar命令本身启动的cpu消耗，所以往往是偏高的，所以导致average值也往往是偏高一点的。当然，这不会对结果产生多大影响。当我们有多个cpu的时候，而程序采用的是单线程，有时候会出现一种情况，我们检查发现，cpu总体的使用率不高，但是程序响应却比较慢。这里有可能就是单线程只使用了一个cpu，导致这个cpu100%占用，处理不过来，而其他的cpu却闲置。这时可以对cpu分开查询，统计每个cpu的使用情况。#sar-PALL12AIXjsdxh_db023500C2C1EB4C00 10/24/07Systemconfiguration:lcpu=1618:03:30cpu%usr%sys%wio%idlephysc15050001.0020001000.5230001000.484010990.5450001000.4660001000.5370001000.4780001000.5390001000.4710020980.54110001000.461211580310.00131000001.00140001000.53150001000.47-1970758.0118:03:3200710 29 0.0015050001.0020001000.5230001000.484010990.5450001000.4760001000.5270001000.4780001000.5390001000.4710020980.54110001000.461239410200.00131000001.00140001000.52150001000.47-1970757.98Average00700 30 0.0015050001.0020001000.5230001000.484010990.5450001000.4660001000.5370001000.4780001000.5390001000.47

10020980.54110001000.461228480240.00131000001.00140001000.52150001000.47-1970758.00上面是分cpu统计的情况，结果应该也比较直观吧。Sar还有其他一些比较特殊的使用方法，比如：如果希望多个采样和多个报告，可为sar命令指定一个输出文件，这样就方便多了。将sar命令的标准输出数据定向到/dev/null，并将sar命令作为后台进程运行。具体的命令格式为：sar-A-o/temp/sar_result.log5300>/dev/null&关于sar其他的一些使用方法，这里不再详述。3、iostat第三个可以用来使用的命令是iostat.$iostat-t24tty:tintoutavg-cpu:%user%sys%idle%iowait0.00.00.00.199.80.10.081.00.00.199.90.00.040.50.00.0100.00.00.040.50.00.199.10.8TTY的两列信息（tin和tou）显示了由所有TTY设备读写的字符数CPU统计信息列（％user、%sys、%idle和%iowait）提供了CPU的使用情况。注意：第一份报告为系统启动以来的一个累积值。4、tprof使用tprof命令用于统计每个进程的CPU使用情况#tprof-xsleep30该命令的输出结果可查看__prof.all文件。此命令运行30秒钟，在当前目录下创建一个名为_prof.all的文件。30秒钟内，CPU被调度次数约为3000次。__prof.all文件中的字段Total为此进程调度到的CPU次数。如果进程所对应的Total字段的值为1500，即表示该进程在3000次CPU调度中占用了1500次，或理解为使用了一半的CPU时间。tprof的输出准确地显示出哪个进程在使用CPU时间。在我下面的这一份示例中，可以看到，大部分的cpu时间都是被wait所占用的。这里的wait实际上是idle进程，可以表明这个系统是一个完全空闲的系统。$more__prof.allProcessPIDTIDTotalKernelUserSharedOther

—:— wait409704097129982998000wait327763277729942994000wait245822458329852985000wait163881638929802980000syncd2212541557073131000caiUxOs524540'229401530030netm737467374711000hats_nim167124212206651 0010snmpd6459825812452911 1000rpc.lockd639212172867911000tprof704622227743710010trclogio360524240862511000trace1523820252314510010clinfo1958102276094511000sh1572938228570911000Total120001199406 0ProcessFREQTotalKernelUserSharedOtherwait— 411957 119570— 0 0syncd13131000caiUxOs130030netm111000hats_nim110010snmpd64111000rpc.lockd111000tprof110010trclogio111000trace110010clinfo111000sh111000Total— 1512000 119940— 6 0在这里，对wait进程作一点补充说明。在AIX5L下，你用psaux会发现有一些root的wait进程在AIX5L下，你用psaux会发现有一些root的wait进程#psaux|head-20USERPID%CPU%MEMSZRSSTTYSTATSTIMETIMECOMMANDoracle2663545.70.05013627524 -A15:40:350:32oracleora92(LOCroot 172143.10.04040 -AJul0424793:53wait

root169463.10.04040 -AJul0424633:59waitroot166783.10.04040 -AJul0424600:21waitroot532743.10.04040 -AJul0424397:54waitroot2863.10.04040 -AJul0424371:55waitroot81963.00.04040 -AJul0424312:40waitroot8223.00.04040 -AJul0424303:36waitroot5543.00.04040 -AJul0424261:50waitroot207762.70.04040 -AJul0421502:46waitroot573722.70.04040 -AJul0421439:31waitroot491762.70.04040 -AJul0421423:47waitroot210442.70.04040 -AJul0421398:24waitroot128482.70.04040 -AJul0421357:07waitroot213122.70.04040 -AJul0421324:26waitroot125802.70.04040 -AJul0421293:06waitroot131162.70.04040 -AJul0421195:47waitoracle3446120.30.05758834976-AJul042663:08ora_j000_ora92oracle4304080.30.05590833296-AJul042220:57ora_j001_ora92wait就是CPU空闲的时候运行的空闲进程，AIX4上叫kproc。所以这个进程占用越大，表示机器越空闲。Wait进程的数量是由机器上的逻辑CPU的个数决定的，有几个逻辑CPU，就有几个wait进程.5、ps这个命令使用本身也比较复杂，在这里只介绍如何查看cpu占用最高的进程。使用举例如下:#psaux|head-25USERPID%CPU%MEMSZRSSTTYSTATSTIMETIMECOMMANDroot172143.10.04040-AJul0425578:42waitroot169463.10.04040-AJul0425415:54waitroot166783.10.04040-AJul0425377:03waitroot532743.10.04040-AJul0425170:12waitroot2863.10.04040-AJul0425144:00waitroot81963.00.04040-AJul0425082:32waitroot8223.00.04040-AJul0425072:25waitroot5543.00.04040-AJul0425034:14waitroot207762.70.04040-AJul0422181:27waitroot573722.70.04040-AJul0422118:00waitroot491762.70.04040-AJul0422102:02waitroot210442.70.04040-AJul0422077:18waitroot128482.70.04040-AJul0422036:44waitroot213122.70.04040-AJul0421998:53waitroot125802.70.04040-AJul0421967:17waitroot131162.70.04040-AJul0421865:51waitoracle3446120.30.05637233852-AJul042707:30ora_j000_ora92oracle4304080.30.05591633396-AJul042266:20ora_j001_ora92oracle3650920.20.05618433664-AJul041765:58ora_j002_ora92

oracle4424300.20.05609233572-AJul041426:40ora_j003_ora92oracle3856060.10.05598433464-AJul051159:17ora_j004_ora92oracle4138560.10.05052028000-AJul23543:31oracleora92(LOCoracle1436680.10.05052828008-AJul13833:21oracleora92(LOCoracle3692300.10.05660034080-AJul05806:36ora_j005_ora92在这个输出结果中，排在前面的是16个root用户的wait进程，这其实是CPU空闲的时候运行的空闲进程，之前已作说明。所以CPU最高的几个进程其实是下面的ORACLE用户的ora_j00*进程，这是ORACLE的job进程。在这里，这些进程的开销很小。如果ORACLE的进程开销比较大，我们可以用如下的方法来查询具体的进程在干什么事情，例如我们要查询进程ora」000_ora92,PID=344612,可以使用下面的方法：$su-oracleSQL>sqlplus“/assysdba”SQL>oradebugsetospid344612SQL>oradebugevent10046tracenamecontextforever,level8SQL>oradebugtracefile_name-这个命令我们获得输出文件的绝对路径和文件名SQL>oradebugevent10046tracenamecontextoff$tkprof/opt/oracle/app/oracle/admin/ora92/bdump/ora92_j000_344612.trctracepid.txt$moretracepid.txt在tracepid.txt中，我们就可以看到这个进程中具体运行的语句、过程等，以及所有的SQL的cpu消耗、物理读、逻辑读、执行计划等信息。另外，我们也可以执行下面的语句查看进程具体运行的SQL语句的文本：SELECT/*+ORDERED*/sql_textFROMv$sqltextaWHERE(a.hash_value,a.address)IN(SELECTDECODE(sql_hash_value,0,prev_hash_value,sql_hash_value),DECODE(sql_hash_value,0,prev_sql_addr,sql_address)FROMv$sessionbWHEREb.paddr=(SELECTaddrFROMv$processcWHEREc.spid='&pid'))ORDERBYpieceASC6、解决CPU占用的惩罚机制nice和renice指定和修改命令的优先级。系统中运行的每个进程都有一个优先级，我们可以用ps命令看到，这个优先级为PRI，PRI的值越小，优先级越高，能占用更多的CPU时间片。系统默认的PRI为60，我们可以通过nice命令和renice命令来改变一个进程的优先级，从而控制进程对CPU时间片的占用。任何一个用户都可以使用nice命令来使他的进程以低于系统默认的pri运行。但是只有root用户才可以使进程以高于默认的pri运行。我们先来看一下nice命令的使用方法：#nice-n-5vmstat210>vmstat.out#ps-elFSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD200001A0704738152372805515aee1400544f100009e63c23e30pts/10:00vmstat指定程序以nice值-5开始运行。程序开始后，nice的值为15,PRI的值为55。

nice命令可以指定的范围为-20(最高优先级)到20(最低优先级)。在AIX5.3中，默认的nice为20。vmstat210>vmstat.outps-elFSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD200001A070474015237280602032ec6400472f100009e63c23e30pts/10:00vmstat64可以看到默认的情况下，系统使用的nice=20，pri=60。实际上，在使用nice指定的时候，我们也可以使用超出闭区间［-20,20］的值，比如：nice-n-33vmstat210>vmstat.outps-elFSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD200001A03196521523728040082ef0400544f100009e63c23e30pts/10:00vmstat64上例中，我们指定的nice小于-20，得到最高的优先级(pri=40)