Linux Top 命令详解

Linux Top 命令详解 

查看多核CPU命令

mpstat -P ALL 和 sar -P ALL

说明：sar -P ALL > aaa.txt 重定向输出内容到文件 aaa.txt

top命令经常用来监控linux的系统状况，比如cpu、内存的使用，程序员基本都知道这个命令，但比较奇怪的是能用好它的人却很少，例如top监控视图中内存数值的含义就有不少的曲解。

本文通过一个运行中的WEB服务器的top监控截图，讲述top视图中的各种数据的含义，还包括视图中各进程（任务）的字段的排序。

top进入视图

top视图 01

【top视图 01】是刚进入top的基本视图，我们来结合这个视图讲解各个数据的含义。

第一行：
10:01:23 — 当前系统时间
126 days, 14:29 — 系统已经运行了126天14小时29分钟（在这期间没有重启过）
2 users — 当前有2个用户登录系统
load average: 1.15, 1.42, 1.44 — load average后面的三个数分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。

load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数，然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。

第二行：
Tasks — 任务（进程），系统现在共有183个进程，其中处于运行中的有1个，182个在休眠（sleep），stoped状态的有0个，zombie状态（僵尸）的有0个。

第三行：cpu状态
6.7% us — 用户空间占用CPU的百分比。
0.4% sy — 内核空间占用CPU的百分比。
0.0% ni — 改变过优先级的进程占用CPU的百分比
92.9% id — 空闲CPU百分比
0.0% wa — IO等待占用CPU的百分比
0.0% hi — 硬中断（Hardware IRQ）占用CPU的百分比
0.0% si — 软中断（Software Interrupts）占用CPU的百分比

在这里CPU的使用比率和windows概念不同，如果你不理解用户空间和内核空间，需要充充电了。

第四行：内存状态
8306544k total — 物理内存总量（8GB）
7775876k used — 使用中的内存总量（7.7GB）
530668k free — 空闲内存总量（530M）
79236k buffers — 缓存的内存量 （79M）

第五行：swap交换分区
2031608k total — 交换区总量（2GB）
2556k used — 使用的交换区总量（2.5M）
2029052k free — 空闲交换区总量（2GB）
4231276k cached — 缓冲的交换区总量（4GB）

这里要说明的是不能用windows的内存概念理解这些数据，如果按windows的方式此台服务器“危矣”：8G的内存总量只剩下530M的可用内存。Linux的内存管理有其特殊性，复杂点需要一本书来说明，这里只是简单说点和我们传统概念（windows）的不同。

第四行中使用中的内存总量（used）指的是现在系统内核控制的内存数，空闲内存总量（free）是内核还未纳入其管控范围的数量。纳入内核管理的内存不见得都在使用中，还包括过去使用过的现在可以被重复利用的内存，内核并不把这些可被重新使用的内存交还到free中去，因此在linux上free内存会越来越少，但不用为此担心。

如果出于习惯去计算可用内存数，这里有个近似的计算公式：第四行的free + 第四行的buffers + 第五行的cached，按这个公式此台服务器的可用内存：530668+79236+4231276 = 4.7GB。

对于内存监控，在top里我们要时刻监控第五行swap交换分区的used，如果这个数值在不断的变化，说明内核在不断进行内存和swap的数据交换，这是真正的内存不够用了。

第六行是空行

第七行以下：各进程（任务）的状态监控
PID — 进程id
USER — 进程所有者
PR — 进程优先级
NI — nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT — 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES — 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
SHR — 共享内存大小，单位kb
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
%CPU — 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM — 进程使用的物理内存百分比
TIME+ — 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
COMMAND — 进程名称（命令名/命令行）

多U多核CPU监控

在top基本视图中，按键盘数字“1”，可监控每个逻辑CPU的状况：

top视图 02

观察上图，服务器有16个逻辑CPU，实际上是4个物理CPU。

进程字段排序

默认进入top时，各进程是按照CPU的占用量来排序的，在【top视图 01】中进程ID为14210的java进程排在第一（cpu占用100%），进程ID为14183的java进程排在第二（cpu占用12%）。可通过键盘指令来改变排序字段，比如想监控哪个进程占用MEM最多，我一般的使用方法如下：

1. 敲击键盘“b”（打开/关闭加亮效果），top的视图变化如下：

top视图 03

我们发现进程id为10704的“top”进程被加亮了，top进程就是视图第二行显示的唯一的运行态（runing）的那个进程，可以通过敲击“y”键关闭或打开运行态进程的加亮效果。

2. 敲击键盘“x”（打开/关闭排序列的加亮效果），top的视图变化如下：

top视图 04

可以看到，top默认的排序列是“%CPU”。

3. 通过”shift + >”或”shift + <”可以向右或左改变排序列，下图是按一次”shift + >”的效果图：

top视图 05

视图现在已经按照%MEM来排序了。

改变进程显示字段

1. 敲击“f”键，top进入另一个视图，在这里可以编排基本视图中的显示字段：

top视图 06

这里列出了所有可在top基本视图中显示的进程字段，有”*”并且标注为大写字母的字段是可显示的，没有”*”并且是小写字母的字段是不显示的。如果要在基本视图中显示“CODE”和“DATA”两个字段，可以通过敲击“r”和“s”键：

top视图 07

2. “回车”返回基本视图，可以看到多了“CODE”和“DATA”两个字段：

top视图 08

top命令的补充

top命令是Linux上进行系统监控的首选命令，但有时候却达不到我们的要求，比如当前这台服务器，top监控有很大的局限性。这台服务器运行着websphere集群，有两个节点服务，就是【top视图 01】中的老大、老二两个java进程，top命令的监控最小单位是进程，所以看不到我关心的java线程数和客户连接数，而这两个指标是java的web服务非常重要的指标，通常我用ps和netstate两个命令来补充top的不足。

监控java线程数：
ps -eLf | grep java | wc -l

监控网络客户连接数：
netstat -n | grep tcp | grep 侦听端口 | wc -l

上面两个命令，可改动grep的参数，来达到更细致的监控要求。

在Linux系统“一切都是文件”的思想贯彻指导下，所有进程的运行状态都可以用文件来获取。系统根目录/proc中，每一个数字子目录的名字都是运行中的进程的PID，进入任一个进程目录，可通过其中文件或目录来观察进程的各项运行指标，例如task目录就是用来描述进程中线程的，因此也可以通过下面的方法获取某进程中运行中的线程数量（PID指的是进程ID）：

ls /proc/PID/task | wc -l

在linux中还有一个命令pmap，来输出进程内存的状况，可以用来分析线程堆栈：

pmap PID

一. TOP前五行统计信息

统计信息区前五行是系统整体的统计信息。

1. 第一行是任务队列信息

同 uptime 命令的执行结果:

[root@localhost ~]# uptime

13:22:30 up 8 min, 4 users, load average: 0.14, 0.38, 0.25

其内容如下：

2. 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：

3. 第四五行为内存信息。

内容如下：

二. 进程信息

top 的man 命令解释如下：

Listed below are top’s available fields. They are always associated with the letter shown, regardless of the position you may have established for them with the ‘o’ (Order fields) interactive command.Any field is selectable as the sort field, and you control whether they are sorted high-to-low or low-to-high. For additional information on sort provisions see topic 3c. TASK Area Commands.

a: PID — Process Id

The task’s unique process ID, which periodically wraps, though never restarting at zero.

b: PPID — Parent Process Pid

The process ID of a task’s parent.

c: RUSER — Real User Name

The real user name of the task’s owner.

d: UID — User Id

The effective user ID of the task’s owner.

e: USER — User Name

The effective user name of the task’s owner.

f: GROUP — Group Name

The effective group name of the task’s owner.

g: TTY — Controlling Tty

The name of the controlling terminal. This is usually the device (serial port, pty, etc.) from which the process was started, and which it uses for input oroutput. However, a task need not be associated with a terminal, in which case you’ll see ‘?’ displayed.

h: PR — Priority

The priority of the task.

i: NI — Nice value

The nice value of the task. A negative nice value means higher priority, whereas a positive nice value means lower priority. Zero in this field simply means priority will not be adjusted in determining a task’s dispatchability.

j: P — Last used CPU (SMP)

A number representing the last used processor. In a true SMP environment this will likely change frequently since the kernel intentionally uses weak affinity. Also, the very act of running top may break this weak affinity and cause more processes to change CPUs more often (because of the extra demand for cpu time).

k: %CPU — CPU usage

The task’s share of the elapsed CPU time since the last screen update, expressed as a percentage of total CPU time. In a true SMP environment, if ‘Irix mode’ is Off, top will operate in ‘Solaris mode’ where a task’s cpu usage will be divided by the total number of CPUs. You toggle ‘Irix/Solaris’ modes with the ‘I’ interactive command.

l: TIME — CPU Time

Total CPU time the task has used since it started. When ‘Cumulative mode’ is On, each process is listed with the cpu time that it and its dead children has used. You toggle ‘Cumulative mode’ with ‘S’, which is a command-line option and an interactive command. See the ‘S’ interactive command for additional information regarding this mode.

m: TIME+ — CPU Time, hundredths

The same as ‘TIME’, but reflecting more granularity through hundredths of a sec ond.

n: %MEM — Memory usage (RES)

A task’s currently used share of available physical memory.

o: VIRT — Virtual Image (kb)

The total amount of virtual memory used by the task. It includes all code, data and shared libraries plus pages that have been swapped out. (Note: you can define the STATSIZE=1 environment variable and the VIRT will be calculated from the /proc/#/state VmSize field.)

VIRT = SWAP + RES.

p: SWAP — Swapped size (kb)

The swapped out portion of a task’s total virtual memory image.

q: RES — Resident size (kb)

The non-swapped physical memory a task has used.

RES = CODE + DATA.

r: CODE — Code size (kb)

The amount of physical memory devoted to executable code, also known as the’text resident set’ size or TRS.

s: DATA — Data+Stack size (kb)

The amount of physical memory devoted to other than executable code, also known the ‘data resident set’ size or DRS.

t: SHR — Shared Mem size (kb)

The amount of shared memory used by a task. It simply reflects memory that could be potentially shared with other processes.

u: nFLT — Page Fault count

The number of major page faults that have occurred for a task. A page fault occurs when a process attempts to read from or write to a virtual page that is not currently present in its address space. A major page fault is when disk access is involved in making that page available.

v: nDRT — Dirty Pages count

The number of pages that have been modified since they were last written to disk. Dirty pages must be written to disk before the corresponding physical memory location can be used for some other virtual page.

w: S — Process Status

The status of the task which can be one of:

‘D’ = uninterruptible sleep

‘R’ = running

‘S’ = sleeping

‘T’ = traced or stopped

‘Z’ = zombie

Tasks shown as running should be more properly thought of as ‘ready to run’ –their task_struct is simply represented on the Linux run-queue. Even without a true SMP machine, you may see numerous tasks in this state depending on top’s delay interval and nice value.

x: Command — Command line or Program name

Display the command line used to start a task or the name of the associated program. You toggle between command line and name with ‘c’, which is both a command-line option and an interactive command. When you’ve chosen to display command lines, processes without a command line (like kernel threads) will be shown with only the program name in parentheses, as in this example: ( mdrecoveryd ) Either form of display is subject to potential truncation if it’s too long to fit in this field’s current width. That width depends upon other fields selected, their order and the current screen width.

Note: The ‘Command’ field/column is unique, in that it is not fixed-width. When displayed, this column will be allocated all remaining screen width (up to the maximum 512 characters) to provide for the potential growth of program names into command lines.

y: WCHAN — Sleeping in Function

Depending on the availability of the kernel link map (‘System.map’), this field will show the name or the address of the kernel function in which the task is currently sleeping. Running tasks will display a dash (‘-‘) in this column.

Note: By displaying this field, top’s own working set will be increased by over 700Kb. Your only means of reducing that overhead will be to stop and restart top.

z: Flags — Task Flags

This column represents the task’s current scheduling flags which are expressed in hexadecimal notation and with zeros suppressed. These flags are officially documented in <linux/sched.h>. Less formal documentation can also be found on the ‘Fields select’ and ‘Order fields’ screens.

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。

2.1 用快捷键更改显示内容。
（1）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。

（2）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。

设置完按回车返回界面。

三. 命令使用

详细内容可以参考MAN 帮助文档。这里列举部分内容：

命令格式：

top [-] [d] [p] [q] [c] [C] [S] [n]

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

在top命令的显示窗口，我们还可以输入以下字母，进行一些交互：

帮助文档如下：

Help for Interactive Commands – procps version 3.2.7

Window 1:Def: Cumulative mode Off. System: Delay 4.0 secs; Secure mode Off.

Z,B Global: ‘Z’ change color mappings; ‘B’ disable/enable bold

l,t,m Toggle Summaries: ‘l’ load avg; ‘t’ task/cpu stats; ‘m’ mem info

1,I Toggle SMP view: ‘1’ single/separate states; ‘I’ Irix/Solaris mode

f,o . Fields/Columns: ‘f’ add or remove; ‘o’ change display order

F or O . Select sort field

<,> . Move sort field: ‘<‘ next col left; ‘>’ next col right

R,H . Toggle: ‘R’ normal/reverse sort; ‘H’ show threads

c,i,S . Toggle: ‘c’ cmd name/line; ‘i’ idle tasks; ‘S’ cumulative time

x,y . Toggle highlights: ‘x’ sort field; ‘y’ running tasks

z,b . Toggle: ‘z’ color/mono; ‘b’ bold/reverse (only if ‘x’ or ‘y’)

u . Show specific user only

n or # . Set maximum tasks displayed

k,r Manipulate tasks: ‘k’ kill; ‘r’ renice

d or s Set update interval

W Write configuration file

q Quit

( commands shown with ‘.’ require a visible task display window )

Press ‘h’ or ‘?’ for help with Windows,

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ms。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。即显示影藏第一行

m： 切换显示内存信息。即显示影藏内存行

t ： 切换显示进程和CPU状态信息。即显示影藏CPU行

c： 切换显示命令名称和完整命令行。 显示完整的命令。 这个功能很有用。

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。