liunx之:top命令解释

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
【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。

复制代码 代码如下:

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。

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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。

 

复制代码 代码如下:

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。

复制代码 代码如下:

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)

 

复制代码 代码如下:

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。

复制代码 代码如下:

第六行是空行

 

复制代码 代码如下:

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

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

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

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

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

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

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 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。

复制代码 代码如下:

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

 

复制代码 代码如下:

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):

复制代码 代码如下:

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:

复制代码 代码如下:


pmap PID