Внутреннее устройство Linux

Этот вывод распределяется по таким категориям: procs — для процессов, memory — для использования памяти, swap — для страниц, которые перемещаются в область подкачки и из нее, io — для использования диска, system — для количества переключений ядра на его код и cpu — для количества времени, затраченного различными частями системы.

Приведенный выше пример типичен для систем, которые не выполняют много работы. Обычно следует начинать просмотр со второй строки — в первой содержатся средние значения за все время работы системы. Например, в данном случае система переместила на диск (swpd) 320 416 Кбайт памяти, при этом свободно около 3 025 000 Кбайт (3 Гбайт) реальной памяти. Хотя некоторая часть области подкачки использована, нулевые значения в столбцах si (swap-in, «входящая» подкачка) и so (swap-out, «выходящая» подкачка) говорят о том, что в данный момент ядро не занято никаким из видов подкачки с диска. Столбец buff сообщает объем памяти, который ядро использует для дисковых буферов (см. подраздел 4.2.5).

В правом столбце с заголовком CPU можно увидеть распределение процессорного времени (столбцы us, sy, id и wa). Они сообщают соответственно процентное соотношение времени, которое процессор тратит на задачи пользователя, системные задачи (задачи ядра), бездействие и ожидание ввода/вывода. В приведенном примере запущено не так много пользовательских процессов (они используют не более 1 % процессорного времени); ядро не делает практически ничего, в то время как процессор находится в бездействии 99 % всего времени.

Теперь взгляните, что происходит, если через некоторое время запускается большая команда (первые две строки появились перед самым запуском программы) (пример 8.3).

Пример 8.3. Активность памяти

procs —————-memory————— —-swap— ——-io—— -system— ——cpu——

r b     swpd   free   buff     cache  si  so    bi   bo   in   cs us sy id wa

1 0  320412  2861252  198920 1106804   0   0     0    0 2477 4481 25 2 72 0

1 0  320412  2861748  198924 1105624   0   0     0   40 2206 3966 26 2 72 0

1 0  320412  2860508  199320 1106504   0   0   210   18 2201 3904 26 2 71 1

1 1  320412  2817860  199332 1146052   0   0 19912    0 2446 4223 26 3 63 8

2 2  320284  2791608  200612 1157752 202   0  4960  854 3371 5714 27 3 51 18

1 1  320252  2772076  201076 1166656  10   0  2142 1190 4188 7537 30 3 53 14

0 3  320244  2727632  202104 1175420  20   0  1890  216 4631 8706 36 4 46 14

Как следует из примера 8.3 (маркер ), процессор используется в течение продолжительного периода, в особенности пользовательскими процессами. Поскольку свободной памяти достаточно, объем использованного кэша и буфера начинает возрастать, так как ядро применяет диск сильнее.

Чуть позже можно увидеть интересное (маркер ): ядро извлекает в память страницы из области подкачки (столбец si). Это означает, что команда, которая только что запустилась, запросила некоторые из страниц, используемых совместно с другим процессом. Такое встречается часто, многие процессы применяют код из определенных общих библиотек только при своем запуске.

Обратите также внимание на то, что столбец b сообщает о том, что некоторые процессы блокированы (им не разрешен запуск) в ожидании страниц памяти. В целом количество свободной памяти уменьшается, но до ее нехватки еще очень далеко. Наблюдается также значительное количество дисковой активности, что отмечено увеличением значений в столбцах bi (blocks in, блоки «на входе») и bo (blocks out, блоки «на выходе»).

Результат будет совсем другим, если возникнет нехватка памяти. По мере уменьшения свободного пространства будут уменьшаться и размеры буфера с кэшем, поскольку ядру все в большей степени требуется пространство для пользовательских процессов. Когда не останется совсем ничего, вы увидите активность в столбце so («выходящая» подкачка), так как ядро начинает перемещать страницы на диск. В этот момент практически все остальные столбцы вывода изменятся, чтобы отобразить количество выполняемой ядром работы. Вы заметите, что увеличилось системное время, больше данных перемещается на диск и с него, а также больше процессов заблокировано, поскольку память, которую они намерены использовать, недоступна (она перемещена в область подкачки).

Я объяснил не все столбцы вывода команды vmstat. Узнать подробности вы можете на странице руководства vmstat(8). Чтобы лучше их понимать, сначала может потребоваться узнать больше о том, как ядро управляет памятью: из лекций или книги вроде Operating System Concepts («Общие представления об операционных системах»), 9-е издание (Wiley, 2012).

8.11. Отслеживание ввода/вывода

По умолчанию команда vmstat выводит некоторую общую статистику ввода/вывода. Хотя можно получить детализированные сведения об использовании ресурсов каждого раздела с помощью команды vmstat -d, в этом случае вывод будет довольно объемным. Попробуйте начать с инструмента, предназначенного только для статистики ввода/вывода, — команды iostat.