在Ubuntu系统下使用mpstat工具监控CPU性能

一、mpstat简介

mpstat（Multiprocessor Statistics）是 Linux 系统中用于监控 CPU 使用情况的工具，尤其适合多核处理器系统。它能够实时显示每个 CPU 核心的利用率、中断、空闲时间等详细统计信息，帮助用户分析系统性能瓶颈。本文将介绍如何在 Ubuntu 系统中安装和使用 mpstat 命令。

二、安装 mpstat

mpstat 是 sysstat 工具包的一部分，Ubuntu 系统默认未安装。可以通过以下命令安装：

apt update
apt install sysstat -y

安装完成后，mpstat 命令即可直接使用。如果安装后无法运行，可能需要启用 sysstat 服务以收集数据：

systemctl enable sysstat
systemctl start sysstat

检查 sysstat 服务状态，使用以下命令：

 systemctl status sysstat

三、mpstat基本用法

3.1 查看所有 CPU 的平均使用情况

直接运行 mpstat 命令，会显示系统启动以来所有 CPU 的平均统计信息：

mpstat

root@jeven01:~# mpstat
Linux 5.15.0-143-generic (jeven01) 	07/10/2025 	_x86_64_	(4 CPU)03:02:28 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
03:02:28 PM  all    0.07    0.00    0.03    0.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.87

3.2 监控所有 CPU 核心的实时数据

使用 -P ALL 选项，可查看每个 CPU 核心的实时性能：

 root@jeven01:~#  mpstat -P ALL
Linux 5.15.0-143-generic (jeven01) 	07/10/2025 	_x86_64_	(4 CPU)03:03:11 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
03:03:11 PM  all    0.07    0.00    0.03    0.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.87
03:03:11 PM    0    0.07    0.00    0.03    0.01    0.00    0.01    0.00    0.00    0.00   99.88
03:03:11 PM    1    0.07    0.00    0.04    0.02    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.87
03:03:11 PM    2    0.07    0.01    0.03    0.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.87
03:03:11 PM    3    0.07    0.00    0.03    0.01    0.00    0.01    0.00    0.00    0.00   99.88

3.3 设置采样间隔和次数*

使用 interval 和 count 参数，可指定采样间隔（秒）和次数。以下命令表示每 2 秒采集一次数据，共采集 5 次。

 mpstat 2 5

3.4 常用选项解释及示例

常用选项详解

选项	说明
`-P {ALL	CPU编号}`
-u	显示 CPU 使用率（默认选项）。
-I	显示中断统计信息（如硬件中断、软中断）。
-V	显示 mpstat 版本信息。
-o JSON	以 JSON 格式输出结果，便于自动化处理。

• 该命令用于监控系统中第一个 CPU 核心（CPU 0）的性能统计信息，每隔 1 秒输出一次，共输出 3 次。

mpstat -P 0 1 3

• 以 JSON 格式输出所有 CPU 统计信息

mpstat -P ALL -o JSON

3.5 输出解析

root@jeven01:~# mpstat
Linux 5.15.0-143-generic (jeven01) 	07/10/2025 	_x86_64_	(4 CPU)03:10:01 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
03:10:01 PM  all    0.07    0.00    0.03    0.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.87

输出字段解析
mpstat 的输出包含多个关键字段，以下是主要字段的含义：

字段	含义
%usr	用户态程序占用 CPU 的百分比（不包含 nice 值为负的进程）。
%nice	低优先级用户态程序（nice 值为负）占用 CPU 的百分比。
%sys	内核态程序（系统调用）占用 CPU 的百分比。
%iowait	CPU 等待 I/O 操作完成的时间占比。
%irq	处理硬件中断的时间占比。
%soft	处理软件中断的时间占比。
%steal	虚拟机管理程序从虚拟机中“窃取”的 CPU 时间（仅适用于虚拟化环境）。
%idle	CPU 空闲时间占比。

3.6 实际应用场景

1. 排查 CPU 瓶颈
   如果 %usr 或 %sys 持续高于 70%，可能表示 CPU 资源不足，需优化程序或升级硬件。

2. 检查 I/O 等待问题
   若 %iowait 显著偏高，可能是磁盘或网络 I/O 瓶颈，需进一步检查存储设备或网络配置。

3. 监控多核负载均衡
   使用 -P ALL 可查看各核心的利用率是否均衡，若某些核心负载过高，可能需要调整进程分配。

四、总结

mpstat 是一个强大的 CPU 性能监控工具，特别适合多核系统的性能分析。通过简单的命令和选项，用户可以快速获取 CPU 使用率、中断、空闲时间等关键指标，从而优化系统性能。对于开发人员、系统管理员或运维工程师来说，掌握 mpstat 的基本用法是排查性能问题的重要技能。

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