liunx-top详解分析

2017-01-13 11:26
  • TOP命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况。
  • TOP是一个动态显示过程,即可以通过用户按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台,直到用户终止该程序为止.比较准确的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间对任务进行排序；而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定.
top - 12:38:33 up 50 days, 23:15,  7 users,  load average: 60.58, 61.14, 61.22
Tasks: 203 total,  60 running, 139 sleeping,   4 stopped,   0 zombie
Cpu(s)  : 27.0%us, 73.0%sy,  0.0%ni,  0.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   1939780k total,  1375280k used,   564500k free,   109680k buffers
Swap:  4401800k total,   497456k used,  3904344k free,   848712k cached
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                
 4338 oracle    25   0  627m 209m 207m R    0 11.0 297:14.76 oracle                                
 4267 oracle    25   0  626m 144m 143m R    6  7.6  89:16.62 oracle                                
 3458 oracle    25   0  672m 133m 124m R    0  7.1   1283:08 oracle                                
 3478 oracle    25   0  672m 124m 115m R    0  6.6   1272:30 oracle

TOP前七行统计信息

第一行是任务队列信息 同 uptime 命令的执行结果:

[root@localhost ~]# uptime
 13:22:30 up 8 min,  4 users,  load average: 0.14, 0.38, 0.25
  • 12:38:33 当前时间
  • up 50days 系统运行时间，格式为时:分
  • 1 user 当前登录用户数
  • load average: 0.06, 0.60, 0.48 系统负载，即任务队列的平均长度。 三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。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、三行为进程和CPU的信息
当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行。内容如下:

  • Tasks: 29 total 进程总数
  • 1 running 正在运行的进程数
  • 28 sleeping 睡眠的进程数
  • 0 stopped 停止的进程数
  • 0 zombie 僵尸进程数
  • Cpu(s): 0.3% us 用户空间占用CPU百分比
  • 27.0% us 用户空间占用CPU的百分比
  • 1.0% sy 内核空间占用CPU百分比
  • 0.0% ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
  • 98.7% id 空闲CPU百分比
  • 0.0% wa 等待输入输出的CPU时间百分比
  • 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

第四五行为内存信息

  • Mem: 191272k total 物理内存总量
  • 173656k used 使用的物理内存总量
  • 17616k free 空闲内存总量
  • 22052k buffers 用作内核缓存的内存量

  • Swap: 192772k total 交换区总量

    • 虚拟内存则是虚拟出来的、使用磁盘代替内存。虚拟内存的出现，让机器内存不够的情况得到部分解决。当程序运行起来由操作系统做具体虚拟内存到物理内存的替换和加载(相应的页与段的虚拟内存管理)。这里的虚拟内存即所谓的swap。
    • 当物理内存使用完或者达到一定比例之后，我们可以使用swap做临时的内存使用。当物理内存和swap都被使用完那么就会出错，out of memory
    • 可以通过调整参数进行修改cat /proc/sys/vm/swappiness 该参数可以从0-100进行设置。0就是最大限度使用内存，尽量不使用swap；100就是积极使用swap

  • 0k used 使用的交换区总量

  • 192772k free 空闲交换区总量

  • 123988k cached 缓冲的交换区总量。 内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖， 该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。

第六空行

第七行 进程信息

  • PID 进程id
  • PPID 父进程id
  • RUSER Real user name
  • UID 进程所有者的用户id
  • USER 进程所有者的用户名
  • GROUP 进程所有者的组名
  • TTY 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
  • PR 优先级
  • NI nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
  • P 最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
  • %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
  • TIME 进程使用的CPU时间总计，单位秒
  • TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
  • %MEM 进程使用的物理内存百分比
  • VIRT 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
  • SWAP 进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。
  • RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小（真实使用的内存），单位kb。RES=CODE+DATA
  • CODE 可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
  • DATA 可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
  • SHR 共享内存大小，单位kb
  • nFLT 页面错误次数
  • nDRT 最后一次写入到现在，被修改过的页面数。

  • 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

  • COMMAND 命令名/命令行

  • WCHAN 若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名

  • Flags 任务标志，参考 sched.h

实例

分析内存使用情况

  • 如按下top看到第四行内存状态
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。

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 - 19:12:22 up 2 min,  2 users,  load average: 0.62, 0.51, 0.21
Tasks: 247 total,   2 running, 245 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  1.4 us,  0.7 sy,  0.0 ni, 97.6 id,  0.3 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem:   1000056 total,   919056 used,    81000 free,    34616 buffers
KiB Swap:  1046524 total,       80 used,  1046444 free.   274584 cached Mem

我自己的虚拟机应是单cpu，所以显示的是cpu0。top查看的cpu实际上是逻辑cpu个数.说下物理cpu,逻辑cpu,cpu核数的关系

  • 物理CPU.实际Server中插槽上的CPU个数,物理cpu数量，可以数不重复的 physical id 有几个 
#cat /proc/cpuinfo |grep "physical id"|sort |uniq|wc -l
  • 逻辑cpu.Linux用户对 /proc/cpuinfo 这个文件肯定不陌生. 它是用来存储cpu硬件信息的信息内容分别列出了processor 0 – n 的规格。这里需要注意，如果你认为n就是真实的cpu数的话, 就大错特错了一般情况，我们认为一颗cpu可以有多核，加上intel的超线程技术(HT), 可以在逻辑上再分一倍数量的cpu core出来逻辑CPU数量=物理cpu数量 x cpu cores 这个规格值 x 2(如果支持并开启ht)
#cat /proc/cpuinfo |grep "processor"|wc -l
  • CPU核数.一块CPU上面能处理数据的芯片组的数量、比如现在的i5 760,是双核心四线程的CPU、而 i5 2250 是四核心四线程的CPU.一般来说，物理CPU个数×每颗核数就应该等于逻辑CPU的个数，如果不相等的话，则表示服务器的CPU支持超线程技术 
#cat /proc/cpuinfo |grep "cores"|uniq

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视图中进程ID为XXX的进程排在第一（cpu占用100%）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：

  • 敲击键盘“b”（打开/关闭加亮效果），top的视图变化如下

  • 我们发现进程id为2746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。

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