Linux性能分析命令有哪些关键工具？

Linux性能分析是系统管理和运维工作中的核心技能,通过一系列命令可以快速定位系统瓶颈、优化资源配置，以下从CPU、内存、磁盘、网络及综合分析五个维度，详细介绍常用性能分析命令的使用场景和输出解读。

CPU性能分析

CPU是系统的核心,其性能问题通常表现为高负载、高等待或低利用率。top命令是最基础的实时监控工具，默认按CPU使用率排序，显示进程级数据，通过top -p <pid>可指定监控特定进程，1键可切换至多CPU视图，更精细的分析需使用vmstat，其输出中us（用户态CPU）、sy（内核态CPU）、wa（I/O等待）、id（空闲）等列能快速定位瓶颈：若us和sy之和持续高于80%，说明CPU繁忙；wa过高则表明磁盘I/O是瓶颈。

针对进程级CPU分析,pidstat命令更为强大，例如pidstat -u 1 -p <pid>可实时监控指定进程的CPU使用率，pidstat -t能展示线程级数据，对于内核级性能问题，perf工具是首选，通过perf top可查看热点函数，perf record -g <command>后用perf report生成火焰图，直观呈现CPU调用栈分布。

内存性能分析

内存问题主要分为内存不足（OOM）和内存泄漏两类。free -h命令以人类可读格式显示内存使用情况，available列比free列更准确反映可用内存，若buff/cache占用过高，可通过echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches手动清理缓存（需root权限）。

进程级内存分析使用pidstat -p <pid> -r，其中RSS（常驻集大小）表示实际物理内存占用，VSZ（虚拟内存大小）包含交换空间。smem工具可计算PSS（Proportional Set Size），更精确地反映进程共享内存的实际占用，对于内存泄漏问题，valgrind的massif工具能生成堆内存分配快照，定位泄漏点。

磁盘I/O性能分析

磁盘I/O瓶颈会导致系统整体性能下降。iostat -xz 1是核心分析命令，%util列表示磁盘利用率，若持续超过70%说明I/O饱和；await列为平均等待时间，过高表明磁盘响应慢；svctm为服务时间，若与await差距大，说明存在队列等待。await超过100ms通常意味着I/O问题。

进程级I/O分析使用pidstat -d -p <pid>，显示read/s和write/s等指标。iotop命令类似top，但按I/O使用率排序进程，直观展示哪些进程在消耗磁盘带宽，文件系统层面，df -h查看各分区使用率，du -sh *可定位大文件目录。

网络性能分析

网络问题表现为延迟高、丢包或带宽瓶颈。netstat -an显示所有网络连接状态，ss -tuln是其更高效的替代品。iftop和nethogs分别按主机和进程实时显示网络流量，iftop -i <interface>可指定网卡。

对于网络延迟和丢包,ping -c 4 <target>测试基本连通性，traceroute -n <target>追踪路由路径。iperf3是专业的网络性能测试工具，iperf3 -c <server>测试下载带宽，iperf3 -s -p <port>启动服务器模式，内核级网络分析可通过tcpdump -i any -c 10 'tcp port 80'抓取指定端口的TCP包。

综合性能分析

当问题涉及多个资源时,需使用综合分析工具。dstat是瑞士军刀式工具，dstat -tcmnd --disk-util --net-util可同时监控CPU、内存、磁盘、网络等指标，输出格式更友好。glances基于Python开发，通过Web界面或终端实时展示系统全景，支持自动识别瓶颈。

对于历史性能数据分析,sar工具需安装sysstat包，sar -u 1 5收集5秒CPU数据，sar -b显示I/O统计，数据保存在/var/log/sysstat/目录中。nmon工具能将性能数据导出为CSV，便于用Excel分析。

相关问答FAQs

Q1: 如何区分CPU高负载是计算密集型还是I/O密集型？
A: 通过vmstat 1观察wa列：若wa持续高于30%，说明是I/O密集型，需检查磁盘性能（如iostat）；若us和sy之和高而wa低，则是计算密集型，需用perf分析热点函数或优化算法。top中D状态的进程表示不可中断的I/O等待，也指向I/O瓶颈。

Q2: 系统频繁OOM（Out of Memory）时，如何定位内存泄漏进程？
A: 首先通过dmesg | grep -i "oom-killer"查看OOM Killer日志，确认被终止的进程，然后使用smem -t -k计算PSS，找出内存占用最高的进程，对于长期运行的进程，可通过/proc/<pid>/smaps文件分析内存分布，或使用valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./process检测内存泄漏，若问题持续，可设置cgroup限制进程内存使用，防止系统崩溃。