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Linux 性能排查

Linux
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Linux 服务器性能排查：free -m 与 vmstat 1 命令详解

本文讲解 Linux 运维中最常用的两个性能排查命令 free -m 和 vmstat 1，主要用于 网站卡顿、接口慢、服务器负载高、内存溢出、IO 瓶颈 问题定位，内容通俗易懂，适合新手学习与生产环境实操。

一、free -m 查看服务器内存状态

1. 命令作用

free -m：查看服务器物理内存与交换分区使用情况，-m 表示以 MB 为单位展示，数据直观易读，是排查内存问题的基础命令。

2. 执行命令

free -m

3. 典型输出示例

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3789        1205         412          82        2171        2394
Swap:          4095           0        4095

4. 字段详细解释

Mem（物理内存）

  • total：服务器总物理内存大小

  • used：已被系统、程序、服务占用的内存

  • free：完全空闲的裸内存（数值小是正常现象）

  • shared：多个进程共享的内存空间

  • buff/cache：缓冲区 + 文件缓存内存

    • Linux 会自动利用空闲内存缓存文件、磁盘读写数据，提升访问速度

    • 该部分内存可随时回收给应用程序使用，不属于占用内存

  • available（核心指标）：系统真正可用内存

    • = 剩余free内存 + 可回收cache内存

    • 判断内存是否充足，只看 available！

Swap（交换分区，磁盘虚拟内存）

  • total：交换分区总大小

  • used：已使用的交换分区空间

  • free：空闲交换分区空间

5. 内存排查核心结论

  • 误区：不要以free 列数值大小判断内存是否不足

  • 正确判断：优先看 available 可用内存

  • 危险信号：Swap used 持续上涨、频繁变动 = 物理内存不足，会导致网站卡顿、程序响应慢

  • 正常现象：free 很小，但 available 充足、Swap 未使用，服务器内存状态健康

二、vmstat 1 实时监控系统负载

1. 命令作用

vmstat 1：全方位实时监控服务器 进程、内存、Swap、磁盘IO、系统中断、CPU占用 状态。1 代表 每秒刷新一次数据，是排查服务器综合性能瓶颈的核心命令。

2. 执行命令

vmstat 1
# 停止监控：按下 Ctrl + C

3. 典型输出示例

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      0   42100  35680 2218600    0    0     2    15  432 1256 12  3 83  2  0

4. 全字段分组详解

① procs 进程状态

  • r：等待运行的就绪进程数

    • r 持续大于 CPU 核心数：CPU 算力不足，请求排队，网站响应卡顿

  • b：阻塞睡眠进程（等待磁盘IO）

    • b 持续大于0：存在磁盘IO阻塞，有任务长期等待磁盘读写

② memory 内存状态（单位：KB）

  • swpd：已使用的 Swap 交换分区大小

  • free：空闲物理内存

  • buff：缓冲区内存

  • cache：文件缓存内存

③ swap 交换分区（内存瓶颈核心指标）

  • si：swap in，数据从磁盘交换区读入物理内存

  • so：swap out，数据从物理内存写入磁盘交换区

  • 预警：si、so 持续不为0 = 物理内存严重不足，服务器性能暴跌

④ io 磁盘读写状态

  • bi：磁盘每秒读取数据量

  • bo：磁盘每秒写入数据量

  • bi/bo 数值长期过高，说明磁盘频繁读写，大概率存在IO瓶颈（常见于数据库服务器）

⑤ system 系统内核状态

  • in：每秒系统中断次数

  • cs：每秒进程上下文切换次数

  • cs 数值异常巨大：线程频繁切换，消耗大量CPU资源，降低服务器效率

⑥ CPU 占用状态（总和≈100%）

  • us：用户态CPU（网站程序、Java/PHP/Go业务进程占用）

  • sy：内核态CPU（系统内核调度占用）

  • id：空闲CPU占比

  • wa（核心）：IO等待CPU占比

    • wa 持续 > 10%：磁盘读写速度跟不上，大量进程等待IO，网站加载缓慢

  • st：虚拟机被宿主机抢占的CPU（云服务器基本为0）

三、万能排障口诀（快速定位问题）

  • us高、id低：CPU 算力不足，程序运算压力大

  • wa高、bi/bo高：磁盘 IO 瓶颈，数据库读写阻塞

  • si/so 不停跳动：内存不足，频繁读写虚拟内存

  • r 队列长期偏高：CPU 任务排队，并发承载能力不足

四、生产环境标准排查流程

  1. 先用 free -m 查看内存基线，确认可用内存、Swap占用情况

  2. 再用 vmstat 1 实时观察动态负载，定位瓶颈类型

  3. Swap 占用上涨 + si/so 不为0 → 内存瓶颈

  4. CPU空闲高 + wa 很高 → 磁盘/数据库IO瓶颈

  5. us 占用极高 + id 极低 → CPU算力瓶颈

五、拓展实用命令

# 人性化展示内存（自动适配单位）
free -h

# 仅监控5次后自动退出，无需手动停止
vmstat 1 5

六、常见新手误区

  • ❌ 误区：free 空闲内存小 = 内存不够用

  • ✅ 正确：Linux 缓存机制会最大化利用内存，以 available 和 Swap 状态为准

  • ❌ 误区：手动清理缓存提升性能

  • ✅ 建议：生产环境无需手动清缓存，缓存可大幅提升文件访问效率