Linux系统监控命令和软件安装

Linux监测命令的运行时间 time command
 

$ time sleep 5
real    0m5.003s # 程序开始至结束的时间，包括其它进程占用的时间片和IO时间
user    0m0.001s # 进程真正执行占用CPU的时间
sys    0m0.002s    # 进程在内核中调用所消耗的CPU时间
 

user+sys是进程实际的CPU时间。如果多线程执行，这个时间可能大于Real。如果IO是瓶颈，则real会大于user+sys (单线程)。
 
查看正在运行的命令和其资源使用 top

统计信息区
第一行：任务队列信息，与uptime命令执行结果相同

• 17:32:34：系统当前时间
• up 3 days, 8:04：主机已运行时间
• 5 users：用户连接数（不是用户数，who命令）
• load average: 0.09, 0.12, 0.19：系统平均负载，统计最近1,5,15分钟的系统平均负载

补充：uptime -V可查询版本
 
第二行：进程信息

• Tasks: 287 total：进程总数
• 2 running：正在运行的进程数
• 285 sleeping：睡眠的进程数
• 0 stopped：停止的进程数
• 0 zombie：僵尸进程数

第三行：CPU信息（当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行）

• 1.5 us：用户空间所占CPU百分比
• 0.9 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
• 97.5 id：空闲CPU百分比
• 0.2 wa：等待输入输出的CPU时间百分比
• 0.0 hi：硬件CPU中断占用百分比
• 0.0 si：软中断占用百分比
• 0.0 st：虚拟机占用百分比

第四行：内存信息（与第五行的信息类似与free命令）

• 8053444 total：物理内存总量
• 7779224 used：已使用的内存总量
• 274220 free：空闲的内存总量（free+used=total）
• 359212 buffers：用作内核缓存的内存量

第五行：swap信息

• 8265724 total：交换分区总量
• 33840 used：已使用的交换分区总量
• 8231884 free：空闲交换区总量
• 4358088 cached Mem：缓冲的交换区总量，内存中的内容被换出到交换区，然后又被换入到内存，但是使用过的交换区没有被覆盖，交换区的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

• PID:进程id
• PPID:父进程id
• RUSER:Real user name（看了好多，都是这样写，也不知道和user有什么区别，欢迎补充此处）
• UID:进程所有者的id
• USER:进程所有者的用户名
• GROUP:进程所有者的组名
• TTY:启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为?
• PR:优先级
• NI:nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
• P:最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
• %CPU:上次更新到现在的CPU时间占用百分比
• TIME:进程使用的CPU时间总计，单位秒
• TIME+：进程所使用的CPU时间总计，单位1/100秒
• %MEM:进程使用的物理内存百分比
• VIRT:进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
• SWAP:进程使用的虚拟内存中被被换出的大小
• RES:进程使用的、未被换出的物理内存的大小
• CODE:可执行代码占用的物理内存大小
• DATA:可执行代码以外的部分（数据段+栈）占用的物理内存大小
• SHR:共享内存大小
• nFLT:页面错误次数
• nDRT:最后一次写入到现在，被修改过的页面数
• 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）
• COMMAND:命令名/行
• WCHAN:若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
• Flags:任务标志

默认情况下，只显示比较重要的列

 
文件系统和磁盘信息监测
查看系统硬盘大小和分配

df -h

du -sh *

软件安装
不同于windows，Linux下软件安装的方式比较多样，有些也比较复杂。每种安装方式都有自己的优点和局限，也都有可能遇到问题。在我们理解了原理之后，借助谷歌，可以更好地帮助解决问题。
系统包管理器安装
软件安装最方便的、一般也不容易出问题的是利用系统自带的包管理工具，可以解决大部分的依赖问题。
但也有一些不足，主要3点：

• 需要根用户的权限。
• 如果系统版本老，安装的软件版本也会比较老。使用新版本有时又会发生冲突。
• 生物信息学中不少软件不在系统的安装源里面。

解决这些问题，就需要自己去软件官网查找最新的分发包，又有两种可能，一种是分发包直接就是编译好的软件，下载下来设置下可执行属性并放入环境变量就可以运行了，如blast或bowtie这样的工具。
 
另一种则是需要从源码编译安装，下面主要讲解下这个。
 
源码编译安装
源码编译经典的三部曲configure, make, make install。如果不出问题，一步步执行下来就安装好了。但出了问题，就不是比较容易解决的。如果知道这背后的机制，对解决问题会有很大帮助的。
 
configure是检查系统的库文件、类文件、依赖软件是否存在以及它们的版本是否满足需求，并根据实际检测结果生成Makefile的工具。一般是一堆bash命令的组合。通常也需要在这一步配置一些参数。最常用的就是指定软件的安装目录–prefix=/home/ct/soft/specific_name。
 
make则是具体的编译过程。编译的语句都写在了Makefile中。make默认编译Makefile中出现的第一个target，也可以指定target编译，并根据Makefile的设置方式依次编译所有依赖的东西。
 
Makefile通常的格式和布局如下

# 假设当前文件夹下Makefile文件中内容如下
# first: target名字
# echo "compile first": target对应的命令，任何Linux命令都可以
$ cat Makefile
first:
    echo "compile first"
all: first second
    echo "compile all"
second:
    echo "compile second"
  
# 直接运行make，会make第一个出现的target
$ make
echo "compile first"
compile first
# make first与直接make相同，因为它出现在第一个
$ make first
echo "compile first"
compile first
# all依赖于first, second，因此make all会先执行make first, make second
# 然后才是自己所代表的命令
$ make all
echo "compile first"
compile first
echo "compile second"
compile second
echo "compile all"
compile all

有些软件的安装，在执行完make后就获得了可执行程序，可以跳过make install的过程，只需要放入环境变量就可以运行了。但部分软件还需要一些依赖关系，所以需要执行make install才算完成了完整的安装。

• make install通常是拷贝make编译出来的可执行文件或者依赖的库文件(如果有的话)到configure时的–prefix指定的目录下。
• 安装好的软件放入环境变量, 就可以快乐的运行了。

两点注意:

• 从源码编译最难解决的问题就是依赖的库文件、头文件、依赖软件的缺失或版本不匹配，没有统一的解决办法，原则就是缺啥补啥。后面提到的Anaconda，会对库文件的依赖提供一个简便的解决办法。
• 三部曲每一步的执行，屏幕上都会输出比较多的信息，一定仔细看最后有没有ERROR类的字样，对判断软件有无安装成功和下一步要怎么解决问题会很有帮助。

Linux包的安装通用方式主要是这些，后面还会提到两种虚拟安装方式，都是为了简化安装而提出的。
 
Python包的安装
在没有Anaconda(或其前身canopy)出现之前，Python包以其管理混乱、安装困难著称。有了Anaconda后，不只python包的安装简单了，其它软件的安装也都方便了 (详见后面Anaconda的两个福利)。

• 首先下载Anaconda的安装包 https://www.continuum.io/downloads。
• Anaconda的安装包做的很人性化，一个bash脚本，只要运行bash Anacond*x86_64.sh，然后按照提示操作就可以了。
• 安装好后，设置或刷新下环境变量就可以使用了。
• 此后再安装python的包只需要执行pip install pakcage_name或conda install pakckage_name就可以了。
• 这里唯一需要注意的就是确认使用的python或pip确实是Anaconda安装的python或pip。
• which python查看使用的python命令。
• 如果使用的还是系统默认的python，则需要检查下环境变量的设置。

Anaconda的两个福利
1、头文件和库文件库
这是Anaconda安装后的目录结构

bin   envs  Examples  imports  lib    LICENSE.txt  pkgs     share  var
conda-meta  etc   gcc include  lib64  mkspecsplugins  ssl

其中lib目录下，一部分是依赖的动态链接库, .so文件；这也是在源码编译时最常见的拦路虎。通常，只需要把这个目录放入环境变量LD_LIBRARY_PATH里面比如export LD_LIBARY_PATH=${LD_LIBARY_PATH}:anaconda_path/lib就可以解决问题。

cairo                    libitm.a              libQtScript.so.4
cmake                    libitm.la             libQtScript.so.4.8
engines                  libitm.so             libQtScript.so.4.8.7
gcc                      libitm.so.1           libQtScriptTools.la
gcj-4.8.5-14             libitm.so.1.0.0       libQtScriptTools.prl
glib-2.0                 libitm.spec           libQtScriptTools.so
libargtable2.a           libjpeg.a             libQtScriptTools.so.4
libargtable2.la          libjpeg.la            libQtScriptTools.so.4.8
libargtable2.so          libjpeg.so            libQtScriptTools.so.4.8.7
libargtable2.so.0        libjpeg.so.8          libQtSql.la
libargtable2.so.0.1.8    libjpeg.so.8.4.0      libQtSql.prl
libasan.a                libmkl_avx2.so        libQtSql.so
libasan.la               libmkl_avx512_mic.so  libQtSql.so.4
libasan_preinit.o        libmkl_avx512.so      libQtSql.so.4.8
libasan.so               libmkl_avx.so         libQtSql.so.4.8.7

2、bioconda
bioconda提供了一个虚拟环境，方便软件的编译安装。
 
R包的安装
需要注意的也是依赖的软件或库文件的版本，同样的Anaconda提供的lib库也可以直接拿来用。

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