每天掌握一个Linux命令 - sar

Linux 系统监控工具 sar 使用指南

一、工具概述

sar（System Activity Reporter） 是 Linux 下功能强大的系统活动报告工具，属于 sysstat 软件包的核心组件。它通过采集系统资源（CPU、内存、磁盘、网络、进程等）的使用数据，生成统计报告，常用于性能分析、故障诊断、容量规划等场景。其特点包括：

• 数据全面：覆盖系统级和设备级的多维度指标。
• 历史追踪：支持将数据保存到日志文件，供后续离线分析。
• 灵活性高：可自定义采样间隔和统计周期，适用于实时监控和长期趋势分析。

二、安装方式

1. 系统包管理器安装（推荐）

Ubuntu/Debian

sudo apt update && sudo apt install sysstat

CentOS/RHEL/Fedora

sudo yum install sysstat  # CentOS 7及以下
sudo dnf install sysstat  # CentOS 8+/Fedora

2. 源码编译安装（适用于自定义版本）

# 下载源码（以 sysstat-12.7.0 为例）
wget https://pagesperso-orange.fr/sebastien.godard/sysstat/sysstat-12.7.0.tar.gz
tar -zxvf sysstat-12.7.0.tar.gz
cd sysstat-12.7.0
./configure && make && sudo make install

启动与配置

• 服务启动：安装后默认开机启动，可通过以下命令管理：

  sudo systemctl start sysstat  # 启动服务
  sudo systemctl enable sysstat # 设置开机自启
  

• 日志配置：数据默认保存到 /var/log/sysstat/ 目录，配置文件为 /etc/sysstat/sysstat.conf，可修改采样频率（如 USER_HISTORY=28 表示保留 28 天日志）。

三、核心功能

功能分类	典型场景
CPU 性能分析	统计 CPU 利用率、用户态/内核态时间、上下文切换次数等
内存与swap分析	监控物理内存、Swap 使用量、页面交换速率
磁盘 I/O 监控	统计磁盘读写速率、队列长度、利用率等（按设备或分区）
网络流量统计	分析网络接口的收发字节数、数据包速率、错误率
进程状态追踪	查看进程创建速率、运行队列长度、僵尸进程数量
历史数据查询	读取日志文件，分析过去某段时间的系统性能趋势

四、基础用法

1. 实时监控系统概况（默认显示 CPU 统计）

sar -u 1 3  # 每隔 1 秒采样，共采集 3 次

• 输出解读：
  • %user：用户态 CPU 使用率
  • %nice：低优先级用户态任务 CPU 使用率
  • %system：内核态 CPU 使用率
  • %iowait：等待 I/O 的 CPU 时间百分比
  • %steal：被虚拟机偷用的 CPU 时间（云服务器场景常见）
  • %idle：空闲 CPU 时间百分比

2. 监控内存与 Swap

sar -r 2 5  # 每隔 2 秒采样，共 5 次

• 关键指标：
  • kbmemfree：空闲物理内存（KB）
  • kbmemused：已用物理内存（KB）
  • %memused：物理内存使用率
  • kbswpfree：空闲 Swap 空间（KB）
  • kbswpused：已用 Swap 空间（KB）
  • %swpused：Swap 使用率

3. 查看磁盘 I/O 情况

sar -d 3 4  # 每隔 3 秒采样，共 4 次（需内核支持 `sysstat` 磁盘统计）

• 核心字段：
  • DEV：磁盘设备名（如 sda、nvme0n1p1）
  • tps：每秒 I/O 传输次数
  • rd_sec/s：每秒读取扇区数
  • wr_sec/s：每秒写入扇区数
  • avgrq-sz：平均 I/O 请求大小（扇区）
  • await：平均 I/O 等待时间（毫秒）
  • %util：设备利用率（长期接近 100% 表示磁盘瓶颈）

4. 统计网络接口流量

sar -n DEV 2 3  # 每隔 2 秒采样，显示网络接口数据

• 常用参数：
  • DEV：显示所有网络接口的收发数据
  • EDEV：显示网络错误统计（如丢包、错误帧）
  • 输出示例：rxpck/s（每秒接收数据包）、txbyt/s（每秒发送字节数）

五、进阶操作

1. 分析历史日志数据（默认日志路径：/var/log/sysstat/saXX）

# 查看某天的 CPU 统计（如 2025年5月26日，日志文件 sa26）
sar -u -f /var/log/sysstat/sa26 10:00-12:00  # 查看 10:00-12:00 数据

2. 监控指定进程的资源占用

# 追踪 PID=1234 的进程（需结合 `-p` 参数）
sar -p 1234 1 5  # 每隔 1 秒采样，共 5 次

3. 生成综合性能报告

sar -A  # 显示所有可用指标的汇总报告（等同于 `-u -r -d -n DEV -q` 等组合）

4. 自定义统计指标输出

sar -o data.bin 2 10  # 将采样数据保存到二进制文件 data.bin
sar -x data.bin       # 从二进制文件读取并解析数据

六、实战案例：定位数据库服务器磁盘瓶颈

场景：某 PostgreSQL 服务器响应缓慢，怀疑磁盘 I/O 存在瓶颈。

步骤 1：实时监控磁盘设备

sar -d 2 10  # 持续 20 秒监控磁盘

• 发现 sda1 设备的 %util 长期超过 90%，await 高达 50ms（正常应低于 20ms）。

步骤 2：分析具体 I/O 模式

sar -d -p sda1 2 5  # 聚焦 sda1 设备

• 输出显示 wr_sec/s 远高于 rd_sec/s，判断为写入密集型负载。

步骤 3：优化方案

• 检查数据库日志，发现频繁的事务日志写入（WAL 机制）。
• 将日志文件迁移至独立 SSD 磁盘，或调整 checkpoint 周期减少写入频率。
• 优化后再次执行 sar -d，%util 降至 40%，系统响应恢复正常。

七、注意事项

1. 权限要求：

   • 部分统计功能（如磁盘详细信息）需 root 权限，普通用户仅能查看部分指标。

2. 日志存储：

   • 日志文件默认按天存储（如 sa01 对应每月 1 日数据），可通过修改 /etc/sysstat/sysstat.conf 中的 SAVE_DELTA 调整保留天数。
   • 大流量服务器需定期清理或归档日志，避免磁盘空间不足。

3. 指标解读陷阱：

   • CPU 利用率：多核 CPU 需结合 sar -u ALL 查看每个核心的负载（ALL 表示汇总所有核心）。
   • 磁盘 %util：该指标非线性，单块磁盘 %util 超过 60% 可能已出现性能下降（RAID 阵列可更高）。
   • Swap 使用：偶尔的 Swap 活动正常，持续高 Swap 使用率通常表示物理内存不足。

4. 性能影响：

   • 采样间隔过短（如 < 1 秒）可能增加系统开销，生产环境建议设置为 5-10 秒。
   • 长期监控建议配合 cron 定期生成报告（如每天凌晨执行 sar -A -o 保存数据）。

5. 内核兼容性：

   • 旧内核（如 < 2.6）可能不支持部分磁盘或网络指标，需升级内核或安装补丁。

扩展工具链：

• 结合 iostat（磁盘）、netstat（网络）、vmstat（系统资源）进行多维度验证。
• 使用 pstack、perf 等工具深入分析进程级瓶颈。