Внутреннее устройство Linux

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.

8.11.1. Использование команды iostat

Подобно команде vmstat, при запуске без параметров команда iostat показывает статистику за все время работы компьютера:

$ iostat

[kernel information]

avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle

4.46 0.01 0.67 0.31 0.00 94.55

Device: tp s kB_read/s kB_wrtn/s kB_read kB_wrtn

sda 4.6 7 7.2 8 49.86 9493727 65011716

sde 0.0 0 0.0 0 0.00 1230 0

Часть avg-cpu в верхней части сообщает ту же информацию об использовании процессора, что и другие утилиты, которые вы видели в этой главе. Перейдите к нижней части, которая показывает для каждого из устройств следующее.

tps

Среднее количество пересылок данных в секунду

kB_read/s

Среднее количество считанных килобайтов в секунду

kB_wrtn/s

Среднее количество записанных килобайтов в секунду

kB_read

Общее количество считанных килобайтов

kB_wrtn

Общее количество записанных килобайтов