性能测试知多少--系统计数器与硬件分析
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性能計(jì)數(shù)器(Performance?Counter)，也叫性能監(jiān)視器。一個(gè)人健康狀況如何，我們通過(guò)對(duì)其做各項(xiàng)體檢獲得相關(guān)的狀況指標(biāo)，如血壓、心跳，肺活量等。那么在做性能測(cè)試過(guò)程中，整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行監(jiān)控也必不可少，監(jiān)控所獲得的數(shù)據(jù)也是我們分析系統(tǒng)性能的主要依據(jù)。
在整個(gè)系統(tǒng)中，對(duì)于不同的軟件和硬件，我們對(duì)其監(jiān)控的指標(biāo)也不一樣，就像一個(gè)公司中的所有人員，其每個(gè)人的職責(zé)不同，評(píng)判和考核的標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。下面將從系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行分析。
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操作系統(tǒng)性能計(jì)數(shù)器 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
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操作系統(tǒng)監(jiān)控器，主要監(jiān)控操作系統(tǒng)級(jí)別上的系統(tǒng)性能表現(xiàn)，這里分析最常見(jiàn)的windows操作系統(tǒng)與Linux操作系統(tǒng)。
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window?操作系統(tǒng)的主要性能計(jì)數(shù)器
Windows操作系統(tǒng)的性能監(jiān)控：
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Window系統(tǒng)下的計(jì)數(shù)器比較多，主要技術(shù)器如下：
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Linux/UNIX?操作系統(tǒng)的主要性能計(jì)數(shù)器
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Linux系統(tǒng)的命令和UXIN的有些差別，在UNIX系統(tǒng)下的主要計(jì)數(shù)器監(jiān)控命令是vmstat、iostat、top、sar、sag(圖形方式，需要XServer?支持)；而在linux中，沒(méi)有isostat命令。另外他們的輸出結(jié)果也稍有差別。
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上面羅列了windows與linux系統(tǒng)下的性能計(jì)數(shù)器，分析一個(gè)操作系統(tǒng)的性能，應(yīng)該查看哪些指標(biāo)。那么操作系統(tǒng)的載體是系統(tǒng)硬件。那么硬件的性能直接影響著操作系統(tǒng)的性能。下面就簡(jiǎn)單分析一下系統(tǒng)的硬件。CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)。
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CPU分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
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CPU的性能對(duì)于計(jì)算機(jī)整體的性能起著主導(dǎo)作用。對(duì)于早期對(duì)計(jì)算機(jī)甚至直呼其CPU的型號(hào)，如?386?、486、奔三，奔四。
那么我們CPU性能最直接的評(píng)估就是查看其CPU工作頻率，就是CPU的時(shí)鐘頻率，單位為是Hz。隨著CPU的發(fā)展，主頻由MHz現(xiàn)在的GHz
（1GHz=1000MHz=1000000KHz=1000000000Hz）
處理器除了主頻指標(biāo)外，還有另外兩個(gè)密切相關(guān)的概念：倍頻與外頻。外頻是cpu的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且目前的絕大部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中外頻與是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)行速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通。實(shí)現(xiàn)兩都的同步運(yùn)行狀態(tài)；倍頻即主頻與外頻之間的倍數(shù)。
主頻?=?外頻?*?倍數(shù)
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如何真對(duì)CPU進(jìn)行分析?
1）查看System\%Total?Processor?Time?性能計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。
該計(jì)數(shù)值用于體現(xiàn)服務(wù)器整體的處理利用率，對(duì)于多處理器來(lái)講，該數(shù)值體現(xiàn)的是所有CPU的平均利用率。如果該數(shù)值大于持續(xù)大于90%?，表示CPU有可能存在平靜。
2）查看每個(gè)CPU的Processor\%User?Time?
Processor\%User?Time是指系統(tǒng)的非核心消耗的CPU時(shí)間，如果該值較大，可以考慮通過(guò)算法優(yōu)化來(lái)降低該值。如果該服務(wù)器是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，Processor\%User?Time值大的原因很可能是數(shù)據(jù)庫(kù)的排序或是函數(shù)操作消耗了過(guò)多的CPU時(shí)間，此時(shí)可以考慮對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化。
3）查看Processor\%Processor?Time?和?System\Processor?Queue?Length
查看System\Processor?Queue?Length?計(jì)算器，當(dāng)該計(jì)數(shù)器的值大于CPU數(shù)量的總數(shù)加1時(shí)，說(shuō)明CPU產(chǎn)生了賭塞。但產(chǎn)生賭塞時(shí)，Processor\%Processor?Time的值不一定很大，此時(shí)就必須查看CPU賭塞的原因。
4）查看%DPC?Time?
?????%DPC?Time?是另一個(gè)需要關(guān)注的內(nèi)容，該計(jì)數(shù)值越低越好。在多CPU系統(tǒng)中，如果該值大于50%?并且Processor\%Processor?Time值非常高，則考慮加一個(gè)網(wǎng)卡來(lái)提高性能。
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磁盤(pán)I/O分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
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?????硬盤(pán)應(yīng)該是計(jì)算機(jī)硬件中發(fā)展最慢的設(shè)備，很多常見(jiàn)瓶頸都是由于硬盤(pán)的讀/寫(xiě)速度慢導(dǎo)致的。提高硬盤(pán)讀/寫(xiě)性能無(wú)非是提高轉(zhuǎn)速、提高單碟容量，增加緩存和更新接口，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的硬盤(pán)是物理旋轉(zhuǎn)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，所以轉(zhuǎn)速的提高相當(dāng)困難；而提高單碟容量也存在一寫(xiě)的技術(shù)瓶頸，1TB的單碟的容量想要突破還也需要時(shí)間。
對(duì)于傳統(tǒng)的溫氏硬盤(pán)到現(xiàn)在速度也只能達(dá)到120MB/s的讀取速度，這個(gè)速度還真對(duì)大文件的讀寫(xiě)，而對(duì)于服務(wù)器大量4KB的小文件讀/寫(xiě)速度，會(huì)驚人的下跌至1MB不到，而對(duì)應(yīng)的IOPS（每秒磁盤(pán)的讀/寫(xiě)次數(shù)）會(huì)低得可憐，大量的數(shù)據(jù)都在排隊(duì)從硬盤(pán)上讀取到內(nèi)存中，再利用內(nèi)存的超大帶寬完成操作。這也是為什么內(nèi)存大的系統(tǒng)比較快的原因。但內(nèi)存的速度雖然比硬盤(pán)快得多，也有其致命的缺點(diǎn)，一旦斷電，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)將全部丟失。
IOPS（Input/Output?Per?Second）每秒磁盤(pán)的輸入/輸出量（或讀/寫(xiě)次數(shù)），是衡量磁盤(pán)性能的主要指標(biāo)之一。IOPS是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能處理的I/O請(qǐng)求數(shù)量，一般以每秒處理的I/O請(qǐng)求數(shù)量為單位。
另一個(gè)重要指標(biāo)是數(shù)據(jù)吞吐量（Throughput），指單位時(shí)間內(nèi)可以成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量。對(duì)于大量順序讀/寫(xiě)應(yīng)用，則更關(guān)注吞吐量指標(biāo)。
傳統(tǒng)的溫氏硬盤(pán)完成一個(gè)I/O請(qǐng)求所花費(fèi)的時(shí)間包括?尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)延遲和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間三部分。
*?尋道時(shí)間，是指將讀寫(xiě)磁頭移動(dòng)至正確的磁道上所需要的時(shí)間。目前磁盤(pán)的平均尋道時(shí)間一般在3~15ms
*?旋轉(zhuǎn)延遲，是指盤(pán)片旋轉(zhuǎn)將請(qǐng)求數(shù)據(jù)所在扇區(qū)移至讀/寫(xiě)磁頭下方所需要的時(shí)間。7200轉(zhuǎn)速的磁盤(pán)，平均旋轉(zhuǎn)言辭大于為60?*?1000/7200/2=4.17ms
*?數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，是指完成傳輸所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。目前SATA?II?可達(dá)到300MB/s的接口數(shù)據(jù)傳輸速率。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間通常遠(yuǎn)小于前兩部分時(shí)間。
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如何分析磁盤(pán)I/O
1）與?Processor/Privileged?Time?合并進(jìn)行分析。
? ? ?如果在Physical?Disk?計(jì)算器，只有%Disk?Time?值較大，其它值都比較適中，則硬盤(pán)可能會(huì)是瓶頸。若幾個(gè)值都比較大，且數(shù)值持續(xù)超過(guò)80%?，內(nèi)里可能是內(nèi)存泄漏。
2）根據(jù)Disk?sec/Transfer?進(jìn)行分析
? ? ? 一般來(lái)說(shuō)，定義Transfer?數(shù)值小于15毫秒為優(yōu)秀，介于15~20毫秒之間為良好，30~60毫秒之間為可以接受，超過(guò)60毫秒則需要考慮更換硬盤(pán)或硬盤(pán)的RAID方式。（注意：各種不同的RAID其計(jì)算方式也不完全相同）
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???固態(tài)硬盤(pán)SSD是一種電子裝置，避免了傳統(tǒng)硬盤(pán)在尋道和旋轉(zhuǎn)上的時(shí)間花費(fèi)，存儲(chǔ)單元尋址開(kāi)銷大大降低，因些IOPS可以非常高。
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內(nèi)存分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
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為什么固態(tài)硬盤(pán)的無(wú)法做到內(nèi)存的存取速度呢？這是因?yàn)?span style="font-family:'Times New Roman';">ROM固態(tài)硬盤(pán)和RAM內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)原理不同導(dǎo)致的。
內(nèi)存的發(fā)展速度已經(jīng)達(dá)到了第五代DDR內(nèi)存（一般用于顯卡上），而我們通常主板上的使用的都是第三代DDR內(nèi)存，內(nèi)存的主要性指標(biāo)是在讀寫(xiě)/帶寬上，而影響帶寬上的指標(biāo)主要是內(nèi)存通道及內(nèi)存頻率。
現(xiàn)在常見(jiàn)的內(nèi)存一般型號(hào)為DDR3?1333MHz?，我們可以通過(guò)更換更高頻率或更低時(shí)序的方式來(lái)提升內(nèi)存的帶寬。（內(nèi)存時(shí)序是描述內(nèi)存條性能的一種參數(shù)）
內(nèi)存頻率比較好理解，現(xiàn)在“發(fā)燒”級(jí)別的內(nèi)存頻率可以做到2400MHz，相對(duì)于1333MHz的默認(rèn)頻率幾乎有了一倍的提升，這種頻率的提升，可以換來(lái)帶寬從16GB到24GB的提升，如果再能降低時(shí)序，那么結(jié)果會(huì)進(jìn)一步提升。（關(guān)于內(nèi)存時(shí)序概念請(qǐng)參考其它文獻(xiàn)）。
另外一個(gè)提升策略就是通道，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓多根內(nèi)存并行和內(nèi)存控制器進(jìn)行交互，從而成倍地提升吞吐能力。對(duì)于內(nèi)存比較了解的朋友，雙通道、三通道甚至四通道這些名詞應(yīng)該不會(huì)陌生。
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內(nèi)存分析指標(biāo)
1）查看Memory\Available?Mbytes指標(biāo)。
這個(gè)計(jì)數(shù)器是描述系統(tǒng)可用內(nèi)存的直接指標(biāo)，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作系統(tǒng)級(jí)別的內(nèi)存分析時(shí)，首先通過(guò)這個(gè)指標(biāo)建立一個(gè)初步的印象，了解性能測(cè)試過(guò)程中系統(tǒng)是否仍然有足夠的內(nèi)存可用。
如果這個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)比較小，系統(tǒng)可能出現(xiàn)了內(nèi)存方面的問(wèn)題。
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2）Pages/sec??、?Pages?Read/sec?和Page?Faults/sec指標(biāo)
操作系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)利用磁盤(pán)交換的方式提高系統(tǒng)可用的內(nèi)存量或內(nèi)存的使用效率。這三個(gè)指標(biāo)直接反映了操作系統(tǒng)進(jìn)行磁盤(pán)交換的頻度。
如果Pages/sec?的計(jì)數(shù)器持續(xù)高于幾百，很可能會(huì)有內(nèi)存方面的問(wèn)題產(chǎn)生，但Pages/sec的值很大不一定表明內(nèi)存有問(wèn)題，而可能是運(yùn)行使用內(nèi)存映射文件的程序所導(dǎo)致。Page?Faults/sec?值表示每秒發(fā)生頁(yè)面失效的次數(shù)，頁(yè)面失效次數(shù)越多，說(shuō)明操作系統(tǒng)向內(nèi)存讀取的次數(shù)越多。些時(shí)還需要查看Pages?Read/sec?的計(jì)數(shù)值，該計(jì)數(shù)器的閥值為5，如果計(jì)數(shù)值超過(guò)5，則可以判斷內(nèi)存存在問(wèn)題。
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3）根據(jù)Physical?Disk計(jì)數(shù)器的值分析性能瓶頸?
?????Physical?Disk?計(jì)數(shù)器的分析包括對(duì)Pages?Read/sec和?%Disk?Time及Average?Disk?Queue?Length?的分析。如果Pages?Read/sec?很低，同時(shí)%Disk?Time和Average?Disk?Queue?Length?的值很高，則可能有磁盤(pán)瓶頸。但是，如果隊(duì)列長(zhǎng)度增加的同時(shí)?Page?Read/sec?并未降低，則是由于內(nèi)存不足。
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? ? 由于篇幅問(wèn)題，進(jìn)程分析，網(wǎng)絡(luò)分析被遺漏，后面有必要的話會(huì)進(jìn)行補(bǔ)充。
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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/fnng/archive/2012/10/30/2747246.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的性能测试知多少--系统计数器与硬件分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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