Linux 性能监控实战:CPU 与内存篇,5 大命令吃透系统瓶颈定位

写在前面

性能问题排查的第一步，永远是搞清楚瓶颈在哪里。CPU 过载？内存不足？IO 阻塞？还是网络延迟？

本文聚焦 CPU 和内存两个维度，带你掌握 5 个核心监控命令的使用方法、输出解读，以及关键指标的判断标准。

一、CPU 监控

1.1 top — 实时进程资源监控

top 是 Linux 下最常用的性能分析工具，实时显示系统整体状态和各进程的资源占用情况。

命令格式

top [选项]

常用参数

输出解读

执行 top 后，屏幕分为统计信息区和进程信息区两部分。

第一行：系统概览

top - 17:32:33 up 120 days, 8:34,  1 user,  load average: 0.15, 0.10, 0.08

负载判断标准：load average 的值应该小于 CPU 核心数。例如 4 核 CPU，负载长期超过 4 就需要关注。超过核心数的 2 倍则说明系统严重过载。

第二行：进程统计

Tasks: 210 total,   1 running, 209 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

• zombie（僵尸进程）数量长期不为 0 需要排查

第三行：CPU 使用率（重点）

%Cpu(s):  0.5 us,  0.2 sy,  0.0 ni, 99.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

第四、五行：内存统计

MiB Mem :   7821.5 total,    215.3 free,   4102.8 used,   3503.4 buff/cacheMiB Swap:   2048.0 total,   1920.0 free,    128.0 used.   3352.1 avail Mem

注意：free 很小不一定说明内存不足，Linux 会积极使用空闲内存做缓存。真正反映内存压力的是 avail Mem。

进程信息区关键列

top 交互命令

进入 top 后，可以使用以下快捷键：

常用命令

# 默认每 3 秒刷新top# 每 2 秒刷新top -d 2# 显示完整命令行top -c# 只监控指定进程top -p 12345# 监控多个进程top -p 12345 -p 6789# 组合使用top -d 2 -c -p 12345

1.2 mpstat — 多核 CPU 统计

mpstat（Multiprocessor Statistics）专注于 CPU 统计，能够分别显示每个 CPU 核心的使用情况，特别适合多核环境下定位 CPU 热点。

安装

mpstat 属于 sysstat 工具包：

yum install -y sysstat    # RHEL/CentOSapt install -y sysstat    # Debian/Ubuntu

命令格式

mpstat [-A] [-u] [-I {SUM|CPU|SCPU|ALL}] [-P {cpu|ALL}] [间隔] [次数]

核心参数

输出字段说明

常用命令

# 每秒输出所有 CPU 核心使用情况（最常用）mpstat -P ALL  1# 每 2 秒输出一次，共 3 次mpstat 2 3# 查看软中断统计mpstat -I SCPU 1# 只看第 0 号 CPUmpstat -P 0 1 5

mpstat vs top：top 显示的是所有 CPU 的平均值，mpstat 能分别看每个核心。当系统整体 CPU 不高但响应慢时，用 mpstat 检查是否存在单核过载（某个核心 100% 而其他空闲）。

1.3 sar — 系统活动报告（CPU 部分）

sar（System Activity Reporter）是最全面的系统监控工具，不仅能实时采集，还能将数据保存到 /var/log/sa/ 目录供事后分析。

命令格式

sar [选项] [间隔] [次数]

CPU 相关参数

CPU 使用率输出字段

sar -u 3 5# 每 3 秒采样，共 5 次

数据保存与回放

# 采样并保存到文件sar -u -o  /tmp/cpu_report 10 3# 事后查看历史数据sar -u -f  /tmp/cpu_report

这个功能在排查已经过去的性能问题时非常有用。sar 默认会每 10 分钟自动采集系统数据到 /var/log/sa/ 目录，可以查看过去几天的历史。

常用命令汇总

# 查看 CPU 使用率sar -u 3 5# 查看每个 CPU 核心sar -P ALL 3 5# 查看运行队列和负载sar -q 3 10# 查看上下文切换sar -w 3 10# 查看所有中断sar -I XALL  3 10

1.4 CPU 瓶颈判断标准（总结）

快速定位 CPU 占用最高的进程：

# 按 CPU 使用率排序，取前 10ps auxw | head -1; ps auxw | sort -rn -k3 | head -10

查看 CPU Load 中不可中断睡眠的任务（通常是 IO 阻塞）：

top -b -n 1 | awk '{if(NR<=7)print;else if($8=="D"){print;count++}}END{print "Total D-state:",count}' 

不可中断睡眠（D 状态）的进程会被计入 load average。如果 load 高但 CPU 使用率不高，很可能是大量进程在等待 IO。

二、内存监控

2.1 free — 内存使用概览

free 是最快速查看内存使用情况的命令，一眼就能看出物理内存和交换空间的使用状态。

命令格式

free [选项]

常用参数

输出解读

$ free -h                   total        used        free      shared  buff/cache   availableMem:          7.6Gi       4.0Gi       210Mi       128Mi       3.4Gi       3.3GiSwap:         2.0Gi       128Mi       1.9Gi

核心要点：判断内存是否不足，看的是 available 而不是 free。Linux 内核会将空闲内存用作磁盘缓存（buff/cache），这些缓存在应用程序需要时可以立即回收。所以 free 很小是正常的。

buffers vs cached：

• buffers：内核缓冲区，存储目录内容、文件元数据等

• cached：页面缓存，存储打开过的文件内容

常用命令

# 最常用：人类可读格式free -h# 以 MB 显示free -m# 每 3 秒刷新，共 5 次free -s 3 -c 5# 显示总计行free -ht

2.2 vmstat — 虚拟内存统计

vmstat 是综合性最强的监控工具之一，可以同时查看 CPU、内存、IO、上下文切换的整体状态。相比 top 侧重于进程维度，vmstat 侧重于系统整体维度。

命令格式

vmstat [选项] [间隔] [次数]

常用参数

输出解读

$ vmstat 2 5procs ----memory-------------swap-------io-----system--------cpu----- r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st100215360 102400 348160000512156320219700000215120 102400 348160000028142298109900

procs（进程）

memory（内存，单位 KB）

swap（交换区）

io（磁盘 IO）

system（系统）

cpu

常用命令

# 每 2 秒采集，共 5 次（最常用）vmstat 2 5# 显示活跃/非活跃内存vmstat -a 2 5# 显示磁盘读写统计vmstat -d# 显示内存统计汇总vmstat -s# 显示 fork 次数vmstat -f

2.3 sar — 系统活动报告（内存部分）

sar 命令同样支持内存和交换空间的监控。

内存使用统计 sar -r

sar -r 3 5# 每 3 秒采样，共 5 次

内存分页统计 sar -B

sar -B 3 5

majflt/s 持续较高说明频繁发生磁盘换页，内存严重不足。%vmeff 接近 100% 表示回收效率高，远低于 30% 则内存压力很大。

常用命令

# 内存使用统计sar -r 3 5# 内存分页监控sar -B 3 5# 交换空间活动监控sar -W 1 5

2.4 内存瓶颈判断标准（总结）

快速定位内存占用最高的进程：

# 按物理内存使用率排序，取前 10ps auxw | head -1; ps auxw | sort -rn -k4 | head -10# 按虚拟内存使用排序，取前 10ps auxw | head -1; ps auxw | sort -rn -k5 | head -10

三、综合诊断方法论

3.1 性能排查流程

面对"服务器变慢了"这类问题，推荐按以下顺序排查：

1. top / uptime       → 看整体负载和 CPU 概况        ↓2. vmstat 1 10        → 看 r/b 队列、si/so 换页、CPU 各状态        ↓3. mpstat -P ALL 1    → 看是否存在单核过载        ↓4. free -h            → 看 available 内存和 swap 使用        ↓5. sar -r / sar -B    → 看内存分页和回收情况        ↓6. ps aux --sort=...  → 定位具体进程

3.2 常见场景速判

3.3 补充工具

除了本文详细介绍的 5 个核心命令，以下工具在特定场景下也很有价值：

四、命令速查表

CPU 监控

# 实时进程监控top -c# 所有 CPU 核心使用率mpstat -P ALL 1# CPU 使用率统计（可保存历史）sar -u 3 5# 运行队列和负载sar -q 3 5# 上下文切换sar -w 3 5# CPU 占用最高的 10 个进程ps auxw | head -1;  ps auxw | sort -rn -k3 | head -10

内存监控

# 内存概览free -h# 综合状态（CPU + 内存 + IO）vmstat 2 5# 内存使用统计sar -r 3 5# 内存分页统计sar -B 3 5# 交换空间监控sar -W 1 5# 内存占用最高的 10 个进程ps auxw | head -1; ps auxw | sort-rn-k4 | head -10

写在最后

性能监控不是背命令，而是建立从指标到结论的思维链路：

1. 看负载 → 系统是否过载

2. 分维度 → 瓶颈在 CPU、内存还是 IO

3. 看趋势 → 是突发还是持续恶化

4. 定进程 → 是哪个进程在消耗资源

5. 找根因 → 是代码问题、配置问题还是容量不足

掌握本文的 5 个核心命令和判断标准，你就具备了 Linux 性能问题排查的基本功。后续我们将继续探讨磁盘 IO 和网络性能监控。