服務(wù)器維護(hù)Linux 命令 高效的使用 top

2020-05-25 17:39 作者：艾銻無限 瀏覽量：

服務(wù)器維護(hù)Linux 命令 高效的使用 top

 
服務(wù)器維護(hù)小知識對桌面用戶來說，監(jiān)視系統(tǒng)資源使用是一項(xiàng)重要的工作。通過這項(xiàng)工作，我們可以找到系統(tǒng)瓶頸所在，針對性的進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，識別內(nèi)存泄露等。問題是，我們應(yīng)該用什么軟件，以及如果針對我們的需求使用它。
在眾多備選的監(jiān)測工具中，多數(shù)人使用“top”（procps 包的一部分）。Top 提供了幾乎可以說是所有的我們所需要的系統(tǒng)資源使用監(jiān)測，就在這一個軟件中。本文中的所有信息都是基于運(yùn)行在 Linux 2.6.x 內(nèi)核上的版本號為3.2.5的 procps 包。
在這里，我們假定 procps 已經(jīng)安裝并運(yùn)行在你的 Linux 系統(tǒng)中。這里無需你對 top 的使用經(jīng)驗(yàn)，但如果你嘗試去用一下，將更有利。
下面是一些挑戰(zhàn)：
A.交互還是批處理模式？
默認(rèn)情況下，Top 被調(diào)用時使用交互模式。在此模式下，Top 無限期運(yùn)行，并可以通過按鍵重新定義 Top 的運(yùn)行方式。但是，有時你需要對 Top 的輸出進(jìn)行后續(xù)處理，但這在此模式下難以實(shí)現(xiàn)。解決方法？使用批處理模式。
1   $ top -b  
你將獲得類似下面的輸出： 

top - 15:22:45 up 4:19, 5 users, load average: 0.00, 0.03, 0.00 Tasks: 60 total, 1 running, 59 sleeping, 0 stopped, 0 zombie Cpu(s): 3.8% us, 2.9% sy, 0.0% ni, 89.6% id, 3.3% wa, 0.4% hi, 0.0% si Mem: 515896k total, 495572k used, 20324k free, 13936k buffers Swap: 909676k total, 4k used, 909672k free, 377608k cached PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 1 root 16 0 1544 476 404 S 0.0 0.1 0:01.35 init 2 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.02 ksoftirqd/0 3 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.11 events/0
哈，等等，它是不斷重復(fù)運(yùn)行的，同交互模式一樣。不用擔(dān)心，你可以使用 -n 限制重復(fù)數(shù)量。所以，如果你希望獲得一次性結(jié)果，鍵入： 

$ top -b -n 1
服務(wù)器維護(hù)小知識這一模式的真正優(yōu)勢在于你可以很容易的與 at 或 cron 命令結(jié)合。它們的結(jié)合，使得 Top 可以在特定時間對資源使用狀態(tài)進(jìn)行快照。例如，使用 at ，我們可以設(shè)定 top 在一分鐘之后運(yùn)行。
$ cat ./test.at TERM=linux top -b -n 1 >/tmp/top-report.txt $ at -f ./test.at now+1minutes
細(xì)心的讀者可能會問“在創(chuàng)建新任務(wù)時，為什么我需要在調(diào)用 Top 之前設(shè)置環(huán)境變量 TERM？”。答案是，Top 運(yùn)行時需要此變量，但“at”在定時調(diào)用時并不會保留它。同上面那樣簡單的設(shè)置可以確保 Top 正常運(yùn)行。
B.如何監(jiān)控制定進(jìn)程？
有時，我們只對幾個進(jìn)程感興趣，可能只是全部進(jìn)程中的4個或5個。例如，如果你想要監(jiān)測進(jìn)程標(biāo)識（PID）為4360和4358的進(jìn)程，你需要鍵入：
$ top -p 4360,4358
或
$ top -p 4360 -p 4358
看起來很簡單，只需要使用 -p 列出所有需要的 PID，并使用逗號間隔或簡單的多次使用 -p即可。
另一種可能是監(jiān)測擁有特定用戶標(biāo)識（UID）的進(jìn)程。應(yīng)對此需求，你可以使用 -u 或 -U 選項(xiàng)。假設(shè)用戶“johndoe”的 UID 為500，鍵入：
$ top -u johndoe
OR
$ top -u 500
或
$ top -U johndoe
結(jié)論是，你既可以純使用用戶名，也可使用數(shù)字 UID。“-u，-U？這兩者不同？”是的。同多數(shù)其它 GNU 工具一樣，選項(xiàng)是大小寫敏感的。-U 意味著 Top 將會搜索有效的、真實(shí)的、被保存的以及文件系統(tǒng)的 UID 進(jìn)行匹配，而 -u 僅匹配有效的用戶id。要知道，每一個 *nix 進(jìn)程在運(yùn)行時都是用有效用戶標(biāo)識（effective UID），而其中有些并不等同真實(shí)用戶標(biāo)識。多數(shù)情況是，對類似文件系統(tǒng)權(quán)限或操作系統(tǒng)功能這項(xiàng)的有效用戶標(biāo)識感興趣的人將會檢查它，而不是 UID。 
不同于 -p 僅用于命令行選項(xiàng)，-U 和 -u 都可以在交互模式中使用。同你猜測的一樣，鍵入‘U’或‘u’可以依據(jù)用戶名過濾進(jìn)程。同樣的規(guī)則依然適用，‘u’為有效用戶標(biāo)識，‘U’為 真實(shí)/有效/保存/文件系統(tǒng)用戶名。你將被要求鍵入用戶名或數(shù)字 UID。
C.快熟還是緩慢更新？
在回答這個問題之前，讓我們先簡單介紹一下，Top 是如何運(yùn)行的。這里，Strace 能夠幫助你：
$ strace -o /tmp/trace.txt top -b -n 1
使用你偏愛的文本編輯器打開 /tmp/trace.txt。你怎么想？一次調(diào)用有太多的活要做了，反正我是這么想的。Top 在每次遍歷中必做的工作之一就是打開很多文件，并解析其內(nèi)容，可以看看次數(shù)：
$ grep open( /tmp/hasil.txt | wc -l
舉例而言，我的 Linux 中，這個數(shù)量是304.仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn)，Top 遍歷 /proc 文件夾，以收集進(jìn)程信息。/proc 本身是一個虛擬文件系統(tǒng)，意味著它并非存在于真實(shí)硬盤之中，而是由 Linux 內(nèi)核憑空創(chuàng)建，保存在內(nèi)存中的。在文件夾中，如/proc/2097（2097為 PID），Linux 內(nèi)核將與之關(guān)聯(lián)的信息打印到此文件中，而這里就是 Top 的消息來源。
同時試一下：
$ time top -b -n 1
這樣你就能了解到 Top 單輪工作有多快了。在我的系統(tǒng)中，大約為0.5-0.6秒。看“real”字段，不是“user”或“system”字段，因?yàn)?ldquo;real”字段反應(yīng)了 Top 工作需要的總時間。
所以，有了這個認(rèn)知之后，使用適度的更新間隔是明智的。基于文件系統(tǒng)訪問內(nèi)存也是需要時間的。經(jīng)驗(yàn)法則是，對于多數(shù)用戶來說，1到3秒的間隔就足夠了。在命令行中使用-d，或在交互模式下按下“s”以設(shè)置。你可以使用類似2.5,4.1這樣的小樹。
什么時候我們需要快于1秒的更新？
時間段內(nèi)需要更多的樣本。應(yīng)對這點(diǎn)要求，最好使用批處理模式，并將標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到文件中，以便更好的分析。
你并不在意 Top 消耗的額外CPU負(fù)荷。是的，雖然它很小，它依然需要負(fù)荷。如果你的 Linux 系統(tǒng)相對比較空閑，隨意使用短間隔，如果不是，最好為重要的任務(wù)保留你的 CPU 時間。
一個減少 Top 工作的辦法是只監(jiān)測特定的幾個 PID。這樣，Top 無需遍歷 /proc 下所有的子文件夾。用戶名過濾呢？并不會變得更好。用戶名過濾會給Top帶來額外工作量，因此將其與短間隔聯(lián)合將會增加 CPU 負(fù)荷。
當(dāng)然，當(dāng)你需要強(qiáng)制更新時，按下 Space 鍵，Top 將會刷新統(tǒng)計(jì)。
D.我們需要的字段
默認(rèn)時，Top 啟動后會顯示下面的任務(wù)屬性：
字段 描述
PID :   進(jìn)程 ID  
USER :   有效用戶 ID  
PR :   動態(tài)優(yōu)先值  
NI :   良好值，也被稱為基本優(yōu)先級  
VIRT :   任務(wù)虛擬大小。包括進(jìn)程的可執(zhí)行二進(jìn)制文件大小，數(shù)據(jù)區(qū)大小以及所有已加載的共享庫的大小。  
RES :   目前任務(wù)內(nèi)存消耗。存入交換分區(qū)的部分并不包含。  
SHR :   一些內(nèi)存區(qū)域可能由兩個或多個任務(wù)分享，此字段反應(yīng)這些共享區(qū)域。例如共享庫以及 Sysv 共享內(nèi)存。  
S :   任務(wù)狀態(tài)  
%CPU :   Top 屏幕更新時專用于運(yùn)行任務(wù)的CPU 時間百分比。  
%MEM :   任務(wù)當(dāng)前內(nèi)存消耗的百分比  
TIME+ :   在任務(wù)啟動后消耗的總CPU時間。"+" sign means it is displayed with hundreth of a second granularity. 默認(rèn)時，TIME/TIME+ 不會計(jì)入已經(jīng)關(guān)閉的任務(wù)子進(jìn)程。  
COMMAND :  
顯示程序名。
 
php100.com      


不止這些。下面我介紹一些你可能會用到的列：
列 描述
服務(wù)器維護(hù)小知識nFLT ('u'鍵)  
進(jìn)程啟動以來重大頁面錯誤(page fault)的個數(shù)。準(zhǔn)確地說，頁面錯誤是由于進(jìn)程訪問它的地址空間內(nèi)不存在的頁面引起的。“重大”的頁面錯誤是指內(nèi)核需要訪問磁盤來使得該頁面有效。相反，小型頁面錯誤是指內(nèi)核只需要在內(nèi)存中分配頁面而不用讀磁盤。
例如，假設(shè)程序ABC的大小為8KB，頁面大小為4KB。當(dāng)程序讀進(jìn)內(nèi)存的時候，發(fā)生了兩次重大的頁面錯誤（2*4KB）。程序本身分配了8KB空間當(dāng)作臨時數(shù)據(jù)。因此，還會有兩次小型頁面錯誤。
nFLT過高可能意味著：
進(jìn)程從磁盤讀取大量資源。The task is aggressively load some portions of its executable or library from the disk.
進(jìn)程訪問了一個已經(jīng)交換到磁盤的頁面。
 
當(dāng)進(jìn)程第一次運(yùn)行時，看到大量重大頁面錯誤很正常。下次運(yùn)行的時候，由于緩存已經(jīng)分配好了，你很可能看到"0"次或者很小的 nFLT。但是，如果一個程序頻繁地觸發(fā)重大頁面錯誤，很有可能是你目前安裝的內(nèi)存不夠那個程序使用。
 
服務(wù)器維護(hù)小知識nDRT ('v'鍵)  
上次頁面寫入磁盤以來，臟頁面的數(shù)目。
什么是臟頁面？先看一點(diǎn)背景知識。大家都知道，Linux使用了緩存系統(tǒng)，所以從磁盤讀取的數(shù)據(jù)也會被緩存到內(nèi)存中。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，后續(xù)的對這個磁盤塊的讀操作可以直接從內(nèi)存中取數(shù)據(jù)，因而速度更快。
但這也是有代價的。如果緩沖區(qū)的內(nèi)容被修改了，那么就需要進(jìn)行同步。因此，被更改的緩沖區(qū)（臟頁面）必需寫回到磁盤中。同步失敗則可能導(dǎo)致磁盤上的數(shù)據(jù)不一致。
在負(fù)載不重的系統(tǒng)中，nDRT 通常小于10（大約估計(jì)）或者為0。如果你的系統(tǒng)通常大于10，則有可能：
進(jìn)程正在往磁盤寫入大量數(shù)據(jù)。磁盤I/O經(jīng)常跟不上緩沖區(qū)的速度。
磁盤I/O擁塞，因此即使進(jìn)程修改了很小部分文件，也必需等待一段時間才能完成同步。擁塞出現(xiàn)在很多進(jìn)程同時訪問磁盤而緩存命中率低的情況下（譯者注：FTP服務(wù)的典型情況）。
現(xiàn)在的話，(1) 不太可能出現(xiàn)，因?yàn)镮/O速度越來越快，需要更少的CPU（DMA技術(shù)的出現(xiàn)）。所以 (2) 出現(xiàn)的概率更高。
注意：在 2.6.x 內(nèi)核中, 不知道為什么，這個列的值總是0。
 
服務(wù)器維護(hù)小知識P ('j'鍵)  
上次使用的CPU。這個列只在SMP環(huán)境中有意義。這里的SMP指超線程，多核或者多CPU架構(gòu)。如果你只有一個CPU（不是多核，沒有超線程），這個列總是顯示0。
在SMP系統(tǒng)中，即使這個列有幾次改變，也不要吃驚。這意味著，Linux 內(nèi)核嘗試將你的進(jìn)程移到另一個負(fù)載更少的CPU。
 
服務(wù)器維護(hù)小知識CODE ('r'鍵) 和 DATA ('s'鍵)  
CODE 只是反映了你程序代碼的大小，DATA反映了你數(shù)據(jù)段(棧，堆，變量，不包含共享庫) 的大小。單位都是KB。
DATA可以顯示你的程序分配了多少內(nèi)存。有時，也可以用來協(xié)助分析內(nèi)存泄漏。當(dāng)然，你需要更好的工具，如使用 valgrind 來查看每次的內(nèi)存分配。如果DATA不斷增長，則很有可能出現(xiàn)了內(nèi)存泄漏。
注意：DATA, CODE, SHR, SWAP, VIRT, RES 都是使用頁面大小（Intel架構(gòu)上為4KB）來衡量。只讀數(shù)據(jù)段也包含在CODE的大小中，因而有時候CODE比實(shí)現(xiàn)的段要大。
 
服務(wù)器維護(hù)小知識SWAP ('p'鍵)  
已經(jīng)進(jìn)行交換的進(jìn)程內(nèi)存映像大小。這個列有時很讓人疑惑：
邏輯上，你可能期望這個列顯示你的程序?qū)嶋H上是完全進(jìn)行交換，還是部分交換了，交換了多少。但是事實(shí)上不是。即使"Swap used" 列顯示為0，你仍然可以很吃驚地發(fā)現(xiàn)所有進(jìn)程的SWAP列都大于0。到底是為什么呢？
這是由于 top 命令使用如下的計(jì)算公式：
VIRT = SWAP + RES or equal SWAP = VIRT - RES
前面說過，VIRT 包含了進(jìn)程的地址空間里面的所有東西：內(nèi)存中的，已經(jīng)進(jìn)行交換的，尚未從磁盤讀取的。RES 代表了進(jìn)程占用的全部內(nèi)存大小。所以，這里的SWAP代表了已經(jīng)進(jìn)行交換的全部數(shù)據(jù)，以及尚未從磁盤讀取的數(shù)據(jù)。不要被SWAP這個名字迷惑了，它代表的不只是已經(jīng)交換的數(shù)據(jù)。
服務(wù)器維護(hù)小知識要顯示以上的列，在交互模式下按 'f' 鍵，然后再按相應(yīng)的鍵。按一下顯示指定的列，再按一下隱藏該列。要確定當(dāng)前顯示的是哪些列，只需看第一行的字母（在"Current Fields"的右邊）。大寫字母表示顯示了該列，小寫表示隱藏。你選好以后，按回車即可。
排序使用了類似的方法。按 'O' （大寫），然后再按相應(yīng)的鍵。即使記不住那些按鍵也沒關(guān)系，top 會顯示出來。新的排序鍵將標(biāo)上星號，相應(yīng)的字母會變成大寫，很直觀。選好以后，記得按回車。
E.多視圖比單個視圖更好嗎？
在不同的情況下，有時候我們想監(jiān)視不同的系統(tǒng)屬性。例如，你想同時監(jiān)控CPU的百分比和CPU被所有任務(wù)消耗的時間。在另一段時間，你想監(jiān)控常駐內(nèi)存和所有任務(wù)的總頁面故障。快速按‘F’鍵然后切換界面？我想這也太不明智了吧。
為什么不試試多視圖窗口模式呢？按‘A’(大寫)切換到多窗口界面。默認(rèn)的，你將會看到4個不同的系列的字段組。每個字段組有默認(rèn)的標(biāo)簽/名稱：
第一字段組: Def
第二字段組: Job
第三字段組: Mem
第四字段組: Usr
第一字段組就是你在單一視圖窗口所常見的組，而其余的組會被隱藏。內(nèi)置多視圖窗口模式，所有可用的窗口通過按‘a’或者‘w’循環(huán)。注意，切換到其他窗口時會改變活動窗口（也稱為當(dāng)前窗口）。假如你不確定哪一個是活動窗口的話，只需要看一下top展示的第一行（在當(dāng)前時間字段的左邊）。另一個改變活動窗口的方法是通過按‘G’緊跟著輸入數(shù)字（1到4）。
活動窗口是針對用戶輸入的，因此在開始干活之前確定選好了你偏好的界面。然后，你可以在單一窗口模式下愛干嘛干嘛。在這種情況你一般想自定義字段展示，那么你只需要按‘f’然后開始自定義。
服務(wù)器維護(hù)小知識假如你認(rèn)為第四字段組太多的話，你只需要切換到字段組然后按‘-’隱藏。請注意，即使你隱藏了當(dāng)前的字段組，那并不以意味著你同時改變了活動組。再次按‘-’的話，當(dāng)前組就可見了。
如果你想操作多視圖窗口模式，再次按‘A’鍵。那樣也將使得活動組成為了單一視圖窗口模式的新的字段組。
F. "我的Linux主機(jī)上怎么會只有很少的空閑內(nèi)存?"
有同樣的問題? 不管你在主板上增加多少內(nèi)存，你都會很快發(fā)現(xiàn)空閑內(nèi)存減少的非常迅速. 空閑內(nèi)存算錯了? 不!
在回答這個之前, 先查看一下top命令頂部顯示的內(nèi)存概要 (有可能你需要按 'm'來顯示出來). 在這里，你可以看到兩個區(qū)域: 緩沖（buffers）和緩存（cached）。 "緩沖（Buffers）" 代表有多少內(nèi)存用來緩存磁盤塊 "緩存（Cached）" 有一點(diǎn)類似 "緩沖（Buffers）", 只是僅僅從文件讀取緩存頁面. 想透徹了解這部分,建議讀一下Linux內(nèi)核的書比如Robert M.Love寫的《Linux Kernel Development》。
這足夠了解緩沖（buffers）和緩存（cached)代表系統(tǒng)緩存. 他們會根據(jù)linux內(nèi)核機(jī)制動態(tài)增加或減少。
除去被緩存的消耗，程序和代碼同樣要占據(jù)RAM. 所以，最終空閑內(nèi)存顯示的是RAM中不被緩存和程序/代碼占用的部分 一般來說，你也可以考慮緩存區(qū)域?yàn)榱硪徊糠?ldquo;空閑”RAM，如果程序需要更多內(nèi)存它會減少
從進(jìn)程的角度來看，你可能想知道哪個區(qū)域代表真實(shí)的內(nèi)存消耗，VIRT（virtual memory usage ）區(qū)域? 當(dāng)然不是! 回顧一下，這個區(qū)域代表了進(jìn)程地址空間里一切，包括相關(guān)的庫。閱讀top命令的源代碼和proc.txt (在內(nèi)核代碼樹中的Documentation/filesystem 文件夾內(nèi)), 我的結(jié)論是RSS字段是進(jìn)程內(nèi)存消耗的最好的描述.我說“最好的”是因?yàn)槟憧梢钥紤]它是近似而不是所有時間100%準(zhǔn)確。
G.使用數(shù)個保存的配置
希望保存多個不同的配置文件，以便于輕松的切換預(yù)配置視圖？只需要創(chuàng)建一個 Top 二進(jìn)制文件的軟連接到你喜歡的名字：
# ln -s /usr/bin/top /usr/bin/top-a
然后運(yùn)行新的“top-a”。調(diào)整完畢后鍵入‘W’保存配置，它將被保存到 ~/.top-arc（格式為你的 Top 別名+rc）。
這樣，運(yùn)行原來的 Top 可以使用之前的視圖，而 top-a 則使用第二個，依次類推。
H.總結(jié)
服務(wù)器維護(hù)小知識有很多竅門使用top會更加高效。關(guān)鍵是知道你真正需要的是什么和可能的對Linux低級別原理的一般理解。統(tǒng)計(jì)并不總是正確，但至少有助于總體衡量。所有這些數(shù)字收集自 /proc，因此首先確保它已掛載！