C++ 全栈知识体系

问题 - 资源占用(top命令)

本节主要介绍top命令，它是linux系统常用命令之一，能够实时显示系统各个进程的资源占用情况，类似于windows系统的任务管理器。

需要注意的是：top命令监控的最小单位是进程，如果想监控更小单位时，就需要用到ps或者netstat命令来满足我们的要求。

参考文献

top命令界面详解

第一行：任务队列信息

top - 22:58:42 up 48 days, 47 min,  1 user,  load average: 0.07, 0.06, 0.05
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  • 系统当前时间：top - 22:58:42
  • 系统运行时间：up 48 days, 47 min
  • 当前登录用户：1 user
  • 负载均衡情况：load average: 0.07, 0.06, 0.05（average后面的三个数分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。）

注意：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）

Tasks: 149 total,   1 running, 148 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
1
  • 总进程：149 total
  • 运行进程：1 running
  • 休眠进程：148 sleeping
  • 停止进程：0 stopped
  • 僵尸进程：0 zombie

这里说一下什么是僵尸进程：

我们知道在unix/linux中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，子进程在创建新的进程。子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程 到底什么时候结束。 当一个进程完成它的工作终止之后，它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态。

孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。 僵尸进程：一个进程使用fork创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵死进程。

第三行：cpu状态信息

%Cpu(s):  0.0 us,  3.2 sy,  0.0 ni, 96.8 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
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  • 0.0 us：用户空间占用CPU的百分比。
  • 3.2 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
  • 96.8 id：空闲CPU百分比
  • 0.0 wa：IO等待占用CPU的百分比
  • 0.0 hi：硬中断占用CPU的百分比
  • 0.0 si：软中断占用CPU的百分比
  • 0.0 st：当Linux系统是在虚拟机中运行时，等待CPU资源的时间占比

用户空间（User space）与内核空间（Kernel space）：

简单说，Kernel space 是 Linux 内核的运行空间，User space 是用户程序的运行空间。为了安全，它们是隔离的，即使用户的程序崩溃了，内核也不受影响。

Kernel space 可以执行任意命令，调用系统的一切资源； User space 只能执行简单的运算，不能直接调用系统资源，必须通过系统接口（又称 system call），才能向内核发出指令。

第四行：内存状态

KiB Mem :  3782868 total,   130772 free,  2038256 used,  1613840 buff/cache
1

KiB Mem：Kib表示描述单位，MEM表示内存

  • total：总内存量（4G）
  • free：空闲内存（130M）
  • used：已用内存（2G）
  • buff/cache：缓存内存（1.6G）

第五行：swap交换分区信息

KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.  1486668 avail Mem
1

KiB Swap：Kib表示描述单位，Swap表示交换分区

  • total：总内存量（0M）
  • free：空闲内存（0M）
  • used：已用内存（0）
  • avail Mem：可用内存（1.5G）

什么是交换分区：类似于Windows的虚拟内存，就是当内存不足的时候，把一部分硬盘空间虚拟成内存使用,从而解决内存容量不足的情况；需要注意的是，存储在交换分区的数据性质，在内存不够的情况下，操作系统先把内存中暂时不用的数据，存到硬盘的交换空间，腾出内存来让别的程序运行

free和avail的区别：

free 是真正尚未被使用的物理内存数量。

available 是应用程序认为可用内存数量，available = free + buffer + cache (注：只是大概的计算方法)

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：各进程状态监控

PID   USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S   %CPU %MEM  TIME+   COMMAND
12807 root      20   0  987964  48676  11376 S   1.7  1.3 112:26.81 YDService
 6114 root      20   0  877960  14768   1988 S   0.7  0.4 351:32.78 barad_agent
 6356 polkitd   20   0   55500   2348    636 S   0.7  0.1 212:46.70 redis-server
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  • 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）

常用操作命令

top [命令参数]
1

常用命令参数为：

  • -c 显示完整的命令路径
  • -d <时间> 设置间隔时间
  • -u <用户名> 指定用户名
  • -p <进程号> 指定进程
  • -n <次数> 循环显示的次数

常用命令举例：

# 每隔5秒显式所有进程的资源占用情况
top

# 每隔2秒显式所有进程的资源占用情况
top -d 2  

# 显示进程的命令行参数(默认只有进程名)
top -c  

# 每隔5秒显示pid是12345和pid是6789的两个进程的资源占用情况
top -p 12345 -p 6789

# 每隔2秒显示pid是12345的进程的资源使用情况，并显式该进程启动的命令行参数
top -d 2 -c -p 123456 

# 仅显示用户为root的进程
top -u root
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界面设置

  1. 编辑基本视图显示列
    • 在top基本视图中，敲击f键进入另一个视图，在这里可以编辑基本视图中的显示字段：
    • 用上下键选择选项，按下空格键可以决定是否在基本视图中显示这个选项，按esc键退出编辑界面。

  1. 显示进程的绝对路径
    • 在top基本视图中，敲击c键，可以显示进程的路径：

  1. 杀死某个正在运行的进程
    • 在top基本视图中，敲击k键，可以在不退出top命令的情况下杀死某个正在运行的进程：

如上图所示，在红框处输入对应的进程号即可。

  1. 高亮显示当前正在运行的进程
    • 在top基本视图中，敲击b键，高亮显示当前正在运行的进程：

如上图所示，进程号为13047的进程正在运行，对应最上面第二行显示的当前运行进程为5。

  1. 多U多核CPU监控
    • 在top基本视图中，敲击数字1键，可监控每个逻辑CPU的状况。

  1. 显示进程个数
    • 在top基本视图中，敲击上下键，可以增减显示的进程数目：

下键视图：

上键视图：

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