linux top

top

top命令是最流行的性能工具之一。大多数系统管理员运行top查看Linux和UNIX系统的运行情况。top实用工具提供一种监视进程和Linux整体性能的理想方法。将Linux进程称作任务更准确，但是在本章中我们还是将它们称作进程，因为这个工具也这样称呼它们。¹普通用户和root用户都可以运行top。图3-1显示一个空闲系统的典型top输出。

图3-1  top输出

top显示有两个部分。大约前三分之一显示关于Linux的整体信息，其余行为各个进程信息。如果扩展窗口则显示更多进程而填充整个屏幕。

更全面的Linux信息可以通过使用top之 外的几个命令来得到。不过，通过一个命令在一个屏幕上显示所有信息比较理想。第一行显示最近1分钟、5分钟和15分钟的负载平均值。负载平均值表示在 CPU上运行或者等待运行多少进程。uptime命令也可以用来显示负载平均值。接下来是进程信息，之后是CPU、内存和交换区。内存和交换区信息与 free命令输出类似。在我们确定内存和CPU使用之后的下一个问题是哪些进程正在使用它。

大部分进程信息也可以通过ps命令得到，但是top提供一种更易于阅读的格式。最有用的是用于提供帮助的h，它列出top的其他交互式命令。

3.1.1  添加和移除字段

字段可以从显示中添加或移除。进程输出可以按照CPU、内存或者其他指标排序。这是一个查看什么进程抢夺内存的理想方法。各个Linux发布版本的top语法和交互式选项不同，帮助命令可以快速列出什么命令可用。有许多交互式选项可用，用户应该花费一些时间来试验它们。

图3-2显示Red Hat Enterprise Linux ES release 3的帮助屏幕。

图3-2  top的帮助屏幕

f命令用来从top输出中添加或者移除字段。图3-3是一个Red Hat Enterprise Linux ES release 3的帮助屏幕，显示什么字段可以添加。

图3-3  top添加/移除字段的屏幕

图3-4显示一个SUSE Linux 9.0 top的帮助屏幕，可见它们提供的命令差别非常大。

图3-4  SUSE top的帮助屏幕

3.1.2  解释输出

让我们研究top信息的意义，以top的如下输出为例：

top输出的第一行显示负载平均值信息：

这个输出与uptime的输出类似。从中可看到Linux已经运行时间、当前时间和用户数量，以及1分钟、5分钟和15分钟负载平均值。接下来显示进程概要：

我们看到总共有73个进程，其中72个进程正在休 眠，一个进程正在运行，没有僵化进程或者被停止的进程。当一个进程退出并且它的父进程没有通过wait（2）或者waitpid（2）函数等待它时，它就 会成为僵化进程。这通常是由于父进程在它的子进程之前退出造成的。不同于进程表中的项，僵化进程不使用资源。停止的进程是已经向它发送STOP信号的进 程。更多信息，请参见signal（7）手册页。

接下来是CPU信息：

CPU行描述CPU如何使用它们的CPU周期。top命令报告CPU在用户或者内核模式、运行良好进程以及处在空闲状态时所花费时间的百分比。iowait列显示没有进程在CPU上运行时，处理器等待I/O完成的时间的百分比。irq和softirq列表示处理硬件和软件中断所花费的时间。早于2.6版本的Linux内核不报告irq、softirq和iowait。

接下来是内存信息：

前三个指标提供内存使用的概要，列出了总的可用内存、已使用内存和自由内存，它们都是确定对于Linux内存是否足够所需信息。

接下来五个指标标识已使用的内存如何分配。shrd 字段显示共享的内存使用，buff是缓冲使用的内存。分配给内核或者用户进程的内存可以处在三种不同状态：活动（active）、不活动脏 （inactive dirty）和不活动干净（inactive clean）。活动在top中用aotv表示，表示该内存最近被使用。不活动脏在top中用in_d表示，表示该内存最近没有使用，可以回收。要回收内存，必须将它的内容写到磁盘，这个进程命名为“清洗”，也可称作内存的第四种临时状态。一旦被清洗，不活动脏内存成为不活动干净内存，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是一本优秀的参考书，网址为http:people.redhat.com/nhorman/papers/ rhel3_vm.pdf。

接下来是交换区信息：

av字段是可用的交换区总量，之后是已用数量和自由数量，最后是内核用于缓存的内存数量。

top显示的其余部分是进程信息：

top显示尽可能多的能适合屏幕的进程。top（1）手册页中提供了字段说明的描述。表3-1提供了这些字段的概要。

表3-1                                                      top进程字段

字    段	说    明
PID	进程id编号
USER	进程所有者的用户名
PRI	进程的优先级
SIZE	进程大小，包括它的代码、栈和数据区域，以千字节为单位
RSS	进程使用的内存总量，以千字节为单位
SHARE	进程使用的共享内存数量
STAT	进程的状态，通常R表示运行，S表示休眠
%CPU	自从最近的屏幕更新以来，这个进程使用的CPU百分比
%MEM	这个进程使用的内存百分比
TIME	自从进程启动以来，这个进程使用的CPU时间量
CPU	最近执行进程的CPU
COMMAND	正在执行的命令

3.1.3  保存自定义

一个非常好的top功能是保存当前配置。可以使用交互式命令s任意更改显示，然后按w保存该视图。

top在用户的主目录中写入一个.toprc文件，用来保存配置，以便下一次这个用户启动top时使用相同的显示选项。

top也寻找默认配置文件/etc/toprc。这是一个全局配置文件，当任何用户运行实用工具时，top将读取该文件。这个文件可以使top以安全模式运行，也可以设置刷新延迟。安全模式阻止非root用户注销或者更改进程的正常值，也阻止非root用户更改top的刷新值。Red Hat Enterprise Linux ES release 3的一个/etc/toprc示例文件如下所示：

s表示安全模式，3定义三秒钟刷新间隔。其他发布版本可能有不同的/etc/toprc格式。注销进程是一个非常实用的功能。如果用户有一个失控的进程，通过top命令可以轻易找到并注销它，具体步骤为：运行top，通过u命令显示用户的所有进程，然后使用k注销它。top不只是一个优秀的性能监视工具，它也可以用来通过注销那些产生问题的进程从而改进性能。

3.1.4  批处理模式

top也可以以批处理模式运行。尝试运行以下命令：

-n 1告诉top只显示一次迭代，-b选项表示以适合写入文件的文本形式输出或者定向到另一个程序（例如less）。类似以下两行脚本的命令可以顺利完成cron工作：

可以将它添加到crontab，并每隔15分钟收集一次输出。

通过批处理可以轻松完成所有任务，无需用户的干涉。所有进程都被列出，输出并不是每5秒钟刷新一次。如果用户的主目录中存在一个.toprc配置文件，那么它用来格式化显示。以下是在一个多CPU Linux服务器上运行top批处理模式的输出。注意，其中没有显示top输出的所有258个进程。

现在读者可能明白了为什么top会如此流行。top的交互式本质和容易自定义输出的能力使它成为诊断问题的优秀工具。

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D    不可中断     Uninterruptible sleep (usually IO)
    R    正在运行，或在队列中的进程
    S    处于休眠状态
    T    停止或被追踪
    Z    僵尸进程
    W    进入内存交换（从内核2.6开始无效）
    X    死掉的进程


    <    高优先级
    N    低优先级
    L    有些页被锁进内存
    s    包含子进程
    +    位于后台的进程组；
    l    多线程，克隆线程  multi-threaded (using CLONE_THREAD, like NPTL pthreads do)

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top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器。下面详细介绍它的使用方法。
top - 01:06:48 up  1:22,  1 user,  load average: 0.06, 0.60, 0.48
Tasks:  29 total,   1 running,  28 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.3% us,  1.0% sy,  0.0% ni, 98.7% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si
Mem:    191272k total,   173656k used,    17616k free,    22052k buffers
Swap:   192772k total,        0k used,   192772k free,   123988k cached
   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
  1379 root      16   0  7976 2456 1980 S  0.7  1.3   0:11.03 sshd
14704 root      16   0  2128  980  796 R  0.7  0.5   0:02.72 top
     1 root      16   0  1992  632  544 S  0.0  0.3   0:00.90 init
     2 root      34  19     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 ksoftirqd/0
     3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 watchdog/0
统计信息区
前五行是系统整体的统计信息。第一行是任务队列信息，同 uptime 命令的执行结果。其内容如下：
01:06:48
当前时间
up 1:22
系统运行时间，格式为时:分
1 user
当前登录用户数
load average: 0.06, 0.60, 0.48
系统负载，即任务队列的平均长度。
三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。
第二、三行为进程和CPU的信息。当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行。内容如下：
Tasks: 29 total
进程总数
1 running
正在运行的进程数
28 sleeping
睡眠的进程数
0 stopped
停止的进程数
0 zombie
僵尸进程数
Cpu(s): 0.3% us
用户空间占用CPU百分比
1.0% sy
内核空间占用CPU百分比
0.0% ni
用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
98.7% id
空闲CPU百分比
0.0% wa
等待输入输出的CPU时间百分比
0.0% hi

0.0% si

最后两行为内存信息。内容如下：
Mem: 191272k total
物理内存总量
173656k used
使用的物理内存总量
17616k free
空闲内存总量
22052k buffers
用作内核缓存的内存量
Swap: 192772k total
交换区总量
0k used
使用的交换区总量
192772k free
空闲交换区总量
123988k cached
缓冲的交换区总量。
内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖，
该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。
相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。
进程信息区
统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。
序号
列名
含义
a
PID
进程id
b
PPID
父进程id
c
RUSER
Real user name
d
UID
进程所有者的用户id
e
USER
进程所有者的用户名
f
GROUP
进程所有者的组名
g
TTY
启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
h
PR
优先级
i
NI
nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
j
P
最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
k
%CPU
上次更新到现在的CPU时间占用百分比
l
TIME
进程使用的CPU时间总计，单位秒
m
TIME+
进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
n
%MEM
进程使用的物理内存百分比
o
VIRT
进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
p
SWAP
进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。
q
RES
进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
r
CODE
可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
s
DATA
可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
t
SHR
共享内存大小，单位kb
u
nFLT
页面错误次数
v
nDRT
最后一次写入到现在，被修改过的页面数。
w
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
x
COMMAND
命令名/命令行
y
WCHAN
若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
z
Flags
任务标志，参考 sched.h
默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。
更改显示内容
通过 f 键可以选择显示的内容。按 f 键之后会显示列的列表，按 a-z 即可显示或隐藏对应的列，最后按回车键确定。
按 o 键可以改变列的显示顺序。按小写的 a-z 可以将相应的列向右移动，而大写的 A-Z 可以将相应的列向左移动。最后按回车键确定。
按大写的 F 或 O 键，然后按 a-z 可以将进程按照相应的列进行排序。而大写的 R 键可以将当前的排序倒转。
命令使用
1． 工具（命令）名称
top
2．工具（命令）作用
显示系统当前的进程和其他状况； top是一个动态显示过程,即可以通过用户按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台,直到用户终止该程序为止. 比较准确的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间 对任务进行排序；而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定.
3．环境设置
在Linux下使用。
4．使用方法
4．1使用格式
top [-] [d] [p] [q] [c] [C] [S] [s]  [n]
4．2参数说明
d 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔。当然用户可以使用s交互命令来改变之。
p 通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态。
q该选项将使top没有任何延迟的进行刷新。如果调用程序有超级用户权限，那么top将以尽可能高的优先级运行。
S 指定累计模式
s 使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险。
i  使top不显示任何闲置或者僵死进程。
c  显示整个命令行而不只是显示命令名
4.3其他
　　下面介绍在top命令执行过程中可以使用的一些交互命令。从使用角度来看，熟练的掌握这些命令比掌握选项还重要一些。这些命令都是单字母的，如果在命令行选项中使用了s选项，则可能其中一些命令会被屏蔽掉。
　　Ctrl+L 擦除并且重写屏幕。
　　h或者? 显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明。
　　k 终止一个进程。系统将提示用户输入需要终止的进程PID，以及需要发送给该进程什么样的信号。一般的终止进程可以使用15信号；如果不能正常结束那就使用信号9强制结束该进程。默认值是信号15。在安全模式中此命令被屏蔽。
　　i 忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。
　　q 退出程序。
　　r 重新安排一个进程的优先级别。系统提示用户输入需要改变的进程PID以及需要设置的进程优先级值。输入一个正值将使优先级降低，反之则可以使该进程拥有更高的优先权。默认值是10。
　　S 切换到累计模式。
　　s 改变两次刷新之间的延迟时间。系统将提示用户输入新的时间，单位为s。如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s。需要注意的是如果设置太小的时间，很可能会引起不断刷新，从而根本来不及看清显示的情况，而且系统负载也会大大增加。
　　f或者F 从当前显示中添加或者删除项目。
　　o或者O 改变显示项目的顺序。
　　l 切换显示平均负载和启动时间信息。
　　m 切换显示内存信息。
　　t 切换显示进程和CPU状态信息。
　　c 切换显示命令名称和完整命令行。
　　M 根据驻留内存大小进行排序。
　　P 根据CPU使用百分比大小进行排序。
　　T 根据时间/累计时间进行排序。
    W 将当前设置写入~/.toprc文件中。这是写top配置文件的推荐方法。