vmstat

# vmstat
see also:
- mpstat
- iostat
- top
- htop
- iotop
- iftop

## 使用帮助
```shell
root@pi:~# vmstat --help

Usage:
 vmstat [options] [delay [count]]

Options:
 -a, --active           active/inactive memory / 打印活动/非活动内存
 -f, --forks            number of forks since boot / 系统启动后派生的进程数
 -m, --slabs            slabinfo/ 打印系统启动后派生进程数
 -n, --one-header       do not redisplay header / 使用delay循环打印时只打印一次表头
 -s, --stats            event counter statistics / 打印事件计数器统计数据
 -d, --disk             disk statistics / 打印磁盘统计信息
 -D, --disk-sum         summarize disk statistics / 打印磁盘活动状态统计
 -p, --partition <dev>  partition specific statistics / 打印分区状态
 -S, --unit <char>      define display unit / 设置打印数据的单位
 -w, --wide             Wide  output  mode/ 宽行输出，对齐效果更好
 -t, --timestamp        show timestamp/ 在每一行的行尾增加时间戳

-h, --help     display this help and exit
 -V, --version  output version information and exit

For more details see vmstat(8).
```

### 1.参数 -a：打印活动/非活动内存
输出`active`和`inactive`memory的信息，不使用`-a`的时候输出`buffer`和`cache`
```
root@pi:~# vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0    768 588412 603124 6062584    0    0     3    22   52   14  6  3 91  0  0
```
各列的含义，下面的含义大部分与[top](http://pi.ihoiwan.com:8888/project-2/doc-237/ "top")相同。
```
FIELD DESCRIPTION FOR VM MODE
   Procs
       r: 正在运行或等待运行的系统进程数.
       b: 不可中断的睡眠进程数.

Memory
       swpd: 虚拟内存使用总量.
       free: 空闲内存总量.
       buff: 块存储缓冲内存使用总量.（）
       cache: 文件缓存内存使用总量.
       inact: 长期未使用的内存总量.  (-a option)
       active: 近期使用的内存总量.  (-a option)

Swap：如果下面的两个值大于0说明内存不足需要提高内存配置或有内存泄露的情况。
       si: 每秒从磁盘交换入内存的数据总数 (/s).
       so: 每秒从内存交换入磁盘的数据总数 (/s).

IO：如果下面的两个值不为0，则说明有块设备的读写，如果长时间的不为0则需要查看设备读写是否异常。
       bi: 由块设备每秒读取的块数量 (blocks/s).
       bo: 每秒发送到块设备的块数量 (blocks/s).

System
       in: CPU每秒的中断数（包括时钟中断）.
       cs: context switch，每秒切换的上下文数量，调用系统函数，线程切换都会发生上下文切换；上下文切换很耗费cpu资源，所以这个值越小越好，如果cs数值较高说明cpu资源浪费在了cs中，需要优化系统进程。

CPU
       下面是CPU时钟的使用百分比.
       us: CPU运行非内核代码所占用的时间.（用户时间，包含高优先级（通过[nice]设定）线程的运行时间，top命令中nice占用有单独的ni表示）
       sy: 运行内核代码所用的百分比. (system time)
       id: 等待时间. 在内核版本2.5.41以前,包含了IO-wait time。id值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，结合si/so查看确认是否需要加大内存容量。若id值持续低于1，说明系统瓶颈在CPU，需要提高CPU配置。
       wa: 等待IO的时间. 在内核版本2.5.41以前, 包含在idle中，值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈；
       st: 虚拟机等待宿主机服务其它虚拟机所用的时间. 在内核版本2.5.41以前, 无法查询.
```

---
![](/media/202108/2021-08-13_174313.png)

1) us列显示了所有进程用户态消耗CPU的时间百分比。us值比较高时，说明进程用户态消耗的CPU时间多，如果长期大于50%，需要考虑优化应用程序。

2) sy列显示了所有进程内核态消耗CPU的时间百分比。sy值比较高时，说明进程内核态消耗的CPU时间多；如果us+sy超过80%，就表明CPU资源存在不足。

3) id列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比；

4) wa列表示进程IO等待所占CPU时间百分比。wa值越高，说明IO等待越严重。如果wa值超过20%，说明IO等待严重。wa仅在Linux系统vmstat中显示。

5) st列代表虚拟机占用CPU时间百分比。st仅在Linux系统vmstat中显示。
---
### 2.参数 -f：打印系统启动后派生进程数
```shell
root@pi:~# vmstat -f
       602424 forks
```

### 3.参数 -m：打印slab内存管理信息
slab内存分配器相关信息。

slab算法是以字节为单位管理内存，是内核的小内存管理算法。特点是基于对象进行管理。

slab分配算法采用cache 存储内核对象，把相同类型的对象归为一类(如进程描述符就是一类)，每当要申请这样一个对象，slab分配器就从一个slab列表中分配一个这样大小的单元出去，而当要释放时，将其重新保存在该列表中，而不是直接返回给伙伴系统，从而避免这些内碎片。

slab分配器并不丢弃已分配的对象，而是释放并把它们保存在内存中。当以后又要请求新的对象时，就可以从内存直接获取而不用重复初始化。
```shell
FIELD DESCRIPTION FOR SLAB MODE
       cache: 缓存名称
       num: 当前活动的对象数量
       total: 全部可用的对象数量
       size: 每个对象的大小
       pages: 至少一个活动对象的页数
```

### 4.参数 -s：打印事件计数器统计数据
显示事件计数器统计信息。
```shell
root@pi:~# vmstat -s
      7946352 K total memory
       692764 K used memory
      2065120 K active memory
      4391880 K inactive memory
       586012 K free memory
       603380 K buffer memory
      6064196 K swap cache
       102396 K total swap
          768 K used swap
       101628 K free swap
      4226352 non-nice user cpu ticks
         1559 nice user cpu ticks
      2084864 system cpu ticks
     65607483 idle cpu ticks
        43652 IO-wait cpu ticks
            0 IRQ cpu ticks
        40106 softirq cpu ticks
            0 stolen cpu ticks
      2065330 pages paged in
     15327477 pages paged out
            0 pages swapped in
          122 pages swapped out
    553142898 interrupts
   1084354834 CPU context switches
   1628660172 boot time
       603220 forks
```

### 5.参数 -d：打印磁盘统计信息
磁盘统计信息
```shell
root@pi:~# 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
...
loop0      0      0       0       0      0      0       0       0      0      0
...
sda    55341  11521 4130533  291892 277340 692196 30660794 11397045      0    785
```

```shell
FIELD DESCRIPTION FOR DISK MODE
   Reads/读
       total: 成功执行的磁盘读操作计数
       merged: 一次I/O中的群组读
       sectors: 成功执行的扇区读次数
       ms: 读消耗的总毫秒数

Writes
       total: 成功执行的磁盘写操作计数
       merged: 一次I/O中的群组写
       sectors: 成功执行的扇区写次数
       ms: 写消耗的总毫秒数

IO
       cur: 当前全部的I/O线程数
       s: I/O 消耗的总秒数
```

### 6.参数 -D：打印磁盘活动状态统计
磁盘活动状态统计
```shell
root@pi:~# vmstat -D
           25 disks
            2 partitions 
        55341 total reads
        11521 merged reads
      4130533 read sectors
       291892 milli reading
       277381 writes
       692211 merged writes
     30661266 written sectors
     11397071 milli writing
            0 inprogress IO
          786 milli spent IO
```

### 7.参数 -p：打印分区状态
打印分区状态
```shell
root@pi:~# vmstat -p /dev/sda1
sda1            reads      read sectors      writes  requested writes
                  282             24706           2                 2
```

```shell
FIELD DESCRIPTION FOR DISK PARTITION MODE
       reads: 对当前分区发出的读请求次数
       read sectors: 当前分区读取的扇区数量
       writes : 对当前分区发出的写请求次数
       requested writes: 当前分区写入的扇区数量
```

### 8.参数 -S：设置打印数据的单位
设置打印数据的单位：b/B/k/K/m/M
```shell
root@pi:~# vmstat -S G
vmstat: -S requires k, K, m or M (default is KiB)
root@pi:~# 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 st
 0  0      0    572    589   5922    0    0     3    21   52   15  6  3 91  0  0
root@pi:~# vmstat -S k
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0    786 599834 617975 6209765    0    0     3    21   52   15  6  3 91  0  0
root@pi:~# vmstat -S b
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0 786432 599801856 617975808 6209765376    0    1     3    21   52   15  6  3 91  0  0
```

## 示例
每秒打印一次，宽行输出，单位mb，
```
root@pi:~# vmstat -S m -t 1 -w -n
procs -----------------------memory---------------------- ---swap-- -----io---- -system-- --------cpu-------- -----timestamp-----
 r  b         swpd         free         buff        cache   si   so    bi    bo   in   cs  us  sy  id  wa  st                 CST
 0  0            0          599          618         6210    0    0     3    21   52   16   6   3  91   0   0 2021-08-13 17:28:23
 0  0            0          599          618         6210    0    0     0     0  190  119   3   1  96   0   0 2021-08-13 17:28:24
 0  0            0          599          618         6210    0    0     0     0  187  115   4   2  95   0   0 2021-08-13 17:28:25
 0  0            0          599          618         6210    0    0     0     0  239  244   3   2  96   0   0 2021-08-13 17:28:26
```