top命令引起系统负载升高

Linux系统环境：CentOS 6.5 x86_64

一、问题表现

系统负载升高，某一个核的cpu资源被top进程耗尽，如下图所示：

二、分析过程

1.通过strace命令打印top进程信息，出现大量重复的系统调用，如下：

查看top进程的fd信息如下：

通过以上信息推断，top进程的输入输出异常，触发select返回文件描述符，但是文件描述符未处理或处理不当造成select无限触发，陷入死循环，占用一个核的cpu资源。

2.下载procps-3.2.8查看top源码，在第3398行找到了相关调用。如代码所示标准输入被放到了select调用里，因为标准输入错误导致触发select返回fd，无tv时长的等待。

3.

long file_flags;
int rc;
char c;
fd_set fs;
FD_ZERO(&fs);
FD_SET(STDIN_FILENO, &fs);
file_flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);
if(file_flags==-1) file_flags=0;
fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, O_NONBLOCK|file_flags);
 
// check 1st, in case tv zeroed (by sig handler) before it got set
rc = chin(0, &c, 1);
if (rc <= 0) {
  // EOF is pretty much a “can’t happen” except for a kernel bug.
  // We should quickly die via SIGHUP, and thus not spin here.
  // if (rc == 0) end_pgm(0); /* EOF from terminal */
  fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, file_flags);
  select(1, &fs, NULL, NULL, &tv);
  fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, O_NONBLOCK|file_flags);
}       
if (chin(0, &c, 1) > 0) {
  fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, file_flags);
  do_key((unsigned)c);
} else {
  fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, file_flags);
}

4.标准输入的处理代码如下：

static int chin (int ech, char *buf, unsigned cnt)
{
  int rc;
 
  fflush(stdout);
  if (!ech)
      rc = read(STDIN_FILENO, buf, cnt);
  else {
      tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSAFLUSH, &Savedtty);
      rc = read(STDIN_FILENO, buf, cnt);
      tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSAFLUSH, &Rawtty);
  }
  // may be the beginning of a lengthy escape sequence
  tcflush(STDIN_FILENO, TCIFLUSH);
  return rc;                  // note: we do NOT produce a vaid ‘string’
}

5.rc为read返回值，分三类返回正的字节数、0（表示到达文件末尾）、返回负值-1（表示出错）。源码中 rc==0的情况被注掉了（如下图）造成标准输入fd未处理，select的超时未生效。

6.top在运行时出现标准输入异常这种情况一般是很难发生的，通过ps -fe 打印出了top的进程关系如下:

sudo 进程的pid变成1了，通过 ssh -t ‘strace -o sudo.strace sudo -i’  抓取信息如下：

在终端异常关闭（断网）后，并未退出，将父进程设成1继续运行。

7.经测试在ssh -t ‘sudo -i’ 这种方式登陆，sudo的父进程是sshd，当终端异常关闭时sudo会将自己的父进程改为1继续运行。正常登陆后在运行sudo的，sudo的父进程一般为bash（也可能是其他shell），不会出现类似情况。

三、总结

因线上环境很多操作需要切换到root，为了方便在ssh登陆的时候加上了 -t ‘sudo -i’ 的参数，从而导致了悲剧的发生。捷径随好但要小心陷阱，一不小心就可能酿成大错。

注：

1.setsid top 或者其他守护进程调用top，当终端异常退出引起标准输入错误时都会造成top异常。

2.Ubuntu系统不存在此问题，debian修复了此问题。

nicai@bugaosuni:~/procps-3.2.8/debian/patches$ cat top_stdin_eof.patch
Description: Check for stdin eof if term
Author: Samuel Thibault <samuel.thibault@ens-lyon.org>
Bug-Debian: http://bugs.debian.org/458986
Reviewed-by: Craig Small <csmall@debian.org>
Index: b/top.c
===================================================================
— a/top.c    2009-11-24 21:00:34.000000000 +1100
+++ b/top.c    2009-11-24 21:00:35.000000000 +1100
@@ -3408,9 +3408,8 @@
          // check 1st, in case tv zeroed (by sig handler) before it got set
          rc = chin(0, &c, 1);
          if (rc <= 0) {
–            // EOF is pretty much a “can’t happen” except for a kernel bug.
–            // We should quickly die via SIGHUP, and thus not spin here.
–            // if (rc == 0) end_pgm(0); /* EOF from terminal */
+            if (rc == 0) end_pgm(0); /* EOF from terminal, may happen if top
+                                      * erroneously gets detached from it. */
            fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, file_flags);
            select(1, &fs, NULL, NULL, &tv);
            fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, O_NONBLOCK|file_flags);
nicai@bugaosuni:~/procps-3.2.8/debian/patches$

实用的top命令 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-11/109769.htm

为什么 Linux 的 htop 命令完胜 top 命令 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-06/102626.htm

Ubuntu下最强大的进程监视器htop使用 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-05/85030.htm

CentOS 6.5中安装htop进程管理监控工具 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-03/97775.htm

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