4 个 Linux 命令用于查看页面错误统计信息

发表 admin at 2024年8月26日

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如何在 Linux 操作系统下查看某个进程的次要和主要页面错误统计信息？

您可以使用页面错误来提高 Linux 服务器的性能。请确保优化守护进程/程序以减少页面错误的数量。一旦页面错误的数量减少，守护进程和整个 Linux 操作系统的性能就会提高。

Linux（以及大多数类 Unix）系统使用虚拟内存进入物理地址空间。Linux 内核使用“按需”技术在需要时管理此映射。当进程访问映射到虚拟地址空间但未加载到物理内存中的页面时，会发生页面错误。在大多数情况下，页面错误不是错误。它们用于增加使用虚拟内存的 Linux 和类 Unix 操作系统中程序可用的内存量。虚拟内存不过是 Linux 和许多其他现代操作系统使用的一种内存管理技术，它将磁盘驱动器（硬盘/固态硬盘）上的活动 RAM 和非活动内存组合起来，形成大范围的连续地址。

教程详细信息
难度等级	中间的
Root 权限	是的
要求	附言，顶部，sar
预计阅读时间	5 分钟

当需要访问磁盘时，会发生重大错误。例如，启动一个名为 Firefox 的应用程序。Linux 内核将在物理内存和 CPU 缓存中搜索。如果数据不存在，Linux 会发出重大页面错误。
由于页面分配而发生小故障。

您可以使用标准 Linux 命令（例如 ps、top、time 和 sar）查看所有进程或特定进程的页面错误。

例如：ps 命令

使用 ps 命令查看 PID #1 的页面错误，输入：

ps -o min_flt,maj_flt 1

示例输出：

 MINFL  MAJFL
  3104     36

在哪里，

min_flt：轻微页面错误的数量。
maj_flt：主要页面错误的数量。

您可能想要查看 PID # 1 的其他详细信息，例如用户、组、命令及其参数，请输入：
# ps -o min_flt,maj_flt,cmd,args,uid,gid 1
示例输出：

 MINFL  MAJFL CMD                         COMMAND                       UID   GID
  3104     36 /sbin/init                  /sbin/init                      0     0

要查看系统上的每个进程：
# ps -eo min_flt,maj_flt,cmd,args,uid,gid | less

例如：top 命令

输入以下top 命令（您也可以使用 atop 和 htop）：
# top
或者以延迟时间间隔启动 top 命令：
# top -d 1
输入F查看排序菜单，然后输入u按故障排序。最后，按 [Enter] 键。

示例：sar 命令

sar程序可用于提供包括页面活动在内的统计数据。输入以下命令：示例输出：
# sar -B # sar -B 1 10

Linux 2.6.32-279.el6.x86_64 (server1.example.com) 	Monday 05 November 2012 	_x86_64_	(8 CPU)
 
12:46:48  CST  pgpgin/s pgpgout/s   fault/s  majflt/s  pgfree/s pgscank/s pgscand/s pgsteal/s    %vmeff
12:46:49  CST      0.00    460.61     68.69      0.00    452.53      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:50  CST      0.00    276.00    170.00      0.00    642.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:51  CST      0.00    460.00     47.00      0.00    550.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:52  CST      0.00    228.00     49.00      0.00    705.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:53  CST      0.00    320.00    146.00      0.00    420.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:54  CST      0.00    164.00     69.00      0.00    479.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:55  CST      0.00    501.01   1144.44      0.00    991.92      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:56  CST      0.00    220.00     65.00      0.00    503.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:57  CST      0.00    280.00    156.00      0.00    514.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:46:58  CST      0.00    160.00    941.00      0.00    949.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         0.00    306.61    284.97      0.00    620.44      0.00      0.00      0.00      0.00

来自 sar 手册页：

-B Report paging statistics. Some of the metrics below are available only with post 2.5 kernels. The following values are dis-
played:
pgpgin/s
Total number of kilobytes the system paged in from disk per second. Note: With old kernels (2.2.x) this value is a num-
ber of blocks per second (and not kilobytes).
pgpgout/s
Total number of kilobytes the system paged out to disk per second. Note: With old kernels (2.2.x) this value is a number
of blocks per second (and not kilobytes).
fault/s
Number of page faults (major + minor) made by the system per second. This is not a count of page faults that generate
I/O, because some page faults can be resolved without I/O.
majflt/s
Number of major faults the system has made per second, those which have required loading a memory page from disk.
pgfree/s
Number of pages placed on the free list by the system per second.
pgscank/s
Number of pages scanned by the kswapd daemon per second.
pgscand/s
Number of pages scanned directly per second.
pgsteal/s
Number of pages the system has reclaimed from cache (pagecache and swapcache) per second to satisfy its memory demands.
%vmeff
Calculated as pgsteal / pgscan, this is a metric of the efficiency of page reclaim. If it is near 100% then almost every
page coming off the tail of the inactive list is being reaped. If it gets too low (e.g. less than 30%) then the virtual
memory is having some difficulty. This field is displayed as zero if no pages have been scanned during the interval of
time.

示例：时间命令

使用/usr/bin/time命令（不要使用 shell 内置的 time 命令）运行程序并汇总系统资源使用情况（包括页面错误）。首先，找出实时命令的路径：
# type -a time
示例输出：

time is a shell keyword
time is /usr/bin/time

现在，输入以下命令来查看 ls 命令页面错误：
$ /usr/bin/time -v ls /etc/resolv.conf
示例输出：

/etc/resolv.conf
	Command being timed: "ls /etc/resolv.conf"
	User time (seconds): 0.00
	System time (seconds): 0.00
	Percent of CPU this job got: 0%
	Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:00.00
	Average shared text size (kbytes): 0
	Average unshared data size (kbytes): 0
	Average stack size (kbytes): 0
	Average total size (kbytes): 0
	Maximum resident set size (kbytes): 3456
	Average resident set size (kbytes): 0
	Major (requiring I/O) page faults: 0
	Minor (reclaiming a frame) page faults: 280
	Voluntary context switches: 1
	Involuntary context switches: 3
	Swaps: 0
	File system inputs: 0
	File system outputs: 0
	Socket messages sent: 0
	Socket messages received: 0
	Signals delivered: 0
	Page size (bytes): 4096
	Exit status: 0

在这个例子中，我运行了xclock程序两次（记下输出）：

$ /usr/bin/time -v xclock

	Major (requiring I/O) page faults: 4
	Minor (reclaiming a frame) page faults: 1083


$ /usr/bin/time -v xclock
	Major (requiring I/O) page faults: 0
	Minor (reclaiming a frame) page faults: 1087

第一次启动 xclock 时，会出现许多重大故障。但是第二次启动 xclock 时，Linux 内核不会发出任何重大故障，因为 xclock 已经在内存中了。

如果发现特定进程存在大量页面错误，请尝试以下建议来改善情况：

优化服务器流程。
通过调整配置文件（例如 php.ini 或 httpd.conf 或 lighttpd.conf）中的参数来减少内存过程。
为系统添加更多 RAM。
使用更好的页面替换算法，可以减少页面错误的发生。

例如：ps 命令

例如：top 命令

示例：sar 命令

示例：时间命令

如果发现特定进程存在大量页面错误，请尝试以下建议来改善情况：

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