Linux下简易代码性能分析手册

Linux下代码性能分析手册

这个文档是 Linux 下代码性能分析手册，主要介绍一些常用的性能分析工具及其使用方法，并且给出实际的操作案例。
这个手册可以解决以下的几个问题：
1- 如何排查程序的性能瓶颈
2- 有哪些性能分析工具？适用于哪些场景
3- 举一个调优的实际案例
4- CPU利用率低的常见原因有哪些？

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1. 性能分析工具

gprof

gprof 是 Linux 下一个开源的性能分析工具，它可以用来分析程序的性能瓶颈。
假设当前使用cmake来管理工程

cmake的时候添加编译选项，添加-pg，这样执行后会生成一个gmon.out文件，这个文件包含了程序的性能数据。

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cmake -DCMAKE_CXX_FLAGS="-pg" ..
make -j4

执行可执行程序
会生成gmon.out文件

gprof ./program gmon.out > gprof.txt
这样就直观看到性能表

性能表

perf

perf 是linux下性能分析的工具，可以查看cpu的指令统计，内存访问统计，以及cpu的负载情况。
第一次执行可能会遇到以下的情况，不是错误，而是Linux的保护机制，需要手动允许

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(base) cty@chentaoyang:~/self_project/dvr_sdk/bin$ perf record -e task-clock:u ./fisheye_orthodontics 
Error:
Access to performance monitoring and observability operations is limited.
Consider adjusting /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid setting to open
access to performance monitoring and observability operations for processes
without CAP_PERFMON, CAP_SYS_PTRACE or CAP_SYS_ADMIN Linux capability.
More information can be found at 'Perf events and tool security' document:
https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/perf-security.html
perf_event_paranoid setting is 4:
  -1: Allow use of (almost) all events by all users
      Ignore mlock limit after perf_event_mlock_kb without CAP_IPC_LOCK
>= 0: Disallow raw and ftrace function tracepoint access
>= 1: Disallow CPU event access
>= 2: Disallow kernel profiling
To make the adjusted perf_event_paranoid setting permanent preserve it
in /etc/sysctl.conf (e.g. kernel.perf_event_paranoid = <setting>)

因为Linux系统的perf_event_paranoid参数设置较高，限制了对性能监控和观测操作的访问。要解决这个问题，可以尝试降低perf_event_paranoid的值，以允许更多类型的性能监控。

可以按照以下步骤操作：

首先，可以以root权限临时降低perf_event_paranoid的值，例如将其设置为2（允许用户空间的性能监控，但不允许内核空间的性能监控）：

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sudo sh -c 'echo 2 > /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid'

然后再次尝试运行perf record命令。
如果上述步骤能够解决问题，并且您希望更改永久生效，您可以将设置写入/etc/sysctl.conf文件中。打开该文件：
sudo nano /etc/sysctl.conf
在文件中添加一行：
kernel.perf_event_paranoid = 2
保存并关闭文件，然后运行：
sudo sysctl -p
这将使更改生效。
请注意，降低perf_event_paranoid的值可能会带来安全风险，因为它允许普通用户进行性能监控，因此在进行此更改时请确保您的系统安全。
当然在这里我没有直接运行，而是临时降低了这个值

执行：

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perf record -e task-clock:u ./fisheye_orthodontics
注：./fisheye_orthodontics是可执行程序的名称
执行后会在目录下面生成一个perf.data文件，这个文件包含了程序的性能数据。
perf report

这样就可以查看数据

alt text

valgrind

valgrind 是 Linux 下一个开源的内存检查工具，可以用来检测程序的内存泄漏、内存访问越界等问题。
这个工具非常强大，并且可以结合可视化工具来进行分析
安装：

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sudo apt install valgrind
sudo apt install kcachegrind

valgrind是命令行的工具，kcachegrind是图形化的可视化工具,先执行上述的安装命令

使用：
首先使用valgrind命令来运行程序，然后使用kcachegrind命令来查看结果

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valgrind --tool=callgrind ./可执行程序
kcachegrind callgrind.out.*   # 注意这里的callgrind.out.*是生成的callgrind文件，后面有个数字*

此时就会打开可视化界面，可以看到程序的性能数据，包括函数调用次数、函数调用时间、内存分配次数、内存分配大小等。
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2. 系统分析工具

我写了一些脚本，提供了基本的系统性能查看指标

简单查看：

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#!/bin/bash

# 颜色定义
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[1;33m'
BLUE='\033[0;34m'
PURPLE='\033[0;35m'
CYAN='\033[0;36m'
NC='\033[0m' # No Color

# 默认参数
INTERVAL=5
DURATION=60
CONTINUOUS_MODE=false

# 日志文件
LOG_FILE="optimized_system_performance_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).log"

# 显示标题
show_header() {
    echo -e "${CYAN}=================================${NC}"
    echo -e "${CYAN}   系统性能监控脚本${NC}"
    echo -e "${CYAN}=================================${NC}"
    echo ""
}

# 显示帮助信息
show_help() {
    echo "用法: $0 [选项]"
    echo "选项:"
    echo "  -c, --continuous    启用持续监控模式"
    echo "  -i, --interval SEC  设置监控间隔秒数 (默认: 5)"
    echo "  -d, --duration SEC  设置监控持续时间秒数 (默认: 60, 0表示无限)"
    echo "  -h, --help          显示此帮助信息"
    echo ""
    echo "示例:"
    echo "  $0                  一次性监控"
    echo "  $0 -c               持续监控，默认参数"
    echo "  $0 -c -i 10 -d 300  每10秒监控一次，持续300秒"
    echo "  $0 -c -i 5 -d 0     每5秒监控一次，无限持续"
}

# 获取CPU信息
get_cpu_info() {
    echo -e "${GREEN}>>> CPU信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    # CPU型号
    cpu_model=$(grep "model name" /proc/cpuinfo | head -1 | cut -d':' -f2 | xargs)
    echo "CPU型号: $cpu_model"
    
    # CPU核心数
    cpu_cores=$(nproc)
    echo "CPU核心数: $cpu_cores"
    
    # CPU使用率 (使用top命令获取1秒内的快照)
    cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}' | sed 's/%us,//')
    echo "CPU使用率: $cpu_usage"
    
    # CPU负载
    read load1 load5 load15 <<< $(uptime | awk -F'load average:' '{print $2}' | awk '{print $1 $2 $3}' | sed 's/,/ /g')
    echo "系统负载 (1min): $load1"
    echo "系统负载 (5min): $load5" 
    echo "系统负载 (15min): $load15"
    
    echo ""
}

# 获取内存信息
get_memory_info() {
    echo -e "${YELLOW}>>> 内存信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    # 内存信息
    mem_info=$(free -h | grep Mem)
    mem_total=$(echo $mem_info | awk '{print $2}')
    mem_used=$(echo $mem_info | awk '{print $3}')
    mem_free=$(echo $mem_info | awk '{print $4}')
    mem_usage_percent=$(echo $mem_info | awk '{printf "%.1f", $3/$2 * 100}')
    
    echo "总内存: $mem_total"
    echo "已使用: $mem_used"
    echo "可用内存: $mem_free"
    echo "内存使用率: $mem_usage_percent%"
    
    echo ""
}

# 获取磁盘信息
get_disk_info() {
    echo -e "${BLUE}>>> 磁盘信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    # 磁盘使用情况
    disk_info=$(df -h / | tail -1)
    disk_total=$(echo $disk_info | awk '{print $2}')
    disk_used=$(echo $disk_info | awk '{print $3}')
    disk_available=$(echo $disk_info | awk '{print $4}')
    disk_usage_percent=$(echo $disk_info | awk '{print $5}' | sed 's/%//')
    
    echo "总磁盘空间: $disk_total"
    echo "已使用空间: $disk_used"
    echo "可用空间: $disk_available"
    echo "磁盘使用率: $disk_usage_percent%"
    
    echo ""
}

# 获取GPU信息
get_gpu_info() {
    echo -e "${PURPLE}>>> GPU信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    if command -v nvidia-smi &> /dev/null; then
        gpu_info=$(nvidia-smi --query-gpu=name,pci.bus_id,utilization.gpu,memory.used,memory.total,temperature.gpu,pcie.link.gen.current,pcie.link.gen.max,pcie.link.width.current,pcie.link.width.max,power.draw,power.limit --format=csv,noheader,nounits)
        
        gpu_name=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f1 | xargs)
        gpu_bus_id=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f2 | xargs)
        gpu_util=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f3 | xargs)
        gpu_mem_used=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f4 | xargs)
        gpu_mem_total=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f5 | xargs)
        gpu_temp=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f6 | xargs)
        pcie_gen_current=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f7 | xargs)
        pcie_gen_max=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f8 | xargs)
        pcie_width_current=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f9 | xargs)
        pcie_width_max=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f10 | xargs)
        gpu_power_draw=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f11 | xargs)
        gpu_power_limit=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f12 | xargs)
        
        echo "GPU型号: $gpu_name"
        echo "GPU总线ID: $gpu_bus_id"
        echo "GPU使用率: $gpu_util%"
        echo "显存使用: ${gpu_mem_used}MB / ${gpu_mem_total}MB"
        echo "GPU温度: $gpu_temp°C"
        echo "GPU功耗: ${gpu_power_draw}W / ${gpu_power_limit}W"
        
        # 计算显存使用率
        if [ "$gpu_mem_total" -ne 0 ]; then
            gpu_mem_percent=$((gpu_mem_used * 100 / gpu_mem_total))
            echo "显存使用率: $gpu_mem_percent%"
        fi
        
        # PCIe信息
        echo "PCIe链路信息: Gen $pcie_gen_current x$pcie_width_current (最大支持: Gen $pcie_gen_max x$pcie_width_max)"
        
        # 计算理论带宽
        # PCIe带宽 (GB/s) = (GEN值 * 0.25 GB/s) * 通道数 * 2 (因为是全双工)
        # Gen1 = 250 MB/s 每通道, Gen2 = 500 MB/s 每通道, Gen3 = 1 GB/s 每通道, Gen4 = 2 GB/s 每通道
        case $pcie_gen_current in
            1) pcie_bandwidth_per_lane=0.25 ;;
            2) pcie_bandwidth_per_lane=0.5 ;;
            3) pcie_bandwidth_per_lane=1.0 ;;
            4) pcie_bandwidth_per_lane=2.0 ;;
            *) pcie_bandwidth_per_lane=0.25 ;;
        esac
        
        pcie_current_bandwidth=$(echo "$pcie_bandwidth_per_lane * $pcie_width_current * 2" | bc -l)
        pcie_current_bandwidth=$(printf "%.2f" $pcie_current_bandwidth)
        
        case $pcie_gen_max in
            1) pcie_max_bandwidth_per_lane=0.25 ;;
            2) pcie_max_bandwidth_per_lane=0.5 ;;
            3) pcie_max_bandwidth_per_lane=1.0 ;;
            4) pcie_max_bandwidth_per_lane=2.0 ;;
            *) pcie_max_bandwidth_per_lane=0.25 ;;
        esac
        
        pcie_max_bandwidth=$(echo "$pcie_max_bandwidth_per_lane * $pcie_width_max * 2" | bc -l)
        pcie_max_bandwidth=$(printf "%.2f" $pcie_max_bandwidth)
        
        echo "当前PCIe带宽: ${pcie_current_bandwidth} GB/s (最大: ${pcie_max_bandwidth} GB/s)"
        
        # 估算数据传输量 (基于显存使用情况)
        # 这是一个粗略估算，实际数据传输量可能包括显存数据、纹理、命令等
        echo "估算数据传输: 显存使用量 ${gpu_mem_used}MB (此为GPU上已使用的显存量)"
    else
        echo "未检测到NVIDIA GPU或nvidia-smi工具"
    fi
    
    echo ""
}

# 获取GPU进程信息（用于数据传输监控）
get_gpu_processes() {
    echo -e "${PURPLE}>>> GPU进程信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    if command -v nvidia-smi &> /dev/null; then
        # 获取GPU进程信息
        process_info=$(nvidia-smi pmon -c 1 2>/dev/null)
        if [ -n "$process_info" ] && [ "$(echo "$process_info" | wc -l)" -gt 1 ]; then
            echo "GPU进程监控 (PID, 类型, 显存使用, GPU使用率):"
            echo "$process_info" | tail -n +2 | while read line; do
                if [ -n "$line" ]; then
                    pid=$(echo "$line" | awk '{print $1}')
                    type=$(echo "$line" | awk '{print $2}')
                    mem=$(echo "$line" | awk '{print $3}')
                    sm=$(echo "$line" | awk '{print $4}')
                    echo "  PID: $pid, 类型: $type, 显存: ${mem}MB, GPU使用率: ${sm}%"
                fi
            done
        else
            echo "当前没有GPU进程运行"
        fi
    else
        echo "未检测到NVIDIA GPU或nvidia-smi工具"
    fi
    
    echo ""
}

# 获取传感器温度信息
get_sensor_info() {
    echo -e "${RED}>>> 传感器温度信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    if command -v sensors &> /dev/null; then
        sensors_output=$(sensors)
        echo "$sensors_output" | head -20
    else
        echo "未安装传感器工具(sensors)"
    fi
    
    echo ""
}

# 解析命令行参数
parse_args() {
    while [[ $# -gt 0 ]]; do
        case $1 in
            -c|--continuous)
                CONTINUOUS_MODE=true
                shift
                ;;
            -i|--interval)
                INTERVAL="$2"
                shift 2
                ;;
            -d|--duration)
                DURATION="$2"
                shift 2
                ;;
            -h|--help)
                show_help
                exit 0
                ;;
            *)
                echo "未知选项: $1"
                show_help
                exit 1
                ;;
        esac
    done
}

# 持续监控模式
continuous_monitor() {
    echo -e "${CYAN}开始持续监控模式${NC}"
    echo -e "${CYAN}监控间隔: ${INTERVAL}秒${NC}"
    if [ "$DURATION" -eq 0 ]; then
        echo -e "${CYAN}监控持续时间: 无限${NC}"
    else
        echo -e "${CYAN}监控持续时间: ${DURATION}秒${NC}"
    fi
    echo ""
    
    local start_timestamp=$(date +%s)
    local count=0
    
    while true; do
        local current_timestamp=$(date +%s)
        local elapsed=$((current_timestamp - start_timestamp))
        
        # 检查是否超过持续时间
        if [ "$DURATION" -ne 0 ] && [ "$elapsed" -ge "$DURATION" ]; then
            echo -e "${CYAN}监控时间已到，结束监控${NC}"
            break
        fi
        
        count=$((count + 1))
        echo -e "${CYAN}==== 监控轮次: $count (已运行: $elapsed 秒) ====${NC}"
        echo ""
        
        # 获取各项系统信息
        get_cpu_info
        get_memory_info
        get_disk_info
        get_gpu_info
        get_gpu_processes
        get_sensor_info
        
        echo ""
        echo "---------------------------------"
        echo ""
        
        # 等待指定间隔
        sleep "$INTERVAL"
    done
}

# 主函数
main() {
    parse_args "$@"
    
    show_header
    
    if [ "$CONTINUOUS_MODE" = true ]; then
        continuous_monitor
    else
        # 记录开始时间
        start_time=$(date)
        echo "监控开始时间: $start_time" | tee "$LOG_FILE"
        echo "" | tee -a "$LOG_FILE"
        
        # 获取各项系统信息
        {
            get_cpu_info
            get_memory_info
            get_disk_info
            get_gpu_info
            get_sensor_info
        } | tee -a "$LOG_FILE"
        
        # 记录结束时间
        end_time=$(date)
        echo "监控结束时间: $end_time" | tee -a "$LOG_FILE"
        
        echo ""
        echo -e "${CYAN}系统性能信息已保存到: $LOG_FILE${NC}"
    fi
}

# 运行主函数
main

综合分析：

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#!/bin/bash

TIMESTAMP=$(date +"%Y%m%d_%H%M%S")
OUTPUT_FILE="fixed_system_performance_${TIMESTAMP}.log"

# 函数：添加小节标题
print_section() {
    echo ""
    echo "$1"
    echo "==============================="
}

print_separator() {
    echo "#-#-#-#-#-#"
}

{
print_separator
echo "生成时间: $(date)"
print_separator

# 1. 系统基本信息
print_section "1. 系统基本信息"
echo "主机名: $(hostname)"
echo "内核版本: $(uname -r)"
echo "系统架构: $(uname -m)"
echo "系统版本:"
if [ -f /etc/os-release ]; then
    grep -E "(PRETTY_NAME|VERSION)" /etc/os-release
fi

# 2. 网络信息 - 获取本地服务器IP地址
print_section "2. 网络信息 (获取本地服务器IP地址)"
echo "参数说明:"
echo "  IP地址: 网络接口分配的Internet协议地址, 用于在网络中唯一标识设备"
echo ""
echo "本地IP地址:"
hostname -I 2>/dev/null || echo "  无法获取IP地址"
echo ""
echo "网络接口详细信息:"
ip addr show 2>/dev/null | grep -E "(^[0-9]|inet )"

# 3. CPU核心数量
print_section "3. CPU核心数量"
echo "参数说明:"
echo "  物理核心数: CPU芯片上实际的处理核心数量"
echo "  逻辑核心数: 操作系统能看到的核心数量（考虑超线程技术）"
echo "  在线核心数: 当前可用的核心数量"
echo ""
echo "CPU核心数量信息:"
echo "  物理核心数: $(lscpu | grep "Core(s) per socket" | awk '{print $4}')"
echo "  逻辑核心数: $(nproc)"
echo "  在线核心数: $(lscpu | grep "On-line CPU(s) list" | awk '{print $NF+1}')"
echo ""
echo "CPU拓扑结构:"
lscpu | grep -E "(Socket|Core|Thread)"

# 4. CPU使用情况详解
print_section "4. CPU使用情况详解"
echo "参数说明:"
echo "  %us (用户空间CPU占用百分比): 用户态进程消耗的CPU时间占比 百分比 (%)"
echo "  %sy (内核空间CPU占用百分比): 内核态进程消耗的CPU时间占比 百分比 (%)"
echo "  %ni (低优先级用户态CPU占用百分比): 改变过优先级的用户态进程消耗的CPU时间占比 百分比 (%)"
echo "  %id (空闲CPU百分比): CPU完全空闲的时间占比 百分比 (%)"
echo "  %wa (等待输入输出CPU百分比): CPU等待I/O操作完成的时间占比 百分比 (%)"
echo "  %hi (硬件中断CPU百分比): 处理硬件中断消耗的CPU时间占比 百分比 (%)" 
echo "  %si (软件中断CPU百分比): 处理软件中断消耗的CPU时间占比 百分比 (%)"
echo "  %st (虚拟机偷取时间百分比): 虚拟化环境中, 其他虚拟机占用的CPU时间占比 百分比 (%)"

echo ""
echo "当前CPU使用率 (1秒采样2次):"
# 使用更准确的方法获取CPU使用率
top -bn2 -d1 | grep "Cpu(s)" | tail -n 1 | awk '{
    # 提取各项指标
    gsub(/%us,/,"",$2); gsub(/%sy,/,"",$3); gsub(/%ni,/,"",$4); 
    gsub(/%id,/,"",$5); gsub(/%wa,/,"",$6); gsub(/%hi,/,"",$7); 
    gsub(/%si,/,"",$8); gsub(/%st/,"",$9);
    printf "  用户空间: %.2f%%\n  系统空间: %.2f%%\n  低优先级用户态: %.2f%%\n  空闲: %.2f%%\n  IO等待: %.2f%%\n  硬件中断: %.2f%%\n  软件中断: %.2f%%\n  虚拟机偷取: %.2f%%\n", 
    $2, $3, $4, $5, $6, $7, $8, $9
}' || iostat -c 1 2 | grep "avg-cpu" -A 1 | tail -n 1 | awk '{
    printf "  用户空间: %.2f%%\n  系统空间: %.2f%%\n  低优先级用户态: %.2f%%\n  空闲: %.2f%%\n  IO等待: %.2f%%\n  硬件中断: %.2f%%\n  软件中断: %.2f%%\n  虚拟机偷取: %.2f%%\n", 
    $1, $3, $2, $4, $5, $6, $7, $8
}'

echo ""
echo "各核心使用率详情:"
iostat -c 1 2 | grep "avg-cpu" -A 5 | tail -n 5

# 5. CPU上下文切换和中断次数
print_section "5. CPU上下文切换和中断次数"
echo "参数说明:"
echo "  ctxt (上下文切换次数): CPU从一个进程或线程切换到另一个进程或线程的总次数"
echo "  intr (中断次数): 系统启动后处理的硬件中断总次数"
echo "  processes (进程创建数): 系统启动后创建的进程总数"
echo ""
echo "上下文切换和中断统计:"
grep -E "ctxt|intr|processes" /proc/stat | while read line; do
    param=$(echo "$line" | awk '{print $1}')
    value=$(echo "$line" | awk '{print $2}')
    case "$param" in
        ctxt)     echo "  上下文切换次数: $value 次" ;;
        intr)     echo "  中断次数: $value 次" ;;
        processes) echo "  进程创建数: $value 个" ;;
    esac
done

# 6. 系统负载平均值
print_section "6. 系统负载平均值"
echo "参数说明:"
echo "  load average (负载平均值): 在特定时间间隔内系统运行队列中的平均进程数"
echo "  1分钟平均负载: 过去1分钟内的平均负载"
echo "  5分钟平均负载: 过去5分钟内的平均负载"
echo "  15分钟平均负载: 过去15分钟内的平均负载"
echo "  单位: 无单位数值, 通常与CPU核心数比较"
echo ""
echo "系统负载平均值:"
uptime | awk -F'load average:' '{print $2}' | awk '{printf "  1分钟负载: %s\n  5分钟负载: %s\n  15分钟负载: %s\n", $1, $2, $3}' | sed 's/,//g'
echo ""
echo "负载详细信息:"
cat /proc/loadavg | awk '{
    printf "  1分钟平均负载: %s\n  5分钟平均负载: %s\n  15分钟平均负载: %s\n  运行中/总进程数: %s\n  最近进程ID: %s\n", $1, $2, $3, $4, $5
}'

# 7. 任务队列信息
print_section "7. 任务队列信息 (就绪状态等待的进程数量)"
echo "参数说明:"
echo "  procs_running (运行中进程数): 当前在CPU上运行或等待运行的进程数"
echo "  procs_blocked (阻塞进程数): 当前等待I/O操作完成的进程数"
echo "  runq-sz (运行队列长度): 在内存中等待运行的进程队列长度"
echo ""
echo "任务队列统计:"
vmstat 1 2 | tail -n 1 | awk '{printf "  运行队列长度: %s 个进程\n  阻塞进程数: %s 个进程\n", $1, $2}'

# 8. 详细CPU统计信息
print_section "8. 详细CPU统计信息"
echo "CPU时间分配参数说明:"
echo "  cpu: 所有CPU核心的统计信息"
echo "  user: 用户态时间 (单位: jiffies)"
echo "  nice: 低优先级用户态时间 (单位: jiffies)"
echo "  system: 内核态时间 (单位: jiffies)"
echo "  idle: 空闲时间 (单位: jiffies)"
echo "  iowait: IO等待时间 (单位: jiffies)"
echo "  irq: 硬件中断时间 (单位: jiffies)"
echo "  softirq: 软件中断时间 (单位: jiffies)"
echo "  steal: 虚拟机偷取时间 (单位: jiffies)"
echo "  guest: 虚拟CPU为客户操作系统服务的时间 (单位: jiffies)"

echo "CPU时间分配:"
echo "字段  user  nice  system  idle  iowait  irq  softirq  steal  guest"
grep -E "^cpu " /proc/stat

# 9. I/O等待和队列信息
print_section "9. I/O等待和队列信息"
echo "I/O等待和队列统计信息:"
iostat 1 1 | grep -A 3 avg-cpu

# 10. 内存信息
print_section "10. 内存信息"
echo "参数说明:"
echo "  MemTotal (物理内存总量): 系统安装的物理内存总量 单位: KB (千字节)"
echo "  MemFree (空闲物理内存): 当前未被使用的物理内存量 单位: KB (千字节)"
echo "  MemAvailable (可用物理内存): 估计可被应用程序使用的内存量 单位: KB (千字节)"
echo "  SwapTotal (交换分区总大小): 交换分区的总大小 单位: KB (千字节)"
echo "  SwapFree (交换分区剩余大小): 交换分区中未被使用的大小 单位: KB (千字节)"
echo ""
echo "内存使用情况:"
free -h
echo ""
echo "内存详细信息:"
grep -E "MemTotal|MemFree|MemAvailable|SwapTotal|SwapFree" /proc/meminfo

# 11. 磁盘信息详解
print_section "11. 磁盘信息详解"
echo "磁盘参数说明:"
echo "  Filesystem: 文件系统类型和设备路径"
echo "  Size: 分区总大小"
echo "  Used: 已使用空间大小"
echo "  Avail: 可用空间大小"
echo "  Use%: 空间使用百分比"
echo "  Mounted on: 挂载点"
echo ""
echo "磁盘使用情况:"
df -h | grep -E "(Filesystem|/dev/)"
echo ""
echo "磁盘I/O统计参数说明:"
echo "  rrqm/s: 每秒合并的读请求数"
echo "  wrqm/s: 每秒合并的写请求数"
echo "  r/s: 每秒完成的读请求数"
echo "  w/s: 每秒完成的写请求数"
echo "  rMB/s: 每秒读取的兆字节数"
echo "  wMB/s: 每秒写入的兆字节数"
echo "  avgrq-sz: 平均请求大小(扇区)"
echo "  avgqu-sz: 平均队列长度"
echo "  await: 平均等待时间(毫秒)"
echo "  r_await: 读请求平均等待时间(毫秒)"
echo "  w_await: 写请求平均等待时间(毫秒)"
echo "  svctm: 平均服务时间(毫秒)"
echo "  %util: 设备使用百分比"
echo ""
echo "磁盘I/O统计:"
# 获取磁盘I/O统计信息，排除loop设备
iostat -x 1 2 | grep -v "loop" | grep -E "(Device|sd|nvme)"

# 12. 系统温度信息
print_section "12. 系统温度信息"
echo "参数说明:"
echo "  CPU温度: 处理器核心的当前温度"
echo "  主板温度: 主板芯片组的当前温度"
echo ""
echo "硬件温度传感器信息:"
if command -v sensors >/dev/null 2>&1; then
    sensors 2>/dev/null
else
    echo "  未安装lm-sensors工具, 无法获取温度信息"
    echo "  安装命令: sudo apt-get install lm-sensors && sudo sensors-detect"
fi

# 13. CPU详细信息
print_section "13. CPU详细信息"
echo "CPU型号和频率信息:"
lscpu | grep -E "(Model name|CPU.*MHz)"

# 14. 进程信息
print_section "14. 进程信息"
echo "参数说明:"
echo "  R (Running): 正在运行或可运行的进程"
echo "  S (Sleeping): 可中断睡眠的进程"
echo "  D (Uninterruptible Sleep): 不可中断睡眠的进程"
echo "  T (Stopped): 停止或被追踪的进程"
echo "  Z (Zombie): 僵尸进程"
echo ""
echo "进程状态统计:"
ps aux | awk 'NR>1 {print $8}' | sort | uniq -c | while read count state; do
    echo "  状态 $state: $count 个进程"
done | sort -k4 -n -r
echo ""
echo "占用CPU最高的5个进程:"
ps aux --sort=-%cpu | head -n 6 | awk '{printf "  %-8s %-8s %-6s %-6s %s\n", $1, $2, $3, $4, $11}'

# 15. 网络连接信息
print_section "15. 网络连接信息"
echo "网络连接统计:"
ss -s 2>/dev/null || echo "  无法获取网络连接统计信息"

# 16. 系统运行时间
print_section "16. 系统运行时间"
echo "系统启动时间:"
echo "  系统启动于: $(uptime -s)"
echo "系统运行时间:"
uptime -p

print_separator
echo "修复版系统性能监控完成"
echo "报告已保存到: $OUTPUT_FILE"
print_separator

echo ""
echo "注意: 如果某些部分显示为空或错误信息，请确保已安装相应的工具:"
echo "  - lm-sensors: 用于温度监控 (sudo apt install lm-sensors)"
echo "  - sysstat: 用于iostat等命令 (sudo apt install sysstat)"
echo "  - iproute2: 用于网络信息 (通常默认安装)"

} > "$OUTPUT_FILE"
echo "报告已保存到: $OUTPUT_FILE"

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#!/bin/bash

# GPU带宽监控脚本
# 用于监控CPU到GPU的数据传输和带宽占用情况

# 颜色定义
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[1;33m'
BLUE='\033[0;34m'
PURPLE='\033[0;35m'
CYAN='\033[0;36m'
NC='\033[0m' # No Color

# 显示标题
show_header() {
    clear
    echo -e "${CYAN}=================================${NC}"
    echo -e "${CYAN}   GPU带宽监控脚本${NC}"
    echo -e "${CYAN}=================================${NC}"
    echo ""
}

# 检查是否安装了nvidia-smi
check_nvidia_smi() {
    if ! command -v nvidia-smi &> /dev/null; then
        echo -e "${RED}错误: 未找到nvidia-smi命令，请确保已安装NVIDIA驱动${NC}"
        exit 1
    fi
}

# 获取GPU带宽信息
get_gpu_bandwidth_info() {
    echo -e "${PURPLE}>>> GPU带宽信息${NC}"
    echo "---------------------------------"
    
    # 获取GPU信息
    gpu_info=$(nvidia-smi --query-gpu=name,pci.bus_id,utilization.gpu,utilization.memory,memory.used,memory.total,temperature.gpu,pcie.link.gen.current,pcie.link.width.current --format=csv,noheader,nounits)
    
    gpu_name=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f1 | xargs)
    gpu_bus_id=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f2 | xargs)
    gpu_util=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f3 | xargs)
    mem_util=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f4 | xargs)
    gpu_mem_used=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f5 | xargs)
    gpu_mem_total=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f6 | xargs)
    gpu_temp=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f7 | xargs)
    pcie_gen_current=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f8 | xargs)
    pcie_width_current=$(echo $gpu_info | cut -d',' -f9 | xargs)
    
    echo "GPU型号: $gpu_name"
    echo "GPU总线ID: $gpu_bus_id"
    echo "GPU使用率: $gpu_util%"
    echo "显存使用率: $mem_util%"
    echo "显存使用: ${gpu_mem_used}MB / ${gpu_mem_total}MB"
    echo "GPU温度: $gpu_temp°C"
    echo "PCIe链路: Gen $pcie_gen_current x$pcie_width_current"
    
    # 计算理论带宽 (GB/s)
    # Gen1 = 250 MB/s 每通道, Gen2 = 500 MB/s 每通道, Gen3 = 1 GB/s 每通道, Gen4 = 2 GB/s 每通道
    case $pcie_gen_current in
        1) pcie_bandwidth_per_lane=0.25 ;;
        2) pcie_bandwidth_per_lane=0.5 ;;
        3) pcie_bandwidth_per_lane=1.0 ;;
        4) pcie_bandwidth_per_lane=2.0 ;;
        *) pcie_bandwidth_per_lane=0.25 ;;
    esac
    
    # 全双工带宽 (发送+接收)
    pcie_current_bandwidth=$(echo "$pcie_bandwidth_per_lane * $pcie_width_current * 2" | bc -l)
    pcie_current_bandwidth=$(printf "%.2f" $pcie_current_bandwidth)
    
    echo "理论带宽: ${pcie_current_bandwidth} GB/s"
    
    # 估算实际带宽使用情况
    # 基于GPU使用率和显存使用率进行估算
    estimated_bandwidth=$(echo "$pcie_current_bandwidth * $gpu_util / 100" | bc -l)
    estimated_bandwidth=$(printf "%.2f" $estimated_bandwidth)
    
    echo "估算实际带宽使用: ${estimated_bandwidth} GB/s"
    echo "估算带宽占用率: $gpu_util%"
    
    # 显存带宽估算
    echo ""
    echo -e "${BLUE}>>> 显存带宽估算${NC}"
    echo "---------------------------------"
    mem_bandwidth_used=$(echo "$pcie_current_bandwidth * $mem_util / 100" | bc -l)
    mem_bandwidth_used=$(printf "%.2f" $mem_bandwidth_used)
    echo "显存带宽使用: ${mem_bandwidth_used} GB/s"
    echo "显存带宽占用率: $mem_util%"
    
    echo ""
}

# 持续监控模式
continuous_monitor() {
    echo -e "${YELLOW}按 Ctrl+C 停止监控${NC}"
    echo ""
    
    while true; do
        show_header
        get_gpu_bandwidth_info
        echo -e "${YELLOW}刷新时间: $(date)${NC}"
        sleep 2
    done
}

# 显示帮助信息
show_help() {
    echo "GPU带宽监控脚本"
    echo ""
    echo "用法: $0 [选项]"
    echo ""
    echo "选项:"
    echo "  -c, --continuous    持续监控模式"
    echo "  -h, --help          显示此帮助信息"
    echo ""
    echo "说明:"
    echo "  该脚本用于监控GPU的带宽使用情况，包括理论带宽和估算的实际带宽使用。"
    echo "  估算值基于GPU使用率和显存使用率计算得出。"
}

# 主函数
main() {
    check_nvidia_smi
    
    case "$1" in
        -c|--continuous)
            continuous_monitor
            ;;
        -h|--help)
            show_help
            ;;
        *)
            show_header
            get_gpu_bandwidth_info
            echo -e "${YELLOW}刷新时间: $(date)${NC}"
            ;;
    esac
}

# 运行主函数
main "$@"

tag:

    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

      jsonContent:
    meta: false
    pages: false
    posts:
      title: true
      date: true
      path: true
      text: false
      raw: false
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      updated: false
      comments: false
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      tags: true

继续努力<br>只做了一点微小的工作<br>谢谢大家<br>欢迎您给我发邮件沟通交流<br>ctysimple@qq.com<br>微信：CHENTY4869