Linux中的top命令

傷城~ 2022-07-13 23:48 186阅读 0赞

http://blog.csdn[.NET][]/ymsdu2004/article/details/8797523

对桌面用户来说，监视系统资源使用是一项重要的工作。通过这项工作，我们可以找到系统瓶颈所在、针对性的进行系统优化、识别内存泄露等。问题是，我们应该使用什么工具，以及如果针对我们的需求来使用它。在众多备选的监测工具中，多数人使用“top”（procps 包的一部分）。Top 提供了几乎可以说是所有的我们所需要的系统资源使用监测。本文中的所有信息都是基于运行在 [Linux][] 2.6.x 内核上的版本号为3.2.5的 procps 包。在这里，我们假定 procps 已经安装并运行在你的 Linux 系统中。这里无需你对 top 的使用经验，但如果你尝试去用一下，将更有利。

下面开始我们的挑战之旅吧。

# A、交互模式还是批处理模式 #

默认情况下，top 被调用时使用交互模式。在此模式下，top 无限期运行，并可以通过按键重新定义 top 的运行方式。但是，有时你需要对 top 的输出进行后续处理，但这在此模式下难以实现。解决方法？使用批处理模式吧！

\[root@localhost ~\]\# top -b

你将得到如下的输出：

![1365846987_4293.png][]

哈，等等，它是不断重复运行的，同交互模式一样。不用担心，你可以使用 -n 限制重复数量。所以，如果你希望获得一次性结果，键入：

\[root@localhost ~\]\# top -b -n 1

这一模式的真正优势在于你可以很容易的与 at 或 cron 命令结合。它们的结合，使得 Top 可以在特定时间对资源使用状态进行快照。例如，使用 at ，我们可以设定 top 在一分钟之后运行。

![1365847718_4197.png][]

细心的读者可能会问“在创建新任务时，为什么我需要在调用 Top 之前设置环境变量 TERM？”。答案是，Top 运行时需要此变量，但“at”在定时调用时并不会保留它。同上面那样简单的设置可以确保 Top 正常运行。

# B、如何监视特定进程 #

有时，我们只对几个进程感兴趣，可能只是全部进程中的4个或5个。例如，如果你想要监测进程标识（PID）为839和847的进程，你需要键入：

\[root@localhost ~\]\# top -p 839, 847

或者

\[root@localhost ~\]\# top -p 839 -p 847

你将得到如下的结果，我们可以看到，此时监视的是mysqld和sshd服务。

![1365848260_5441.png][]

看起来很简单，只需要使用 -p 列出所有需要的 PID，并使用逗号间隔或简单的多次使用 -p即可。  
另一种可能是监测拥有特定用户标识（UID）的进程。应对此需求，你可以使用 -u 或 -U 选项。假设用户“yangming”的 UID 为1000，键入：

\[root@localhost ~\]\# top -u yangming

或

\[root@localhost ~\]\# top -u 1000

或

\[root@localhost ~\]\# top -U yangming

你将看到如下结果：

![1365848865_3274.png][]

结论是，你既可以纯使用用户名，也可使用数字 UID。“-u，-U？这两者不同？”是的。同多数其它 GNU 工具一样，选项是大小写敏感的。-U 意味着 Top 将会搜索有效的、真实的、被保存的以及文件系统的 UID 进行匹配，而 -u 仅匹配有效的用户id。要知道，每一个 \*nix 进程在运行时都是用有效用户标识（effective UID），而其中有些并不等同真实用户标识。多数情况是，对类似文件系统权限或[操作系统][Link 1]功能这项的有效用户标识感兴趣的人将会检查它，而不是 UID。   
不同于 -p 仅用于命令行选项，-U 和 -u 都可以在交互模式中使用。同你猜测的一样，键入‘U’或‘u’可以依据用户名过滤进程。同样的规则依然适用，‘u’为有效用户标识，‘U’为 真实/有效/保存/文件系统用户名。你将被要求键入用户名或数字 UID。

# C、画面更新太快(太慢)了？ #

在回答这个问题之前，让我们先简单介绍一下，Top 是如何运行的。这里，strace 能够帮助你：

\[root@localhost ~\]\# strace -o ./trace.txt top -b -n 1

使用你偏爱的文本编辑器打开 ./trace.txt。你怎么想？一次调用有太多的活要做了，反正我是这么想的。Top 在每次遍历中必做的工作之一就是打开很多文件，并解析其内容，可以看看次数：

\[root@localhost ~\]\# grep open ./trace.txt | wc -l

举例而言，我的 Linux 中，这个数量是493。仔细观察就会发现，Top 遍历 /proc 文件夹，以收集进程信息。/proc 本身是一个虚拟文件系统，意味着它并非存在于真实硬盘之中，而是由 Linux 内核凭空创建，保存在内存中的。在文件夹中，如/proc/2097（2097为 PID），Linux 内核将与之关联的信息打印到此文件中，而这里就是 Top 的消息来源。

同时试一下：

\[root@localhost ~\]\# time top -b -n 1

输出如下结果：

real    0m0.537s

user    0m0.005s

sys     0m0.019s

这样你就能了解到 top 单轮工作有多快了。在我的系统中，大约为0.5-0.6秒。看“real”字段，不是“user”或“system”字段，因为“real”字段反应了 Top 工作需要的总时间。

所以，有了这个认知之后，使用适度的更新间隔是明智的。基于文件系统访问内存也是需要时间的。经验法则是，对于多数用户来说，1到3秒的间隔就足够了。在命令行中使用-d，或在交互模式下按下“s”以设置。你不用非得间隔整数秒，完全可以使用类似2.5,4.1这样的小数时间。

如命令行启动top时使用-d选项：

\[root@localhost ~\]\# top -u yangming -d 4.5

或者在交互模式下，按下‘s’，会提示从多少秒修改为多少秒，此时输入你需要的时间即可，这里我们输入4.5：

![1365850162_2130.png][]

什么时候我们需要快于1秒的更新？

*  时间段内需要更多的样本。应对这点要求，最好使用批处理模式，并将标准输出重定向到文件中，以便更好的分析。
 *  你并不在意 Top 消耗的额外CPU负荷。是的，虽然它很小，它依然需要负荷。如果你的 Linux 系统相对比较空闲，随意使用短间隔，如果不是，最好为重要的任务保留你的 CPU 时间。

一个减少 Top 工作的办法是只监测特定的几个 PID。这样，Top 无需遍历 /proc 下所有的子文件夹。用户名过滤呢？并不会变得更好。用户名过滤会给Top带来额外工作量，因此将其与短间隔联合将会增加 CPU 负荷。

当然，当你需要强制更新时，按下 Space或Enter 键，Top 将会刷新统计。

# D、定制我们需要top显示的字段 #

默认时，Top 启动后会显示下面的任务属性（绿色高亮背景显示的字段）：

![1365850467_9472.png][]

不止这些。下面我介绍一些你可能会用到的列：

<table style="font-size:14.3999996185303px; margin:0px; padding:0px; font-family:微软雅黑,Verdana,sans-serif,宋体; color:rgb(0,0,0); line-height:17.6000003814697px"> 
 <tbody style="margin:0px; padding:0px"> 
 <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
 <th style="margin:0px; padding:0px">列</th> 
 <th style="margin:0px; padding:0px">描述</th> 
 </tr> 
 <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
 <td style="margin:0px; padding:0px">nFLT ('u'键)</td> 
 <td style="margin:0px; padding:0px"> 进程启动以来重大页面错误(page fault)的个数。准确地说，页面错误是由于进程访问它的地址空间内不存在的页面引起的。“重大”的页面错误是指内核需要访问磁盘来使得该页面有效。相反，小型页面错误是指内核只需要在内存中分配页面而不用读磁盘。 例如，假设程序ABC的大小为8KB，页面大小为4KB。当程序读进内存的时候，发生了两次重大的页面错误（2*4KB）。程序本身分配了8KB空间当作临时数据。因此，还会有两次小型页面错误。 nFLT过高可能意味着： 
 <ol style="margin:0.5em 0px 0.5em 1.5em; padding:0px; list-style-position:inside"> 
 <li style="margin:0px; padding:0px">进程从磁盘读取大量资源。The task is aggressively load some portions of its executable or library from the disk.</li> 
 <li style="margin:0px; padding:0px">进程访问了一个已经交换到磁盘的页面。</li> 
 <li style="margin:0px; padding:0px"> </li> 
 </ol> 当进程第一次运行时，看到大量重大页面错误很正常。下次运行的时候，由于缓存已经分配好了，你很可能看到"0"次或者很小的 nFLT。但是，如果一个程序频繁地触发重大页面错误，很有可能是你目前安装的内存不够那个程序使用。 </td> 
 </tr> 
 <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
 <td style="margin:0px; padding:0px">nDRT ('v'键)</td> 
 <td style="margin:0px; padding:0px"> 上次页面写入磁盘以来，脏页面的数目。 什么是脏页面？先看一点背景知识。大家都知道，Linux使用了缓存系统，所以从磁盘读取的数据也会被缓存到内存中。这样做的优点是，后续的对这个磁盘块的读操作可以直接从内存中取数据，因而速度更快。 但这也是有代价的。如果缓冲区的内容被修改了，那么就需要进行同步。因此，被更改的缓冲区（脏页面）必需写回到磁盘中。同步失败则可能导致磁盘上的数据不一致。 在负载不重的系统中，nDRT 通常小于10（大约估计）或者为0。如果你的系统通常大于10，则有可能： 
 <ol style="margin:0.5em 0px 0.5em 1.5em; padding:0px; list-style-position:inside"> 
 <li style="margin:0px; padding:0px">进程正在往磁盘写入大量数据。磁盘I/O经常跟不上缓冲区的速度。</li> 
 <li style="margin:0px; padding:0px">磁盘I/O拥塞，因此即使进程修改了很小部分文件，也必需等待一段时间才能完成同步。拥塞出现在很多进程同时访问磁盘而缓存命中率低的情况下（译者注：FTP服务的典型情况）。</li> 
 </ol> 现在的话，(1) 不太可能出现，因为I/O速度越来越快，需要更少的CPU（DMA技术的出现）。所以&nbsp;(2) 出现的概率更高。 注意：在 2.6.x 内核中, 不知道为什么，这个列的值总是0。 </td> 
 </tr> 
 <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
 <td style="margin:0px; padding:0px">P ('j'键)</td> 
 <td style="margin:0px; padding:0px"> 上次使用的CPU。这个列只在SMP环境中有意义。这里的SMP指超线程，多核或者多CPU<a href="http://lib.csdn.net/base/architecture" title="大型网站架构知识库" style="color:rgb(223,52,52); text-decoration:none; font-weight:bold" rel="nofollow">架构</a>。如果你只有一个CPU（不是多核，没有超线程），这个列总是显示0。 在SMP系统中，即使这个列有几次改变，也不要吃惊。这意味着，Linux 内核尝试将你的进程移到另一个负载更少的CPU。 </td> 
 </tr> 
 <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
 <td style="margin:0px; padding:0px">CODE ('r'键) 和 DATA ('s'键)</td> 
 <td style="margin:0px; padding:0px"> CODE 只是反映了你程序代码的大小，DATA反映了你数据段(栈，堆，变量，不包含共享库) 的大小。单位都是KB。 DATA可以显示你的程序分配了多少内存。有时，也可以用来协助分析内存泄漏。当然，你需要更好的工具，如使用 valgrind 来查看每次的内存分配。如果DATA不断增长，则很有可能出现了内存泄漏。 注意：DATA, CODE, SHR, SWAP, VIRT, RES 都是使用页面大小（Intel架构上为4KB）来衡量。只读数据段也包含在CODE的大小中，因而有时候CODE比实现的段要大。 </td> 
 </tr> 
 <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
 <td style="margin:0px; padding:0px">SWAP ('p'键)</td> 
 <td style="margin:0px; padding:0px"> 已经进行交换的进程内存映像大小。这个列有时很让人疑惑： 逻辑上，你可能期望这个列显示你的程序实际上是完全进行交换，还是部分交换了，交换了多少。但是事实上不是。即使"Swap used" 列显示为0，你仍然可以很吃惊地发现所有进程的SWAP列都大于0。到底是为什么呢？ 这是由于 top 命令使用如下的计算公式： &nbsp; &nbsp; VIRT = SWAP + RES or equal &nbsp; &nbsp; SWAP = VIRT - RES 前面说过，VIRT 包含了进程的地址空间里面的所有东西：内存中的，已经进行交换的，尚未从磁盘读取的。RES 代表了进程占用的全部内存大小。所以，这里的SWAP代表了已经进行交换的全部数据，以及尚未从磁盘读取的数据。不要被SWAP这个名字迷惑了，它代表的不只是已经交换的数据。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

要显示以上的列，在交互模式下按 'f'或'o' （小写）键，然后再按相应的键。按一下显示指定的列，此时字母旁边会加上'\*'号，且字母变为大写，再按一下隐藏该列('\*'号消失，同时字母变为小写)。要确定当前显示的是哪些列，只需看第一行的字母（在"Current Fields"的右边）。大写字母表示显示了该列，小写表示隐藏。你选好以后，按回车即可。

如下图所示：

![1365850841_7353.png][]

另外，我们可以通过类似的操作来自定义top结果排序的标准。默认情况下，top使用%cpu作为排序依据。按 'F'或'O' （大写），然后再按相应的键。即使记不住那些按键也没关系，top 会显示出来。新的排序键将标上星号，相应的字母会变成大写，很直观。选好以后，记得按回车，如下图所示：

![1365851020_2217.png][]

# E、多视图还是单个视图？ #

在不同的情况下，有时候我们想监视不同的系统属性。例如，你想同时监控CPU的百分比和CPU被所有任务消耗的时间。在另一段时间，你想监控常驻内存和所有任务的总页面故障。快速按‘f’键然后切换界面？我想这也太不明智了吧。  
为什么不试试多视图窗口模式呢？按‘A’(大写)切换到多窗口界面。默认的，你将会看到4个不同的系列的字段组。每个字段组有默认的标签/名称：  
第一字段组: Def  
第二字段组: Job  
第三字段组: Mem  
第四字段组: Usr

如下图所示：

![1365851447_5561.png][]  
第一字段组就是你在单一视图窗口所常见的组，而其余的组会被隐藏。内置多视图窗口模式，所有可用的窗口通过按‘a’或者‘w'切换。注意，切换到其他窗口时会改变活动窗口（也称为当前窗口，你的交互命令都是针对当前窗口的）。假如你不确定哪一个是活动窗口的话，只需要看一下top展示的第一行（在当前时间字段的左边）。另一个改变活动窗口的方法是通过按‘G’紧跟着输入数字（1到4）。  
活动窗口是针对用户输入的，因此在开始干活之前确定选好了你偏好的界面。然后，你可以在单一窗口模式下爱干嘛干嘛。在这种情况你一般想自定义字段展示，那么你只需要按‘f’然后开始自定义。  
假如你认为第四字段组太多的话，你只需要切换到字段组然后按‘-’隐藏。请注意，即使你隐藏了当前的字段组，那并不以意味着你同时改变了活动组。再次按‘-’的话，当前组就可见了。  
如果你想操作多视图窗口模式，再次按‘A’键。那样也将使得活动组成为了单一视图窗口模式的新的字段组。

# F、"我的Linux主机上怎么会只有很少的空闲内存?" #

有同样的问题? 不管你在主板上增加多少内存，你都会很快发现空闲内存减少的非常迅速. 空闲内存算错了? 不!  
在回答这个之前, 先查看一下top命令顶部显示的内存概要 (有可能你需要按 'm'来显示出来). 在这里，你可以看到两个区域: 缓冲（buffers）和缓存（cached）。 "缓冲（Buffers）" 代表有多少内存用来缓存磁盘块 "缓存（Cached）" 有一点类似 "缓冲（Buffers）", 只是仅仅从文件读取缓存页面. 想透彻了解这部分,建议读一下Linux内核的书比如Robert M.Love写的《Linux Kernel Development》。  
这足够了解缓冲（buffers）和缓存（cached)代表系统缓存. 他们会根据linux内核机制动态增加或减少。  
除去被缓存的消耗，程序和代码同样要占据RAM. 所以，最终空闲内存显示的是RAM中不被缓存和程序/代码占用的部分 一般来说，你也可以考虑缓存区域为另一部分“空闲”RAM，如果程序需要更多内存它会减少  
从进程的角度来看，你可能想知道哪个区域代表真实的内存消耗，VIRT（virtual memory usage ）区域? 当然不是! 回顾一下，这个区域代表了进程地址空间里一切，包括相关的库。阅读top命令的源代码和proc.txt (在内核代码树中的Documentation/filesystem 文件夹内), 我的结论是RSS字段是进程内存消耗的最好的描述.我说“最好的”是因为你可以考虑它是近似而不是所有时间100%准确。

# G、使用数个保存的配置 #

希望保存多个不同的配置文件，以便于轻松的切换预配置视图？只需要创建一个 Top 二进制文件的软连接到你喜欢的名字，如执行下面命令

\[root@localhost ~\]\# ln /usr/bin/top /usr/bin/top-a

然后运行新的“top-a”。调整完毕后键入‘W’保存配置，它将被保存到 ~/.top-arc（格式为你的 Top 别名+rc）。  
这样，运行原来的 Top 可以使用之前的视图，而 top-a 则使用第二个，依次类推。

例如我运行top-a命令，然后添加PPID和UID两个字段（默认的top命令不显示这两个字段），保存后，以后我使用top-a命令时，默认就会显示这两个字段，如下图所示：

![1365852202_8266.png][]

# H、总结 #

有很多窍门使用top会更加高效。关键是知道你真正需要的是什么和可能的对Linux低级别原理的一般理解。统计并不总是正确，但至少有助于总体衡量。所有这些数字收集自 /proc，因此首先确保它已挂载！  
参考：  
Understanding The Linux Kernel，第二版。  
内核源代码树里的/filesystems/proc.txt文档。  
Linux 内核源代码。

**声明：本文章转载自[http://www.oschina.net/translate/using-top-more-efficiently][http_www.oschina.net_translate_using-top-more-efficiently]，稍作了修改，纠正了错别字，并根据个人实践添加了一些图片，另外英文版本链接为：[http://www.linuxforums.org/articles/using-top-more-efficiently\_89.html][http_www.linuxforums.org_articles_using-top-more-efficiently_89.html]**

[.NET]: http://lib.csdn.net/base/dotnet
[Linux]: http://lib.csdn.net/base/linux
[1365846987_4293.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365846987_4293.png
[1365847718_4197.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365847718_4197.png
[1365848260_5441.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365848260_5441.png
[1365848865_3274.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365848865_3274.png
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/operatingsystem
[1365850162_2130.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365850162_2130.png
[1365850467_9472.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365850467_9472.png
[1365850841_7353.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/13/1365850841_7353.png
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[http_www.linuxforums.org_articles_using-top-more-efficiently_89.html]: http://www.linuxforums.org/articles/using-top-more-efficiently_89.html