每天掌握一个Linux命令 - pidstat

在Linux系统里，进程运行时可能出现各种资源使用问题，比如某个程序突然“吃”爆CPU、内存占用居高不下，或者磁盘读写变得很慢，让人摸不着头脑。这时候，pidstat就像一位专业的“系统医生”闪亮登场啦！它能精准“诊断”单个进程或线程的CPU、内存、I/O等资源使用情况，帮你快速找到那个“捣乱”的进程——是哪个程序在疯狂抢占CPU？哪个进程偷偷占用了大量内存？又是谁在不停地读写磁盘拖慢系统？有了pidstat，这些问题都能一目了然，特别适合系统管理员、开发人员排查性能故障、优化资源分配，让Linux系统运行得更顺畅！

一、工具概述

pidstat 是 Linux 系统中用于监控进程资源使用情况的强大工具，属于 sysstat 工具包的一部分。它可以按指定间隔统计单个进程或线程的 CPU、内存、I/O、上下文切换等详细指标，常用于性能分析、故障排查和资源优化场景。

二、安装方式

1. 主流 Linux 系统安装

• Ubuntu/Debian

  sudo apt update && sudo apt install sysstat
  

• CentOS/RHEL/Fedora

  sudo yum install sysstat  # CentOS/RHEL
  sudo dnf install sysstat  # Fedora
  

• Arch Linux

  sudo pacman -S sysstat
  

2. 验证安装

安装完成后，执行 pidstat -V 查看版本信息，确认工具可用。

三、核心功能

功能分类	说明
CPU 监控	统计进程的 CPU 使用率、用户态/内核态时间、CPU 迁移情况等。
内存监控	显示进程的内存占用（RSS、虚拟内存等）及内存分页活动。
I/O 监控	统计进程的磁盘读写速率、I/O 等待时间、块设备操作次数。
上下文切换	分析进程的自愿/非自愿上下文切换次数，定位线程竞争或阻塞问题。
线程监控	支持按线程（TID）统计资源使用情况，需配合 -t 参数启用。
历史数据查询	结合 sysstat 的数据存储功能，查询过去某个时间段的进程状态（需配置 sysstat 定时任务）。

四、基础用法

1. 基本语法

pidstat [选项] [间隔时间] [统计次数]

• 间隔时间：采样间隔（单位：秒），必填。
• 统计次数：采样次数，可选；若省略则持续采样直至手动终止（Ctrl+C）。

2. 常用选项

（1）CPU 相关

• -u（默认）：监控 CPU 使用率（含用户态、内核态、等待 I/O 时间等）。

  pidstat -u 2 3  # 每 2 秒采样一次，共采样 3 次
  

  • 输出字段说明：

    列名	含义
    UID	进程所属用户 ID。
    PID	进程 ID。
    %usr	用户态 CPU 使用率（%）。
    %system	内核态 CPU 使用率（%）。
    %guest	虚拟机 CPU 使用率（%）。
    %wait	进程等待 I/O 的 CPU 时间百分比（重要性能指标）。
    %CPU	总 CPU 使用率（%usr + %system + %guest + %wait）。
    CPU	进程当前绑定的 CPU 核心编号（从 0 开始）。

• -p <PID>：指定监控单个进程（多个 PID 用逗号分隔，如 -p 1234,5678）。

  pidstat -u -p 1234 5  # 监控 PID 为 1234 的进程，每 5 秒采样一次
  

（2）内存相关

• -r：监控进程内存使用情况（RSS、虚拟内存、页交换等）。

  pidstat -r 2  
  

  • 关键字段：
    • %mem：进程占用物理内存百分比。
    • RSS：常驻内存大小（KB）。
    • VSZ：虚拟内存大小（KB）。
    • Data：数据段内存大小（KB）。

（3）I/O 相关

• -d：监控进程的磁盘 I/O 活动（读/写速率、操作次数等）。

  pidstat -d 1  
  

  • 关键字段：
    • kB_read/s：每秒读取磁盘数据量（KB）。
    • kB_wrtn/s：每秒写入磁盘数据量（KB）。
    • iodelay：I/O 操作延迟时间（毫秒）。

（4）上下文切换

• -w：统计进程的上下文切换次数（自愿切换 cswch 和非自愿切换 nvcswch）。

  pidstat -w 2  
  

  • 字段说明：
    • cswch/s：每秒自愿上下文切换次数（如等待 I/O 时）。
    • nvcswch/s：每秒非自愿上下文切换次数（如被内核强制调度）。

五、进阶操作

1. 监控线程（TID）

添加 -t 参数，将 PID 替换为线程 ID（TID）：

pidstat -u -t -p 1234 2  # 监控 PID 为 1234 的进程下所有线程
pidstat -u -t -p 1234,1235 2  # 监控特定线程（TID=1234、1235）

2. 绑定 CPU 核心监控

• -C <CPU列表>：按 CPU 核心编号过滤进程（如 -C 0,1 表示监控绑定到 CPU 0 和 1 的进程）。

  pidstat -u -C 0 2  # 监控所有绑定到 CPU 0 的进程
  

3. 合并同一进程的多个线程数据

• -T ALL：统计进程及其所有线程的资源总和（需配合 -p 指定进程 PID）。

  pidstat -u -T ALL -p 1234 2  # 合并线程数据，显示进程整体资源占用
  

4. 历史数据查询（需提前配置 sysstat 日志）

修改 /etc/sysstat/sysstat.conf，启用数据保存（默认已启用），然后通过 -f 参数指定日志文件：

pidstat -f /var/log/sysstat/sa20  # 查询 20 号的历史数据（格式：saDD）

六、实战案例

案例 1：定位高 CPU 进程

场景：系统整体 CPU 使用率高，需确定具体进程。
操作：

pidstat -u 1 5  # 每秒采样一次，持续 5 秒

• 分析：观察 %CPU 列，找出持续高于平均值的 PID，结合 %usr 和 %system 判断是用户态还是内核态占用过高。

案例 2：排查内存泄漏

场景：某服务内存占用持续增长，怀疑内存泄漏。
操作：

pidstat -r -p 5678 30  # 每 30 秒监控 PID=5678 的进程内存变化

• 分析：观察 RSS 和 %mem 字段，若持续上升且无回落，可能存在内存泄漏。

案例 3：优化 I/O 密集型进程

场景：数据库进程响应缓慢，怀疑磁盘 I/O 瓶颈。
操作：

pidstat -d -p 9876 5  # 每 5 秒监控数据库进程的 I/O 情况

• 分析：若 kB_read/s 或 kB_wrtn/s 持续较高，且 iodelay 较大，可能需要优化磁盘或调整进程 I/O 策略。

七、注意事项

1. 权限要求：部分指标（如内核态 CPU 时间、线程监控）需以 root 权限执行。
2. 性能影响：高频采样（如间隔 <1 秒）可能对系统造成轻微性能开销，生产环境建议使用 5-10 秒间隔。
3. 线程与进程区分：默认监控进程级数据，需显式添加 -t 参数才能查看线程信息。
4. 日志存储：历史数据查询依赖 sysstat 的日志机制，需确保日志文件存在且权限正确。
5. 字段含义：注意 %CPU 是多核 CPU 下的总占用率（可能超过 100%），CPU 列显示当前绑定的核心（动态变化时可能为空）。

通过合理组合 pidstat 的参数，可精准定位进程级性能问题，为系统调优提供数据支撑。