与磁盘或内存相关的问题

正如大部分实内存可用来缓冲文件一样，系统的页面空间可由那些强制排除在 RAM 外的程序工作数据用作临时存储器。

假设您有一个程序，它很少或几乎不读取数据，可是却显示出 I/O 依赖性症状。更糟的是，实际时间占用户与系统时间之和的比率并不随连续运行而增加。程序可能是有内存限制的，并且它的 I/O 是针对调页空间的，也可能来源于此。检查这种可能性的方法显示在以下的 vmstatit shell 脚本中：

vmstat -s >temp.file   # cumulative counts before the command
time $1                # command under test
vmstat -s >>temp.file  # cumulative counts after execution
grep "pagi.*ins" temp.file >>results   # extract only the data
grep "pagi.*outs" temp.file >>results  # of interest

vmstatit 脚本总结了内容较多的 vmstat -s 报告，该报告提供了自系统启动以来大量系统活动的累积计数。

如果 shell 脚本如下执行：

# vmstatit "cp file1 file2"  2>results

结果如下：

real    0m0.03s
user    0m0.01s
sys     0m0.02s
     2323 paging space page ins
     2323 paging space page ins
     4850 paging space page outs
          4850 paging space page outs

调页统计信息前后相同，证实了我们对 cp 命令不受页面调度限制的看法。vmstatit shell 脚本的一个扩展变量可以用来显示真实情况，如下：

vmstat -s >temp.file
time $1
vmstat -s >>temp.file
echo "Ordinary Input:"               >>results
grep "^[ 0-9]*page ins"    temp.file >>results
echo "Ordinary Output:"              >>results
grep "^[ 0-9]*page outs"   temp.file >>results
echo "True Paging Output:"           >>results
grep "pagi.*outs"          temp.file >>results
echo "True Paging Input:"            >>results
grep "pagi.*ins"           temp.file >>results

因为操作系统中的文件 I/O 是通过 VMM 处理的，所以 vmstat -s 命令将普通程序 I/O 报告为页面调进和页面调出。当 vmstatit shell 脚本的早期版本针对最近未读取的大文件的 cp 命令运行时，结果如下：

real    0m2.09s
user    0m0.03s
sys     0m0.74s
Ordinary Input:
    46416 page ins
    47132 page ins
Ordinary Output:
   146483 page outs
   147012 page outs
True Paging Output:
     4854 paging space page outs
     4854 paging space page outs
True Paging Input:
     2527 paging space page ins
          2527 paging space page ins

time 命令的输出证实了 I/O 相关性的存在。页面调进的增加显示了为满足 cp 命令必需的 I/O。页面调出的增加表明文件足够大，能从内存进行脏页（未必是它自身）的强制写入。没有累积调页空间 I/O 计数的变化的事实证明 cp 命令不会构建大到足以使测试机器的内存过载的数据结构。

该版本的 vmstatit 脚本报告 I/O 的顺序是有意图的。典型程序读文件输入，然后写文件输出。另一方面，页面调度活动通常从写出不合适的工作段页面开始。只有当程序试图访问时页面才会被读回。自系统引导以来，测试系统经历的调页空间页面调出几乎是调页空间页面调进的两倍，这一事实表明至少有一些运行于该系统的程序已将数据保存在程序结束之前不会再次访问的内存中。内存限制程序提供了更多信息。另请参阅内存性能。

为了显示内存限制对这些统计信息的影响，下面的示例观察有足够内存（32 MB）的环境下的某个给定命令，然后用rmss 命令人为收缩系统（请参阅使用 rmss 命令进行内存需求评估）。以下命令序列

# cc -c ed.c
# vmstatit "cc -c ed.c" 2>results

先在内存中预先准备好 7944 行的源文件和 C 编译器的可执行文件，然后评测第二步执行的 I/O 活动：

real    0m7.76s
user    0m7.44s
sys     0m0.15s
Ordinary Input:
    57192 page ins
    57192 page ins
Ordinary Output:
   165516 page outs
   165553 page outs
True Paging Output:
    10846 paging space page outs
    10846 paging space page outs
True Paging Input:
     6409 paging space page ins
          6409 paging space page ins

显然，不存在 I/O 限制。甚至没有读源代码必需的任何 I/O。如果接下来发出下列命令：

# rmss -c 8

将机器的有效大小更改为 8 MB，然后执行相同顺序的命令，会得到下面的输出：

real    0m9.87s
user    0m7.70s
sys     0m0.18s
Ordinary Input:
    57625 page ins
    57809 page ins
Ordinary Output:
   165811 page outs
   165882 page outs
True Paging Output:
    11010 paging space page outs
    11061 paging space page outs
True Paging Input:
     6623 paging space page ins
     6701 paging space page ins

下面列示了 I/O 相关性的症状：

• 使用的时间比总 CPU 时间长
• 在第 n 次执行命令时有大量常规 I/O

使用的时间比无内存限制的情况下还要长以及大量调页空间 I/O 的存在，这一事实阐明了编译器受到不足内存的妨碍。

注： 该示例说明了内存限制的影响。由于没有努力减少其他进程的内存使用，所以在这种环境下强制编译器调页的绝对大小是没有意义的评估。

为避免在下次重新启动之前使用经人为缩减的机器，请运行：

# rmss -r

 

来将 rmss 命令隔离的内存释放回操作系统，从而将系统恢复至通常容量。