图解CentOS下top命令的使用

Linux就该这么学
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。
 
 第一行:
 13:42:59 当前系统时间
 6 days, 9:29 系统已经运行了6天6小时29分钟(在这期间没有重启过)
 3 users 当前有3个用户登录系统
 load average: 3.06,3.01, 1.79 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131个进程,其中处于运行中的有3个,127个在休眠(sleep),stoped状态的有0个,zombie状态(僵尸)的有1个。
  
第三行:cpu状态
 10.6% us 用户空间占用CPU的百分比。
 2.2% 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
 84.5% id 空闲CPU百分比
 2.5% wa IO等待占用CPU的百分比
 0.1% 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
 8300124k total 物理内存总量(8GB)
 5979476k used 使用中的内存总量(5.7GB)
 2320648k free 空闲内存总量(2.2G)
 455544k buffers 缓存的内存量 (434M)
  
第五行:swap交换分区
8193108k total 交换区总量(8GB)
 41568k used 使用的交换区总量(40.6M)
 8151540k free 空闲交换区总量(8GB)
 4217456k 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: 2320648+455544 +4217456 = 6.6GB。
  
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
观察上图,服务器有4个逻辑CPU,实际上是1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3527的mysqld进程排在第一(cpu占用2%),进程ID为26955的java进程排在第二(cpu占用1%)。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20517的top进程被加亮了,一般为运行状态(runing)的进程才被加亮,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,top命令的监控最小单位是进程,所以看不到程序的线程数和客户连接数,通常可以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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