Sysstat 工具套件核心命令實戰：sar CPU、I/O、記憶體效能分析全解

Sysstat 是 Linux 系統效能監控的標準工具箱，核心命令 sar (System Activity Reporter) 能夠採集、報告與儲存 CPU、I/O、記憶體、網路等關鍵指標。本文聚焦 sar -u (CPU) 與 sar -b (I/O) 兩大最高頻使用場景，詳細解讀輸出欄位含義、異常判讀邏輯與實戰排查策略。

一、通用語法與採樣策略

sar [選項] [間隔秒數] [採樣次數]
# 範例：每 1 秒採樣 1 次，共 5 次
sar -u 1 5

最佳實踐：生產環境建議 間隔 ≥ 5 秒、次數 ≥ 60 (持續 5 分鐘) 以平滑瞬間抖動；歷史資料分析可直接讀取 /var/log/sa/saDD 日誌檔（sar -f /var/log/sa/sa15）。

二、CPU 使用率深度解析 (sar -u)

1. 標準輸出範例

Linux 2.6.9-67.ELsmp (stage1-new9.intra99bill.com) 06/12/2012 _x86_64_ (8 CPU)

11:34:43 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle
11:34:44 AM all 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11:34:45 AM all 0.00 0.00 0.12 0.00 0.00 99.88
11:34:46 AM all 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
11:34:47 AM all 0.00 0.00 0.12 0.00 0.00 99.88
11:34:48 AM all 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
Average:     all 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00 99.95

2. 欄位語義與異常閾值

3. 關鍵診斷邏輯

• 高 %iowait + 低 %idle → I/O 子系統瓶頸，檢查 iostat -x、iotop 定位熱點磁碟/進程
• 高 %idle 但系統響應慢 → 可能等待記憶體分配 (Page Fault)、鎖、網路封包，檢查 vmstat、pidstat
• %steal 持續偏高 → 雲主機資源爭用，考慮調整實例規格或專用宿主機
• 多核不均衡：sar -P ALL 1 5 查看各 CPU 核心負載，識別單核熱點 (中斷親和性、單線程應用)

三、I/O 與傳輸速率分析 (sar -b)

1. 標準輸出範例

17:09:07 tps rtps wtps bread/s bwrtn/s
17:09:08 3.12 3.12 0.00 25.00 0.00
17:09:09 89.58 6.25 83.33 141.67 733.33
17:09:10 42.71 9.38 33.33 141.67 600.00
17:09:11 2.11 2.11 0.00 16.84 0.00
17:09:12 1.04 0.00 1.04 0.00 175.00
Average: 27.77 4.18 23.59 65.14 302.30

2. 欄位語義

3. 進階關聯分析

• 結合 sar -d (裝置級)：sar -d -p 1 5 顯示每個磁碟裝置的 %util、await、svctm，定位具體熱點裝置
• 換頁活動 (sar -B)：pgpgin/s、pgpgout/s、fault/s 反映記憶體壓力導致的 I/O
• 網路 I/O (sar -n DEV)：區分磁碟與網路瓶頸

四、持久化採集與報表自動化

1. 啟用 sysstat 服務

systemctl enable --now sysstat
# 或 SysV: chkconfig sysstat on && service sysstat start

預設每 10 分鐘採樣一次，資料存放於 /var/log/sa/saDD (二進制) 與 /var/log/sa/sarDD (文本摘要)。

2. 歷史報表生成

# 查看指定日期完整報表
sar -f /var/log/sa/sa15 -u -b -r -n DEV

# 生成 CSV 供圖表分析
sar -f /var/log/sa/sa15 -u -b -r | sadf -d > sar_20240115.csv

3. 異常告警腳本雛形

#!/bin/bash
# 每 5 分鐘檢查 CPU idle < 10% 或 iowait > 20%
sar 1 3 --iface=lo | awk '/Average:/ && $NF < 10 || $(NF-1) > 20 { 
    system("logger -t SAR_ALERT \"CPU 异常: idle=\"$NF\" iowait=\"$(NF-1)} 
}'

掌握 sar -u/-b 欄位語義與異常判讀邏輯，結合持久化採集與關聯工具 (iostat、pidstat、vmstat)，即可建立從現象感知到根因定位的系統效能分析閉環。