Jak czytać informacje z pliku /proc/vmstat w systemie Linux

System Linux udostępnia ogromną ilość informacji diagnostycznych poprzez wirtualny system plików /proc. Jednym z mniej znanych, ale bardzo wartościowych źródeł danych o stanie pamięci jest plik /proc/vmstat. Zawiera on szczegółowe statystyki dotyczące zarządzania pamięcią w jądrze (ang. kernelu) Linux, które mogą być niezwykle przydatne przy analizie wydajności, debugowaniu problemów oraz optymalizacji systemu.

W tym artykule pokażę, czym jest /proc/vmstat, jak interpretować jego zawartość oraz na które pola warto zwrócić szczególną uwagę.

Czym jest /proc/vmstat?

Plik /proc/vmstat to interfejs tekstowy dostarczający statystyk związanych z pamięcią wirtualną (Virtual Memory – VM). Dane w nim zawarte pochodzą bezpośrednio z jądra systemu i są aktualizowane w czasie rzeczywistym.

Możesz go wyświetlić prostym poleceniem:

cat /proc/vmstat

Otrzymasz listę par klucz wartość, np.:

pgpgin 123456
pgpgout 654321
pswpin 10
pswpout 20
pgfault 987654
pgmajfault 123

Każda linia reprezentuje konkretną statystykę.

Jak interpretować dane?

Najważniejsze jest zrozumienie, że:

• większość wartości to liczniki rosnące (counters) od momentu uruchomienia systemu
• nie są to wartości chwilowe, lecz skumulowane
• aby analizować zachowanie systemu, często porównuje się różnice w czasie

Przykład:

watch -n 1 cat /proc/vmstat

lub lepiej:

grep -E "pgfault|pgmajfault" /proc/vmstat

Kluczowe metryki w /proc/vmstat

1. Operacje wejścia/wyjścia pamięci

• pgpgin – liczba stron pamięci wczytanych z dysku
• pgpgout – liczba stron zapisanych na dysk

Interpretacja:

• wysokie wartości mogą oznaczać intensywne użycie swapu lub operacje I/O

2. Swap

• pswpin – liczba stron załadowanych ze swapu
• pswpout – liczba stron zapisanych do swapu

Interpretacja:

• jeśli pswpout rośnie szybko → system zaczyna brakować RAM
• jeśli pswpin rośnie → procesy są przywracane ze swapu (może powodować spowolnienia)

3. Błędy stron (Page Faults)

• pgfault – liczba wszystkich błędów stron
• pgmajfault – liczba poważnych błędów stron (major faults)

Różnica:

• minor fault – strona jest w pamięci, ale trzeba ją zmapować
• major fault – strona musi zostać wczytana z dysku

Interpretacja:

• wysoki pgmajfault → potencjalny problem z wydajnością

4. Zarządzanie pamięcią

• nr_free_pages – liczba wolnych stron
• nr_inactive_anon – nieaktywna pamięć anonimowa
• nr_active_anon – aktywna pamięć anonimowa
• nr_inactive_file – nieaktywna pamięć plików
• nr_active_file – aktywna pamięć plików

Interpretacja:

• pozwala zrozumieć, jak kernel zarządza cache i pamięcią procesów

5. Reclaim i praca kswapd

• pgscan_kswapd – liczba skanowanych stron przez kswapd
• pgscan_direct – liczba skanowań bezpośrednich (direct reclaim)
• pgsteal – liczba odzyskanych stron

Interpretacja:

• wysoki pgscan_direct → procesy same muszą zwalniać pamięć (zły znak)
• wysoka aktywność kswapd → system pod presją pamięci

6. Alokacje i zwolnienia

• pgalloc_* – liczba alokowanych stron (zależna od strefy)
• pgfree – liczba zwolnionych stron

Interpretacja:

• dynamiczne zmiany wskazują na intensywne użycie pamięci

7. NUMA (jeśli dostępne)

W systemach NUMA pojawią się dodatkowe pola:

• numa_hit
• numa_miss
• numa_foreign

Interpretacja:

• pomagają analizować lokalność pamięci

Praktyczne przykłady użycia

Monitorowanie swapu w czasie rzeczywistym

watch -n 1 "grep pswp /proc/vmstat"

Jeśli wartości rosną:

• system zaczyna używać swapu → warto sprawdzić RAM

Analiza problemów wydajnościowych

Sprawdź:

grep -E "pgmajfault|pswpout|pgscan_direct" /proc/vmstat

Jeśli:

• pgmajfault rośnie szybko
• pswpout rośnie
• pgscan_direct > 0

→ masz klasyczny problem z niedoborem pamięci

Obliczanie przyrostów

Możesz napisać prosty skrypt:

#!/bin/bash

prev=$(grep pgfault /proc/vmstat | awk '{print $2}')
sleep 1
curr=$(grep pgfault /proc/vmstat | awk '{print $2}')

echo "Page faults per second: $((curr - prev))"

Wskazówki i dobre praktyki

1. Nie patrz na pojedynczy odczyt

Zawsze analizuj zmiany w czasie.

2. Łącz z innymi narzędziami

/proc/vmstat najlepiej używać razem z:

• top
• htop
• vmstat
• sar

3. Znaj kontekst systemu

Wysokie wartości nie zawsze oznaczają problem:

• serwer cache → dużo pgpgin/pgpgout to norma
• baza danych → dużo page faultów

/proc/vmstat vs vmstat (narzędzie)

Polecenie vmstat korzysta z tych samych danych, ale prezentuje je w uproszczonej formie.

Różnica:

Podsumowanie

Plik /proc/vmstat to potężne narzędzie do analizy zachowania pamięci w systemie Linux. Choć na pierwszy rzut oka wygląda jak zbiór tajemniczych liczników, po zrozumieniu kilku kluczowych metryk staje się niezwykle użyteczny.

Najważniejsze rzeczy, które warto zapamiętać:

• to liczniki rosnące – analizuj różnice w czasie
• pgmajfault i pswpout to kluczowe wskaźniki problemów
• pgscan_direct sugeruje presję pamięci
• zawsze interpretuj dane w kontekście aplikacji i systemu

Jeśli zajmujesz się administracją systemów, optymalizacją wydajności lub debuggingiem – /proc/vmstat powinien znaleźć się w Twoim zestawie narzędzi.