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曹兆领的博客

有志者事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚!

 
 
 

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linux top 分析  

2016-04-23 16:31:25|  分类: Linux |  标签: |举报 |字号 订阅

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top命令经常用来监控linux的系统状况,比如cpu、内存的使用,程序员基本都知道这个命令,但比较奇怪的是能用好它的人却很少,例如top监控视图中内存数值的含义就有不少的曲解。

本文通过一个运行中的WEB服务器的top监控截图,讲述top视图中的各种数据的含义,还包括视图中各进程(任务)的字段的排序。

top进入视图

top视图 01

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top视图 01
【top视图 01】是刚进入top的基本视图,我们来结合这个视图讲解各个数据的含义。


第一行:
10:01:23 — 当前系统时间
126 days, 14:29 — 系统已经运行了126天14小时29分钟(在这期间没有重启过)
2 users — 当前有2个用户登录系统
load average: 1.15, 1.42, 1.44 — load average后面的三个数分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。

load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数,然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量,结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。

第二行:
Tasks — 任务(进程),系统现在共有183个进程,其中处于运行中的有1个,182个在休眠(sleep),stoped状态的有0个,zombie状态(僵尸)的有0个。


第三行:cpu状态
6.7% us — 用户空间占用CPU的百分比。
0.4% sy — 内核空间占用CPU的百分比。
0.0% ni — 改变过优先级的进程占用CPU的百分比
92.9% id — 空闲CPU百分比
0.0% wa — IO等待占用CPU的百分比
0.0% hi — 硬中断(Hardware IRQ)占用CPU的百分比
0.0% si — 软中断(Software Interrupts)占用CPU的百分比

在这里CPU的使用比率和windows概念不同,如果你不理解用户空间和内核空间,需要充充电了。

第四行:内存状态
8306544k total — 物理内存总量(8GB)
7775876k used — 使用中的内存总量(7.7GB)
530668k free — 空闲内存总量(530M)
79236k buffers — 缓存的内存量 (79M)


第五行:swap交换分区
2031608k total — 交换区总量(2GB)
2556k used — 使用的交换区总量(2.5M)
2029052k free — 空闲交换区总量(2GB)
4231276k cached — 缓冲的交换区总量(4GB)

这里要说明的是不能用windows的内存概念理解这些数据,如果按windows的方式此台服务器“危矣”:8G的内存总量只剩下530M的可用内存。Linux的内存管理有其特殊性,复杂点需要一本书来说明,这里只是简单说点和我们传统概念(windows)的不同。

第四行中使用中的内存总量(used)指的是现在系统内核控制的内存数,空闲内存总量(free)是内核还未纳入其管控范围的数量。纳入内核管理的内存不见得都在使用中,还包括过去使用过的现在可以被重复利用的内存,内核并不把这些可被重新使用的内存交还到free中去,因此在linux上free内存会越来越少,但不用为此担心。

如果出于习惯去计算可用内存数,这里有个近似的计算公式:第四行的free + 第四行的buffers + 第五行的cached,按这个公式此台服务器的可用内存:530668+79236+4231276 = 4.7GB。

对于内存监控,在top里我们要时刻监控第五行swap交换分区的used,如果这个数值在不断的变化,说明内核在不断进行内存和swap的数据交换,这是真正的内存不够用了。


第六行是空行


第七行以下:各进程(任务)的状态监控
PID — 进程id
USER — 进程所有者
PR — 进程优先级
NI — nice值。负值表示高优先级,正值表示低优先级
VIRT — 进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES — 进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA
SHR — 共享内存大小,单位kb
S — 进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程
%CPU — 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM — 进程使用的物理内存百分比
TIME+ — 进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒
COMMAND — 进程名称(命令名/命令行)

多U多核CPU监控
在top基本视图中,按键盘数字“1”,可监控每个逻辑CPU的状况:

top视图 02

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top视图 02

观察上图,服务器有16个逻辑CPU,实际上是4个物理CPU。

进程字段排序
默认进入top时,各进程是按照CPU的占用量来排序的,在【top视图 01】中进程ID为14210的java进程排在第一(cpu占用100%),进程ID为14183的java进程排在第二(cpu占用12%)。可通过键盘指令来改变排序字段,比如想监控哪个进程占用MEM最多,我一般的使用方法如下:

1. 敲击键盘“b”(打开/关闭加亮效果),top的视图变化如下:

top视图 03

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top视图 03

我们发现进程id为10704的“top”进程被加亮了,top进程就是视图第二行显示的唯一的运行态(runing)的那个进程,可以通过敲击“y”键关闭或打开运行态进程的加亮效果。

2. 敲击键盘“x”(打开/关闭排序列的加亮效果),top的视图变化如下:

top视图 04

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top视图 04

可以看到,top默认的排序列是“%CPU”。

3. 通过”shift + >”或”shift + <”可以向右或左改变排序列,下图是按一次”shift + >”的效果图:

top视图 05

top视图 05

视图现在已经按照%MEM来排序了。

改变进程显示字段

1. 敲击“f”键,top进入另一个视图,在这里可以编排基本视图中的显示字段:

top视图 06

top视图 06

这里列出了所有可在top基本视图中显示的进程字段,有”*”并且标注为大写字母的字段是可显示的,没有”*”并且是小写字母的字段是不显示的。如果要在基本视图中显示“CODE”和“DATA”两个字段,可以通过敲击“r”和“s”键:

top视图 07

top视图 07

2. “回车”返回基本视图,可以看到多了“CODE”和“DATA”两个字段:

top视图 08

top视图 08

top命令的补充
top命令是Linux上进行系统监控的首选命令,但有时候却达不到我们的要求,比如当前这台服务器,top监控有很大的局限性。这台服务器运行着websphere集群,有两个节点服务,就是【top视图 01】中的老大、老二两个java进程,top命令的监控最小单位是进程,所以看不到我关心的java线程数和客户连接数,而这两个指标是java的web服务非常重要的指标,通常我用ps和netstate两个命令来补充top的不足。


监控java线程数:
ps -eLf | grep java | wc -l


监控网络客户连接数:
netstat -n | grep tcp | grep 侦听端口 | wc -l

上面两个命令,可改动grep的参数,来达到更细致的监控要求。
在Linux系统“一切都是文件”的思想贯彻指导下,所有进程的运行状态都可以用文件来获取。系统根目录/proc中,每一个数字子目录的名字都是运行中的进程的PID,进入任一个进程目录,可通过其中文件或目录来观察进程的各项运行指标,例如task目录就是用来描述进程中线程的,因此也可以通过下面的方法获取某进程中运行中的线程数量(PID指的是进程ID):

ls /proc/PID/task | wc -l

在linux中还有一个命令pmap,来输出进程内存的状况,可以用来分析线程堆栈:

pmap PID
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