linux效能分析 -- top__linux

top

top命令是最流行的效能工具之一。大多數系統管理員運行top查看Linux和UNIX系統的運行情況。top工具 + 生產力提供一種監視進程和Linux整體效能的理想方法。將Linux進程稱作任務更準確，但是在本章中我們還是將它們稱作進程，因為這個工具也這樣稱呼它們。1普通使用者和root使用者都可以運行top。圖3-1顯示一個空閑系統的典型top輸出。

圖3-1  top輸出

top顯示有兩個部分。大約前三分之一顯示關於Linux的整體資訊，其餘行為各個進程資訊。如果擴充視窗則顯示更多進程而填充整個螢幕。

更全面的Linux資訊可以通過使用top之外的幾個命令來得到。不過，通過一個命令在一個螢幕上顯示所有資訊比較理想。第一行顯示最近1分鐘、5分鐘和15分鐘的負載平均值。負載平均值表示在CPU上運行或者等待運行多少進程。uptime命令也可以用來顯示負載平均值。接下來是進程資訊，之後是CPU、記憶體和交換區。記憶體和交換區資訊與free命令輸出類似。在我們確定記憶體和CPU使用之後的下一個問題是哪些進程正在使用它。

大部分進程資訊也可以通過ps命令得到，但是top提供一種更易於閱讀的格式。最有用的是用於提供協助的h，它列出top的其他互動式命令。 3.1.1  添加和移除欄位

欄位可以從顯示中添加或移除。進程輸出可以按照CPU、記憶體或者其他指標排序。這是一個查看什麼進程搶奪記憶體的理想方法。各個Linux發布版本的top文法和互動式選項不同，協助命令可以快速列出什麼命令可用。有許多互動式選項可用，使用者應該花費一些時間來實驗它們。

圖3-2顯示Red Hat Enterprise Linux ES release 3的協助螢幕。

圖3-2  top的協助螢幕

f命令用來從top輸出中添加或者移除欄位。圖3-3是一個Red Hat Enterprise Linux ES release 3的協助螢幕，顯示什麼欄位可以添加。

圖3-3  top添加/移除欄位的螢幕

圖3-4顯示一個SUSE Linux 9.0 top的協助螢幕，可見它們提供的命令差別非常大。

圖3-4  SUSE top的協助螢幕 3.1.2  解釋輸出

讓我們研究top資訊的意義，以top的如下輸出為例：

top輸出的第一行顯示負載平均值資訊：

這個輸出與uptime的輸出類似。從中可看到Linux已經已耗用時間、目前時間和使用者數量，以及1分鐘、5分鐘和15分鐘負載平均值。接下來顯示進程概要：

我們看到總共有73個進程，其中72個進程正在休眠，一個進程正在運行，沒有僵化進程或者被停止的進程。當一個進程退出並且它的父進程沒有通過wait（2）或者waitpid（2）函數等待它時，它就會成為僵化進程。這通常是由於父進程在它的子進程之前退出造成的。不同於進程表中的項，僵化進程不使用資源。停止的進程是已經向它發送STOP訊號的進程。更多資訊，請參見signal（7）手冊頁。

接下來是CPU資訊：

CPU行描述CPU如何使用它們的CPU周期。top命令報告CPU在使用者或者核心模式、運行良好進程以及處在空閑狀態時所花費時間的百分比。iowait列顯示沒有進程在CPU上運行時，處理器等待I/O完成的時間的百分比。irq和softirq列表示處理硬體和軟體中斷所花費的時間。早於2.6版本的Linux核心不報告irq、softirq和iowait。

接下來是記憶體資訊：

前三個指標提供記憶體使用量的概要，列出了總的可用記憶體、已使用記憶體和自由記憶體，它們都是確定對於Linux記憶體是否足夠所需資訊。

接下來五個指標標識已使用的記憶體如何分配。shrd欄位顯示共用的記憶體使用量，buff是緩衝使用的記憶體。分配給核心或者使用者進程的記憶體可以處在三種不同狀態：活動（active）、不活動髒（inactive dirty）和不活動乾淨（inactive clean）。活動在top中用aotv表示，表示該記憶體最近被使用。不活動髒在top中用in_d表示，表示該記憶體最近沒有使用，可以回收。要回收記憶體，必須將它的內容寫到磁碟，這個進程命名為“清洗”，也可稱作記憶體的第四種臨時狀態。一旦被清洗，不活動髒記憶體成為不活動乾淨記憶體，在top中用in_c表示。由Norm Murray和Neil Horman合著的Understanding Virtual Memory in Red Hat Enterprise Linux 3是一本優秀的參考書，網址為http:people.redhat.com/nhorman/papers/ rhel3_vm.pdf。

接下來是交換區資訊：

av欄位是可用的交換區總量，之後是已用數量和自由數量，最後是核心用於緩衝的記憶體數量。

top顯示的其餘部分是進程資訊：

top顯示儘可能多的能適合螢幕的進程。top（1）手冊頁中提供了欄位說明的描述。表3-1提供了這些欄位的概要。

表3-1                                                      top進程欄位

字    段	說    明
PID	進程id編號
USER	進程所有者的使用者名稱
PRI	進程的優先順序
SIZE	進程大小，包括它的代碼、棧和資料區域，以KB為單位
RSS	進程使用的記憶體總量，以KB為單位
SHARE	進程使用的共用記憶體數量
STAT	進程的狀態，通常R表示運行，S表示休眠
%CPU	自從最近的螢幕更新以來，這個進程使用的CPU百分比
%MEM	這個進程使用的記憶體百分比
TIME	自從進程啟動以來，這個進程使用的CPU時間量
CPU	最近執行進程的CPU
COMMAND	正在執行的命令

3.1.3  儲存自訂

一個非常好的top功能是儲存當前配置。可以使用互動式命令s任意更改顯示，然後按w儲存該視圖。

top在使用者的主目錄中寫入一個.toprc檔案，用來儲存配置，以便下一次這個使用者啟動top時使用相同的顯示選項。

top也尋找預設設定檔/etc/toprc。這是一個全域設定檔，當任何使用者運行工具 + 生產力時，top將讀取該檔案。這個檔案可以使top以安全模式運行，也可以設定重新整理延遲。安全模式阻止非root使用者登出或者更改進程的正常值，也阻止非root使用者更改top的重新整理值。Red Hat Enterprise Linux ES release 3的一個/etc/toprc樣本檔案如下所示：

s表示安全模式，3定義三秒鐘重新整理間隔。其他發布版本可能有不同的/etc/toprc格式。登出進程是一個非常實用的功能。如果使用者有一個失控的進程，通過top命令可以輕易找到並登出它，具體步驟為：運行top，通過u命令顯示使用者的所有進程，然後使用k登出它。top不只是一個優秀的效能監控工具，它也可以用來通過登出那些產生問題的進程從而改進效能。 3.1.4  批處理模式

top也可以以批處理模式運行。嘗試運行以下命令：

-n 1告訴top只顯示一次迭代，-b選項表示以適合寫入檔案的文本形式輸出或者定向到另一個程式（例如less）。類似以下兩行指令碼的命令可以順利完成cron工作：

可以將它添加到crontab，並每隔15分鐘收集一次輸出。

通過批處理可以輕鬆完成所有任務，無需使用者的幹涉。所有進程都被列出，輸出並不是每5秒鐘重新整理一次。如果使用者的主目錄中存在一個.toprc設定檔，那麼它用來格式化顯示。以下是在一個多CPU Linux伺服器上運行top批處理模式的輸出。注意，其中沒有顯示top輸出的所有258個進程。

現在讀者可能明白了為什麼top會如此流行。top的互動式本質和容易自訂輸出的能力使它成為診斷問題的優秀工具。