洛阳新闻网专题:Top命令你最少要了解到这个程度

admin 4个月前 (06-04) 科技 40 1

top命令几乎是每个程序员都会用到的Linux命令。这个命令用来查看Linux系统的综合性能,比如CPU使用情况,内存使用情况。这个命令能帮助我快速定位程序的性能问题

虽然这个命令很重要,但是之前对于这个命令的使用几乎仅限于查看下哪个进程使用的CPU最高,哪个进程占用的内存最高。对于输出的各个参数的含义也是一知半解,更不用说top的一些高级用法了。

本篇博客就来具体分析下top的详细使用方法。

top输出参数的含义

在Linux终端输入top,一般会有如下输出。

top - 15:34:12 up 127 days, 10:23,  2 users,  load average: 0.04, 0.03, 0.00
Tasks: 291 total,   1 running, 290 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.0%us,  0.3%sy,  0.0%ni, 98.3%id,  1.3%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   1792312k total,   288300k used,  1504012k free,    10384k buffers
Swap:  6291452k total,     5380k used,  6286072k free,    14128k cached

PID    USER  PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND           
372007 root  20   0 15160 1336  888 R  0.3  0.1   0:00.33 top                                   
     1 root  20   0 19356  236   88 S  0.0  0.0   0:16.06 init 

... 下面省略...

下面就对这些输出信息做下详细的说明

系统运行时间和平均负载

top输出的第一行表示系统的运行时间和平均负载

top - 15:34:12 up 127 days, 10:23,  2 users,  load average: 0.04, 0.03, 0.00
  • 15:34:12: 表示系统的当前时间是下午15点34分12秒;

  • up 127 days, 10:23:表示这个Linux系统已经启动127天多;

  • 2 users:表示当前有两个用户登陆系统,可以用who命令查看具体是谁登陆了;

  • load average: 0.04, 0.03, 0.00:最近1、5和15分钟内的平均负载

1. load average的含义

这里我们对这个laod average指标做下详细说明。

laod average这个指标的含义:在特定时间间隔内运行队列中(在CPU上运行或者等待运行多少进程)的平均进
程数(状态是Runnable和running的线程个数的和)。

上面这个解释可能还是比较难理解。我们拿个实际的列子说明下。比如现在top命令有以下输出:

load average: 20.14, 22.03, 15.00

20.14 表示从当前时间到过去的一分钟内大概有 20.14个进程(线程)在等待CPU资源

22.03 表示从当前时间到过去的五分钟内大概有 22.03个进程(线程)在等待CPU资源

15.00 表示从当前时间到过去的十五分钟内大概有 15.00个进程(线程)在等待CPU资源

为了更好地理解这个负载的含义,下面列了一个交通流量的列子。

单核CPU可以想象成单车道

比如每个圆圈都是小汽车,第一种是满负荷但CPU时间片不用排队等待正好够用,第二种是%50空闲,第三个是超负荷50%,后面的就有队列等待了。

单核CPU,负载数值在0.00-1.00之间正常。

  • 0.00-1.00之间的数字表示此时路况非常良好,没有拥堵,车辆可以毫无阻碍地通过。
  • 1.00表示道路还算正常,但有可能会恶化并造成拥堵。此时系统已经没有多余的资源了,管理员需要进行优化。
  • 1.00以上表示路况不太好了,如果到达2.00表示有桥上车辆一倍数目的车辆正在等待。这种情况你必须进行检查了。

多核CPU可以想象成多车道

多核CPU的话,负载数值/CPU核数 在0.00-1.00之间表示正常。

现实生产中,不会让负载数值/CPU核数任意接近1的。一般当这个值达到0.8或者0.9时就需要分析分析原因了。当然这个也没有具体的定论,都是一家之言。

2. load average和CPU利用率的区别(这两个概念很重要,希望大家仔细看看)

先直接引用下这篇文章中的截图

洛阳新闻网专题:Top命令你最少要了解到这个程度 第1张

洛阳新闻网专题:Top命令你最少要了解到这个程度 第2张

上面的列子对CPU使用个CPU做了比较好的解释,我自己也想了个列子,可能更加形象贴切。

其实,可以将CPU比喻成公司的厕所。比如说你所在的楼层有一个卫生间。每个卫生间有4个坑位(4核CPU)。一般早上的时候资源会比较紧张,在某个时间点,你做了一个统计,你发现在过去的1分钟,5分钟和15分钟内分别有6个人,8个人,8个人正在”使用“厕所(这里的人数包括等待上厕所和正在上厕所的人数),那儿此时公司厕所的负载就是6.00,8.00和8.00。通过上面的介绍我们发现此时公司厕所是过载的。(这个就是CPU负载的概念)

那么CPU使用又是什么意思呢?

还是以刚刚的厕所为列子。以现在的时间点到过去的15分钟内,你发现有3个同事用了其中一个坑位。时候你采访了下这个三个同事:在他们使用厕所的过程中多长时间是真的在上厕所?采访结果是:第一个同事2分钟上测试+3分钟玩手机,第二个同事1分钟上厕所+3分钟胡思乱想,第三个同事3分钟上厕所+3分钟玩手机。

那么这段时间内这个坑位的利用率就是(2+1+3)/15 = 40%

3. CPU负载和CPU使用率对我们的知道意义

  • 高CPU负载 低CPU使用率:可能系统中较多的文件IO和网络IO操作。
  • 高CPU负载 高CPU使用率:CPU资源不足
  • 低CPU负载 低CPU使用率:系统CPU资源良好,道路非常顺畅;
  • 低CPU负载 高CPU使用率:这种情况一般都是程序的问题,比如程序中代码进入死循环,有很多自旋操作等。CPU使用率一直过高对CPU伤害比较大。

上面只是列了一些比较常见的情况,具体问题还得具体分析。

任务信息

Tasks: 291 total,   1 running, 290 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

Tasks — 任务(进程),系统现在共有 291 个进程,其中处于运行中的有1个,290个在休眠(sleep),stoped状态的有0个,zombie状态(僵尸)的有0个。

按 t 可以关闭显示这个任务信息,再按下 t 可以开启这个任务信息

CPU状态

Cpu(s):  0.0%us,  0.3%sy,  0.0%ni, 98.3%id,  1.3%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
  • us 列显示了用户模式下所花费 CPU 时间的百分比。us的值比较高时,说明用户进程消耗的 CPU 时间多,但是如果长期大于50%,需要考虑优化用户的程序。
  • sy 列显示了内核进程所花费的 CPU 时间的百分比。这里us + sy的参考值为80%,如果us+sy 大于 80%说明可能存在CPU不足。
  • ni 列显示了用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比。
  • id 列显示了 CPU 处在空闲状态的时间百分比。
  • wa 列显示了IO等待所占用的CPU时间的百分比。这里 wa 的参考值为30%,如果wa超过30%,说明IO等待严重,这可能是磁盘大量随机访问造成的,也可能磁盘或者磁盘访问控制器的带宽瓶颈造成的(主要是块操作)。 这个wa和vmstat中的wa是相同含义。
  • hi 硬件中断占用CPU
  • si 软件中断占用CPU
  • st 丢失时间占用CPU

在后台开发中需要关注us,sy,id,wa等常用指标

按数字 1,可以查看CPU的核数和每个CPU的使用情况。

内存使用情况

Mem:   1792312k total,   288300k used,  1504012k free,    10384k buffers
Swap:  6291452k total,     5380k used,  6286072k free,    14128k cached

关于这些值表示的具体含义,我在我的博客Linux 内存分析工具——free命令中详细分析过,大家可以参考。

进程的状态监控

PID    USER  PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND           
372007 root  20   0 15160 1336  888 R  0.3  0.1   0:00.33 top                                   
     1 root  20   0 19356  236   88 S  0.0  0.0   0:16.06 init 
  • PID:进程ID,进程的唯一标识符
  • USER:进程所有者的实际用户名。
  • PR:进程的调度优先级。这个字段的一些值是'rt'。这意味这这些进程运行在实时态。
  • NI:进程的nice值(优先级)。越小的值意味着越高的优先级。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。进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES
  • RES:驻留内存大小。驻留内存是任务使用的非交换物理内存大小。进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA
  • SHR:SHR是进程使用的共享内存。共享内存大小,单位kb
  • S:这个是进程的状态。它有以下不同的值:
    • D - 不可中断的睡眠态。
    • R – 运行态
    • S – 睡眠态
    • T – 被跟踪或已停止
    • Z – 僵尸态
  • %CPU:自从上一次更新时到现在任务所使用的CPU时间百分比。
  • %MEM:进程使用的可用物理内存百分比。
  • TIME+:任务启动后到现在所使用的全部CPU时间,精确到百分之一秒。
  • COMMAND:运行进程所使用的命令。进程名称(命令名/命令行)

还有许多在默认情况下不会显示的输出,它们可以显示进程的页错误、有效组和组ID和其他更多的信息。

按下 f 键盘可以调出更多显示选项。按esc键返回top显示页。

top的一些命令行参数

  • -b:批处理模式(batch mode),可输出到管道、文件。默认情况下-b会一直输出,可以用-nN指定输出次数。
  • -n N:限制输出次数。
  • -d N:刷新时间间隔。
  • -p PID:监控指定进程。
  • -Hp PID:监控指定进程和进行内线程信息。(比较常用

top一些交互键的说明

进入top页面后,我们可以进行一些交互操作。下面是一些交互键的说明:

  • c 显示完整的命令名。c为Command之意。
  • d 修改刷新时间。d为Display之意。
  • u 显示指定用户相关进程。u为User之意
  • P 按CPU使用排序。P为Processor(处理器)之意。
  • M 按内存使用排序。M为Momery之意。
  • F 排序(进入新的界面,并选择排序的目标字段)
  • R 顺序或逆序。
  • H 显示线程
  • Z 以多色彩显示top。

参考

  • top命令输出解释以及load average 详解及排查思路
  • http://wenku.baidu.com/view/6597f58884254b35eefd34f7.html
  • linux top显示的各个符号参数意义详解
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