许吉友 - 运维

这篇来学习和记录 CPU性能分析。进行性能分析之前,首先得知道 CPU 有哪些信息,可以通过以下方法查看 CPU 配置信息。

lscpu

在 Linux 下,类似 lsxxx 这样的命令都是用来查看基本信息的,如 ls 查看当前目录文件信息,lscpu 就用来查看 CPU 信息,类似还有 lspci 查看 PCI 信息,lsblk 查看磁盘信息,

$ lscpu 
Architecture:          x86_64
CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit
Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                8
On-line CPU(s) list:   0-7
Thread(s) per core:    2
Core(s) per socket:    4
Socket(s):             1
NUMA node(s):          1
Vendor ID:             GenuineIntel
CPU family:            6
Model:                 60
Model name:            Intel(R) Core(TM) i7-4790K CPU @ 4.00GHz
Stepping:              3
CPU MHz:               800.000
CPU max MHz:           4400.0000
CPU min MHz:           800.0000
BogoMIPS:              7981.52
Virtualization:        VT-x
L1d cache:             32K
L1i cache:             32K
L2 cache:              256K
L3 cache:              8192K
NUMA node0 CPU(s):     0-7
Flags:                 fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss ht tm pbe syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon 
pebs bts rep_good nopl xtopology nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq dtes64 monitor ds_cpl vmx est tm2 ssse3 sdbg fma cx16 xtpr pdcm pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xs
ave avx f16c rdrand lahf_lm abm invpcid_single kaiser tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid fsgsbase tsc_adjust bmi1 hle avx2 smep bmi2 erms invpcid rtm xsaveopt dtherm ida arat pln pts

解释下各项的意思:

/proc/cpuinfo

这个文件的信息和 lscpu 显示的信息基本一致,只不过是分开显示的。

dmidecode

这个命令是用来获取 DMI(Desktop Management Interface)硬件信息的,包括 BIOS、系统、主板、处理器、内存、缓存等等。对于 CPU 信息,可以使用 dmidecode -t processor 来查看。

$ dmidecode -t processor
Getting SMBIOS data from sysfs.
SMBIOS 2.7 present.

Handle 0x0041, DMI type 4, 42 bytes
Processor Information
        Socket Designation: SOCKET 0
        Type: Central Processor
        Family: Core i7
        Manufacturer: Intel
        ID: C3 06 03 00 FF FB EB BF
        Signature: Type 0, Family 6, Model 60, Stepping 3
        Flags:
                FPU (Floating-point unit on-chip)
                VME (Virtual mode extension)
                DE (Debugging extension)
                PSE (Page size extension)
                TSC (Time stamp counter)
                MSR (Model specific registers)
                PAE (Physical address extension)
                MCE (Machine check exception)
                CX8 (CMPXCHG8 instruction supported)
                APIC (On-chip APIC hardware supported)
                SEP (Fast system call)
                MTRR (Memory type range registers)
                PGE (Page global enable)
                MCA (Machine check architecture)
                CMOV (Conditional move instruction supported)
                PAT (Page attribute table)
                PSE-36 (36-bit page size extension)
                CLFSH (CLFLUSH instruction supported)
                DS (Debug store)
                ACPI (ACPI supported)
                MMX (MMX technology supported)
                FXSR (FXSAVE and FXSTOR instructions supported)
                SSE (Streaming SIMD extensions)
                SSE2 (Streaming SIMD extensions 2)
                SS (Self-snoop)
                HTT (Multi-threading)
                TM (Thermal monitor supported)
                PBE (Pending break enabled)
        Version: Intel(R) Core(TM) i7-4790K CPU @ 4.00GHz
        Voltage: 1.1 V
        External Clock: 100 MHz
        Max Speed: 7000 MHz
        Current Speed: 4100 MHz
        Status: Populated, Enabled
        Upgrade: Other
        L1 Cache Handle: 0x0004
        L2 Cache Handle: 0x0005
        L3 Cache Handle: 0x0006
        Serial Number: Not Specified
        Asset Tag: Fill By OEM
        Part Number: Fill By OEM
        Core Count: 4
        Core Enabled: 1
        Thread Count: 2
        Characteristics:
                64-bit capable

Top

top 命令中关于 CPU 的由两块:

- us    用户空间占用 CPU 时间比例
- sy    系统占用 CPU 时间比例
- ni    用户空间改变过优先级的进程占用 CPU 时间比例
- id    CPU 空闲时间比
- wa    IO等待时间比(IO等待高时,可能是磁盘性能有问题了)
- hi    硬件中断
- si    软件中断
- st    steal time

us 和 sy 是相对的,us 越高越好,当然 sy 也不是不务正业,它是必须的。

vmstat

这个命令基本能看出当前机器的运行状态和问题,非常强大。可以使用 vmstat n 后面跟一个数字,表示每隔 ns 显示系统的状态,信息包括 CPU、内存和 IO 等。

几个关键的字段:

这个工具强大之处在于它不仅可以分析 CPU,还可以分析内存、IO 等信息,犹如瑞士军刀。

总结

下面放一张图,来自 Linux 大牛,Netflix 高级性能架构师 Brendan Gregg。看完了,你也许会感叹“这世界太疯狂了(just crazy)”。

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