使用top查看进程和系统负载信息

使用top命令,可以查看正在运行的进程和系统负载信息,包括cpu负载、内存使用、各个进程所占系统资源等,下面我们来学习top命令的具体使用方法。

 

默认输出

top命令的默认输出如下:

top - 08:27:48 up 21:43,  2 users,  load average: 1.48, 1.47, 1.39
Tasks: 228 total, 2 running, 226 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.1%us, 2.5%sy, 0.0%ni, 97.2%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.2%si, 0.0%st
Mem: 15945M total, 1726M used, 14219M free, 48M buffers
Swap: 8197M total, 0M used, 8197M free, 1196M cached

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
22 root 20 0 0 0 0 R 1.9 0.0 60:23.34 ksoftirqd/9
8689 root 20 0 273m 67m 11m S 0.0 0.4 2:04.01 java
11058 root 39 19 0 0 0 S 0.0 0.0 1:45.68 kipmi0
11771 root -98 0 20388 19m 7256 S 0.0 0.1 0:16.06 had
3 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 migration/0

 

以上输出上下分成两部分,上半部分显示了整体系统负载情况,各行含义如下:

top一行:从左到右依次为当前系统时间,系统运行的时间,系统在之前1min、5min和15min内cpu的平均负载值

Tasks一行:该行给出进程整体的统计信息,包括统计周期内进程总数、运行状态进程数、休眠状态进程数、停止状态进程数和僵死状态进程数

Cpu(s)一行:cpu整体统计信息,包括用户态下进程、系统态下进程占用cpu时间比,nice值大于0的进程在用户态下占用cpu时间比,cpu处于idle状态、wait状态的时间比,以及处理硬中断、软中断的时间比

Mem一行:该行提供了内存统计信息,包括物理内存总量、已用内存、空闲内存以及用作缓冲区的内存量

Swap一行:虚存统计信息,包括交换空间总量、已用交换区大小、空闲交换区大小以及用作缓存的交换空间大小

 

下半部分显示了各个进程的运行情况,各列含义如下:

  • PID: 进程pid
  • USER: 拉起进程的用户
  • PR: 该列值加100为进程优先级,若优先级小于100,则该进程为实时(real-time)进程,否则 为普通(normal)进程,实时进程的优先级更高,更容易获得cpu调度,以上输出结果中,java进程优先级为120,是普通进程,had进程优先级 为2,为实时进程,migration 进程的优先级RT对应于0,为最高优先级
  • NI: 进程的nice优先级值,该列中,实时进程的nice值为0,普通进程的nice值范围为-20~19
  • VIRT: 进程所占虚拟内存大小(默认单位kB)
  • RES: 进程所占物理内存大小(默认单位kB)
  • SHR: 进程所占共享内存大小(默认单位kB)
  • S: 进程的运行状态
  • %CPU: 采样周期内进程所占cpu百分比
  • %MEM: 采样周期内进程所占内存百分比
  • TIME+: 进程使用的cpu时间总计
  • COMMAND: 拉起进程的命令

 

top命令默认输出提供了很多信息,为获取我们关注的信息,可以使用top命令选项,也可以在top运行中使用快捷键过滤输出信息、根据cpu使用率等值对进程进行排序,下面给出具体使用例子。

 

对输出结果进行排序

top输出的下半部分有很多进程信息列,我们可以根据这些列对进程输出进行排序,默认情况下根据cpu使用率对进程排序。在top命令执行时,按”O”,可以看到排序项以及相应的按键:

Current Sort Field:  K  for window 1:Def
Select sort field via field letter, type any other key to return

a: PID = Process Id
b: PPID = Parent Process Pid
c: RUSER = Real user name
d: UID = User Id
……

各项默认以从大到小排序,top运行中,按”R”可反向显示输出结果。

 

显示特定用户相关进程

在top运行时,按”u”快捷键,可以过滤出特定用户拉起的进程:

Which user (blank for all): sshusr
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
15561 sshusr 20 0 3700 356 276 R 8.3 0.0 5:26.05 a.out
15492 sshusr 20 0 81932 1868 1088 S 0.0 0.0 0:00.00 sash
15493 sshusr 20 0 13840 2872 1580 S 0.0 0.0 0:00.04 bash

执行top命令时,使用”top -u sshusr”可以起到相同效果。

 

显示特定进程

执行top时,使用”-p”选项可以指定要显示的进程:

# top -p 15561,15492
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
15561 sshusr 20 0 3700 356 276 R 8.3 0.0 49:03.57 a.out
15492 sshusr 20 0 81932 1868 1088 S 0.0 0.0 0:00.00 sshd

 

显示所有cpu核使用情况

默认情况下,top上半部分资源负载信息中,显示的是cpu整体的使用情况:

top - 10:33:33 up 23:49,  7 users,  load average: 2.02, 2.12, 2.17
Tasks: 259 total, 3 running, 256 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 8.5%us, 2.4%sy, 0.0%ni, 88.9%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.3%si, 0.0%st

按数字”1”快捷键,可以开启/关闭显示各个cpu核的信息:

Cpu0  :  0.0%us,  0.3%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu1 : 0.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni,100.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Cpu2 : 0.3%us, 0.0%sy, 0.0%ni, 99.7%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Cpu3 :100.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni, 0.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st

 

更改top命令显示频率

默认情况下,top命令以3秒的频率更新输出结果,top命令执行时,按”d”可以更新top更新频率:

Change delay from 3.0 to: 1
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
15561 sshusr 20 0 3700 356 276 R 8.2 0.0 65:53.58 a.out
26 root 20 0 0 0 0 R 2.8 0.0 106:13.28 ksoftirqd/11

执行top命令时,使用”-d”选项也可以指定top输出跟新频率。另外,按空格键,可以手动更新输出。

 

显示命令的全路径和参数

top运行时,按”c”快捷键,将显示命令的全路径以及命令参数:

15561 sshusr    20   0  3700  356  276 R  8.3  0.0  73:40.02 ./a.out
11088 root 20 0 220m 7196 3000 S 0.5 0.0 78:48.42 /opt/HPI/HPI_ALARM/runHpiAlarm
11974 root 20 0 9252 3244 1844 S 0.0 0.0 0:51.01 /opt/VRTSvcs/bin/HostMonitor -type HostMonitor -agdir /

 

指定显示的进程数目

top默认依据窗口大小显示进程数,有时我们对进程排序后,只想关注排在前面的几个进程,使用”-n”快捷键可以达到目的:

Maximum tasks = 0, change to (0 is unlimited): 2
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
4 root 20 0 0 0 0 R 2.1 0.0 25:27.25 ksoftirqd/0
11088 root 20 0 220m 7196 3000 S 0.7 0.0 80:17.93 runHpiAlarm

 

在top中向进程发送信号

top运行时,按”k”快捷键,可向指定进程发送信号,默认信号为SIGTERM,该信号可中止进程:

PID to kill: 15561
Kill PID 15561 with signal [15]:
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
15561 sshusr 30 10 3700 356 276 R 8.2 0.0 95:33.45 a.out
18 root 20 0 0 0 0 R 2.8 0.0 41:48.24 ksoftirqd/7

 

更改进程的nice优先级值

top运行时,按”r”快捷键,可以修改指定进程的nice优先级:

PID to renice: 17898
Renice PID 17898 to value: 10
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
17898 sshusr 20 0 3700 356 276 R 8.3 0.0 0:03.96 a.out
4 root 20 0 0 0 0 R 2.0 0.0 25:51.30 ksoftirqd/0

 

保存top配置

为看到我们关注的进程、信息,用了很多快捷键,若下次运行top时,想要看到之前关心的内容,又要敲一遍快捷键,这相当不方便。使用”W”快捷键,可以把当前显示配置保存到~/.toprc文件中。

例如以1秒的频率查看前10个占用内存最多的进程,我们需要敲下列快捷键:

d: Change delay from 3.0 to: 1
n
: Maximum tasks = 0, change to (0 is unlimited): 10
M
: 快捷键”M”指示进程根据内存使用率从大到小排序

之后按下”W”可以对配置进行保存:

W: Wrote configuration to '/root/.toprc'

退出再执行top命令,可以看到top以1秒的频率查看前10个占用内存最多的进程,与我们之前保存的配置相符。

 

 

 

 

 

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,类似于Windows的任务管理器。下面详细介绍它的使用方法。

top - 01:06:48 up 1:22, 1 user, load average: 0.06, 0.60, 0.48
Tasks: 29 total, 1 running, 28 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.3% us, 1.0% sy, 0.0% ni, 98.7% id, 0.0% wa, 0.0% hi, 0.0% si
Mem: 191272k total, 173656k used, 17616k free, 22052k buffers
Swap: 192772k total, 0k used, 192772k free, 123988k cached

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1379 root 16 0 7976 2456 1980 S 0.7 1.3 0:11.03 sshd
14704 root 16 0 2128 980 796 R 0.7 0.5 0:02.72 top
1 root 16 0 1992 632 544 S 0.0 0.3 0:00.90 init
2 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/0
3 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/0

 

统计信息区前五行是系统整体的统计信息。第一行是任务队列信息,同 uptime 命令的执行结果。其内容如下:
01:06:48 当前时间
up 1:22 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。

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
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
0.0% si

最后两行为内存信息。内容如下:
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
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。

进程信息区统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。
序号 列名 含义
a PID 进程id
b PPID 父进程id
c RUSER Real user name
d UID 进程所有者的用户id
e USER 进程所有者的用户名
f GROUP 进程所有者的组名
g TTY 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
h PR 优先级
i NI nice值。负值表示高优先级,正值表示低优先级
j P 最后使用的CPU,仅在多CPU环境下有意义
k %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
l TIME 进程使用的CPU时间总计,单位秒
m TIME+ 进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒
n %MEM 进程使用的物理内存百分比
o VIRT 进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES
p SWAP 进程使用的虚拟内存中,被换出的大小,单位kb。
q RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA
r CODE 可执行代码占用的物理内存大小,单位kb
s 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
t SHR 共享内存大小,单位kb
u nFLT 页面错误次数
v nDRT 最后一次写入到现在,被修改过的页面数。
w 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
x COMMAND 命令名/命令行
y WCHAN 若该进程在睡眠,则显示睡眠中的系统函数名
z Flags 任务标志,参考 sched.h

默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。
更改显示内容通过 f 键可以选择显示的内容。按 f 键之后会显示列的列表,按 a-z 即可显示或隐藏对应的列,最后按回车键确定。
按 o 键可以改变列的显示顺序。按小写的 a-z 可以将相应的列向右移动,而大写的 A-Z 可以将相应的列向左移动。最后按回车键确定。
按大写的 F 或 O 键,然后按 a-z 可以将进程按照相应的列进行排序。而大写的 R 键可以将当前的排序倒转。

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1、获取cpu占用情况

[root@localhost utx86]# top -n 1 |grep Cpu
Cpu(s): 1.9%us, 1.3%sy, 0.0%ni, 95.9%id, 0.6%wa, 0.1%hi, 0.2%si, 0.0%st

解释:1.9%us是用户占用cpu情况

1.3%sy,是系统占用cpu情况

2、获得内存占用情况

[root@localhost utx86]# top -n 1 |grep Mem
Mem: 2066240k total, 1515784k used, 550456k free, 195336k buffers

也许你在学习Linux操作系统,会遇到很多问题,这里为你讲解Linux系统Load average负载的知识,你可能对于 Linux 的负载均值(load averages)已有了充分的了解。负载均值在 uptime 或者 top 命令中可以看到,它们可能会显示成这个样子:

load average: 0.09, 0.05, 0.01

很多人会这样理解负载均值:三个数分别代表不同时间段的系统平均负载(一分钟、五 分钟、以及十五分钟),它们的数字当然是越小越好。数字越高,说明服务器的负载越 大,这也可能是服务器出现某种问题的信号。

而事实不完全如此,是什么因素构成了负载均值的大小,以及如何区分它们目前的状况是 “好”还是“糟糕”?什么时候应该注意哪些不正常的数值?

回答这些问题之前,首先需要了解下这些数值背后的些知识。我们先用最简单的例子说明, 一台只配备一块单核处理器的服务器。

行车过桥

一只单核的处理器可以形象得比喻成一条单车道。设想下,你现在需要收取这条道路的过桥 费 - 忙于处理那些将要过桥的车辆。你首先当然需要了解些信息,例如车辆的载重、以及还有多少车辆正在等待过桥。如果前面没有车辆在等待,那么你可以告诉后面的司机通过。 如果车辆众多,那么需要告知他们可能需要稍等一会。

因此,需要些特定的代号表示目前的车流情况,例如:

0.00 表示目前桥面上没有任何的车流。 实际上这种情况与 0.00 和 1.00 之间是相同的,总而言之很通畅,过往的车辆可以丝毫不用等待的通过。

1.00 表示刚好是在这座桥的承受范围内。 这种情况不算糟糕,只是车流会有些堵,不过这种情况可能会造成交通越来越慢。

超过 1.00,那么说明这座桥已经超出负荷,交通严重的拥堵。 那么情况有多糟糕? 例如 2.00 的情况说明车流已经超出了桥所能承受的一倍,那么将有多余过桥一倍的车辆正在焦急的等待。3.00 的话情况就更不妙了,说明这座桥基本上已经快承受不了,还有超出桥负载两倍多的车辆正在等待。

上面的情况和处理器的负载情况非常相似。一辆汽车的过桥时间就好比是处理器处理某线程 的实际时间。Unix 系统定义的进程运行时长为所有处理器内核的处理时间加上线程 在队列中等待的时间。

和收过桥费的管理员一样,你当然希望你的汽车(操作)不会被焦急的等待。所以,理想状态 下,都希望负载平均值小于 1.00 。当然不排除部分峰值会超过 1.00,但长此以往保持这 个状态,就说明会有问题,这时候你应该会很焦急。

“所以你说的理想负荷为 1.00 ?”

嗯,这种情况其实并不完全正确。负荷 1.00 说明系统已经没有剩余的资源了。在实际情况中 ,有经验的系统管理员都会将这条线划在 0.70:

“需要进行调查法则”: 如果长期你的系统负载在 0.70 上下,那么你需要在事情变得更糟糕之前,花些时间了解其原因。

“现在就要修复法则”:1.00 。 如果你的服务器系统负载长期徘徊于 1.00,那么就应该马上解决这个问题。否则,你将半夜接到你上司的电话,这可不是件令人愉快的事情。

“凌晨三点半锻炼身体法则”:5.00。 如果你的服务器负载超过了 5.00 这个数字,那么你将失去你的睡眠,还得在会议中说明这情况发生的原因,总之千万不要让它发生。

那么多个处理器呢?我的均值是 3.00,但是系统运行正常!

哇喔,你有四个处理器的主机?那么它的负载均值在 3.00 是很正常的。

在多处理器系统中,负载均值是基于内核的数量决定的。以 100% 负载计算,1.00 表示单个处理器,而 2.00 则说明有两个双处理器,那么 4.00 就说明主机具有四个处理器。

回到我们上面有关车辆过桥的比喻。1.00 我说过是“一条单车道的道路”。那么在单车道 1.00 情况中,说明这桥梁已经被车塞满了。而在双处理器系统中,这意味着多出了一倍的 负载,也就是说还有 50% 的剩余系统资源 - 因为还有另外条车道可以通行。

所以,单处理器已经在负载的情况下,双处理器的负载满额的情况是 2.00,它还有一倍的资源可以利用。

多核与多处理器

先脱离下主题,我们来讨论下多核心处理器与多处理器的区别。从性能的角度上理解,一台主 机拥有多核心的处理器与另台拥有同样数目的处理性能基本上可以认为是相差无几。当然实际 情况会复杂得多,不同数量的缓存、处理器的频率等因素都可能造成性能的差异。

但即便这些因素造成的实际性能稍有不同,其实系统还是以处理器的核心数量计算负载均值 。这使我们有了两个新的法则:

“有多少核心即为有多少负荷”法则: 在多核处理中,你的系统均值不应该高于处理器核心的总数量。

“核心的核心”法则: 核心分布在分别几个单个物理处理中并不重要,其实两颗四核的处理器 等于 四个双核处理器 等于 八个单处理器。所以,它应该有八个处理器内核。

审视我们自己

让我们再来看看 uptime 的输出

~ $ uptime

23:05 up 14 days, 6:08, 7 users, load averages: 0.65 0.42 0.36

这是个双核处理器,从结果也说明有很多的空闲资源。实际情况是即便它的峰值会到 1.7,我也从来没有考虑过它的负载问题。

那么,怎么会有三个数字的确让人困扰。我们知道,0.65、0.42、0.36 分别说明上一分钟、最后五分钟以及最后十五分钟的系统负载均值。那么这又带来了一个问题:

我们以哪个数字为准?一分钟?五分钟?还是十五分钟?

其实对于这些数字我们已经谈论了很多,我认为你应该着眼于五分钟或者十五分钟的平均数 值。坦白讲,如果前一分钟的负载情况是 1.00,那么仍可以说明认定服务器情况还是正常的。 但是如果十五分钟的数值仍然保持在 1.00,那么就值得注意了(根据我的经验,这时候你应该增加的处理器数量了)。

那么我如何得知我的系统装备了多少核心的处理器?

在Linux 下,可以使用

cat /proc/cpuinfo

获取你系统上的每个处理器的信息。如果你只想得到数字,那么就使用下面的命令:

grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l

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以上就是Linux系统Load average负载的内容。

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