Mastering Linux Top

1. 概念

Linux下的top命令用于显示排序后的系统进程信息和系统的关键指标信息，默认按照pid进行排序，该命令一般用于分析服务端的实时性能状况

使用top命令后，整个界面会将信息分为两个板块，分别是前5行的系统基础信息，维度包含了CPU，运行内存等，然而页面的下部分主要由一个表格组成，表格中展示了各个进程的状态信息

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除了以上的基本系统信息之外，top还支持显示系统的负载平均值，通常我们通过负载平均值就能够得到系统的繁忙程度，另外还支持自定义展示系统信息，如筛选、排序以及一些常用的进程操作命令

2. 基础信息

如上所述，输入top可以得到系统前5行所展示的基本信息：

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  • 第 1 行：展示了当前系统时间，其中up 964 days, 2:20表示系统已经运行了964天2小时20分钟，1 user表示当前系统1个用户登录，最后的load average参数则表示了系统的负载情况，三个数值分别表示了系统最近1, 5, 15分钟的系统负载，单核CPU的情况下，0.00表示没有任何负载，1.00则表示刚好满负载，超过1表示超负荷运行中，0.7左右的负载是一个比较理想的值，多核情况下，理想负荷值的计算方式则是CPUs * 0.7
  • 第 2 行：展示了当前系统任务总数，其中102 total表示当前系统一共运行了102个进程，其中1 running表示当前存在1个进程正在运行，100 sleeping则表示有100个进程正在睡眠，0 stopped则表示没有停止的进程数，1 zombie则表示存在1个僵尸进程

僵尸进程：僵尸进程是系统中一种特殊的进程状态，意味着该进程不再工作，但是由于其父进程未正确地将其终止，导致存在部分占用的文件描述符，因此该进程依旧存在于系统的进程表中，直到其父进程确认其终止状态，通常发生在父进程没有正确地等待其子进程的终止状态，或者在父进程在子进程之前退出而未正确处理子进程的终止

  • 第 3 行：从各个维度描述了CPU的占用情况

    • 0.7 us: 该指标表示用户态占用CPU运行时间的百分比为0.7%

    • 1.0 sy: 该指标表示内核态占用CPU运行时间的百分比为1.0%

    • 0.0 ni: 用户空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比为0.0%

    • 98.3 id: 该指标表示CPU处于空闲状态时间的百分比为98.3%

    • 0.0 wa: 该指标表示CPU等待I/O操作完成的百分比，如果该指标过高，则表示磁盘 或者 其他I/O子系统存在瓶颈

    • 0.0 hi: 硬中断「Hardware Interrupts」占CPU的百分比为0.0%

    • 0.0 si: 软中断「Software Interrupts」占CPU的百分比为0.0%

    • 0.0 st: 该指标表示虚拟机VM中的虚拟CPU从物理CPU中偷取的时间占总CPU时间的百分比，如果开启了虚拟化环境，该参数才有可能会出现，表示虚拟机需要与其他虚拟机竞争物理CPU资源的时间

  • 第 4 行：从各个维度描述了系统运行内存的情况

    • 1798924 total: 表示可使用的物理内存（RAM）总量为1798924 KB
    • 76984 free: 表示可使用的空闲物理内存为76984 KB
    • 971064 used: 表示已使用的物理内存为971064 KB
    • 750876 buff/cache: 用于磁盘缓存和文件系统缓存的内存总量，这部分内存通常被用于缓存文件系统数据，以便加快文件读取和写入操作，用于提升系统的性能

  • 第 5 行：描述了与交换空间相关的信息

    • 1048572 total: 表示交换空间的总量为1048572 KB
    • 973096 free: 表示当前未被使用的交换空间总量为973096 KB，系统可以将数据写入其中以便省出物理内存
    • 75476 used: 表示当前正在使用的交换空间总量为75476 KB，表示已经写入交换分区的数据量

3. 进程信息

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top命令中的表格展示了系统中的进程信息，进程信息默认按照PID做升序排序，其中进程表格中各列的含义如下所示：

  • PID：是进程的唯一标识符，即进程号「Process ID」，每个进程都有独一无二的PID
  • USER：表示运行该进程的用户
  • PR：是进程的优先级或调度的优先级「Priority」，较低的数字表示较高的优先级，而较高的数字则表示较低的优先级
  • NI：进程的nice值，如果该值越低，则表示该进程的优先级越高，该值越高，则表示该进程的优先级越低（数字越小，进程越重要）
  • VIRT：进程所使用的虚拟内存总量，单位是KB，虚拟内存包含了物理内存 + 交换空间
  • RES：全称是 Resident Set Size，表示当前进程占用物理内存的总量，单位是KB
  • SHR：指的是进程占用工项内存的总量，单位是KB
  • S：该列表示的是各个进程的状态，状态标识符如下所示
    • R：表示进程正在运行中 (Running)，正在使用CPU资源执行任务
    • S：表示进程处于休眠状态 (Sleeping)， 即增在等待事件的发生，如等待I/O操作完成
    • D: 表示进程正在处于不可中断休眠状态 (Uninterruptible Sleep)，表示进程正在执行不可中断的休眠，通常在等待系统关键资源时出现
    • Z: 僵尸进程 (Zombie)，表示进程已经终止，但其父进程尚未确认其终止状态，因此该进程会保留在进程表中直至父进程被回收
    • T: 表示进程已经停止 (Stopped)
    • t: 表示进程已经停止 (Tracing Stop)，但是这种停止一般是由于调试器追中而暂停的进程
    • W: 表示进程已经终止，但其退出状态尚未被回收，通常是由于父进程没有正确退出状态
    • X: 表示进程已经终止，与W标识符的含义一致
  • %CPU：进程CPU的使用率，表示进程一段时间内使用CPU的百分比
  • %Mem：进程内存的使用率，表示进程一段时间内使用内存的百分比
  • **TIME+ **：进程累计使用CPU的时间
  • COMMAND：进程的命令名称，表示文件是通过哪个可执行文件进行的

4. 其他

在top命令模式下，可以通过按键指令触发多种类型的命令，如下所示：

  • Shift + V: 可以展示出进程层级调用关系
  • M: 可以切换内存和交换空间的不同展示样式
  • Shift + P: 可以将进程按照CPU的使用率进行降序排序
  • Shift + M: 可以将进程按照物理内存的使用率进行降序排序
  • 1: 可以显示出各个CPU核心的负载情况
  • Shift + W: 将当前top命令窗口的配置写入至~/.toprc中，以便下次使用top命令时依旧采用相同的配置
  • ?: 显示top命令的帮助文档
  • Shift + H: 可以切换至线程视图，方便跟踪具体进程内的线程情况
  • u: 根据用户名过滤进程，输入后，会要求输入要查看的用户名，然后按Enter键确认
  • Space: 刷新当前top列表
  • k: 输入进程号后杀死该进程
  • r: 重新调整进程的优先级，也就是进程的nice值（数值越小，表示进程越重要）
  • c: 显示进程所执行的完整启动命令
  • f: 对进程表显示的列 或 排序方式进行调整
  • d: 对进程表的刷新时间进行调整