进程、线程状态查看命令:top、strace、pstack
top
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。
语法:
top [-] [d] [q] [c] [S] [s] [i] [n] [b]
参数说明:
d : 改变显示的更新速度,或是在交谈式指令列( interactive command)按 s
q : 没有任何延迟的显示速度,如果使用者是有 superuser 的权限,则 top 将会以最高的优先序执行
c : 切换显示模式,共有两种模式,一是只显示执行档的名称,另一种是显示完整的路径与名称
S : 累积模式,会将己完成或消失的子行程 ( dead child process ) 的 CPU time 累积起来
s : 安全模式,将交谈式指令取消, 避免潜在的危机
i : 不显示任何闲置 (idle) 或无用 (zombie) 的行程
n : 更新的次数,完成后将会退出 top
b : 批次档模式,搭配 "n" 参数一起使用,可以用来将 top 的结果输出到档案内
调用效果:
参数含义:
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:
total 进程总数
running 正在运行的进程数
sleeping 睡眠的进程数
stopped 停止的进程数
zombie 僵尸进程数
Cpu(s):
0.0%us【user space】— 用户空间占用CPU的百分比。
0.3%sy【sysctl】— 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
99.7%id【idolt】— 空闲CPU百分比
0.0%wa【wait】— IO等待占用CPU的百分比
0.0%hi【Hardware IRQ】— 硬中断占用CPU的百分比
0.0%si【Software Interrupts】— 软中断占用CPU的百分比
0.0%st:虚拟机占用百分比
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。
备注:
可用内存=free + buffer + cached
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,
第四行中空闲内存总量(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。
进程信息区统计区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
e USER 进程所有者的用户名
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
k %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
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
q RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA
t SHR 共享内存大小,单位kb
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
详解:
VIRT:virtual memory usage 虚拟内存
1、进程“需要的”虚拟内存大小,包括进程使用的库、代码、数据等
2、假如进程申请100m的内存,但实际只使用了10m,那么它会增长100m,而不是实际的使用量
RES:resident memory usage 常驻内存
1、进程当前使用的内存大小,但不包括swap out
2、包含其他进程的共享
3、如果申请100m的内存,实际使用10m,它只增长10m,与VIRT相反
4、关于库占用内存的情况,它只统计加载的库文件所占内存大小
SHR:shared memory 共享内存
1、除了自身进程的共享内存,也包括其他进程的共享内存
2、虽然进程只使用了几个共享库的函数,但它包含了整个共享库的大小
3、计算某个进程所占的物理内存大小公式:RES – SHR
4、swap out后,它将会降下来
DATA
1、数据占用的内存。如果top没有显示,按f键可以显示出来。
2、真正的该程序要求的数据空间,是真正在运行中要使用的。
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。
b PPID 父进程id
c RUSER Real user name
d UID 进程所有者的用户id
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 ?
j P 最后使用的CPU,仅在多CPU环境下有意义
l TIME 进程使用的CPU时间总计,单位秒
p SWAP 进程使用的虚拟内存中,被换出的大小,单位kb。
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
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。
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
其他实用命令
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。
常用操作:
top //每隔5秒显式所有进程的资源占用情况
top -d 2 //每隔2秒显式所有进程的资源占用情况
top -c //每隔5秒显式进程的资源占用情况,并显示进程的命令行参数(默认只有进程名)
top -p 12345 -p 6789//每隔5秒显示pid是12345和pid是6789的两个进程的资源占用情况
top -d 2 -c -p 123456 //每隔2秒显示pid是12345的进程的资源使用情况,并显式该进程启动的命令行参数
拓展:
查看多核CPU命令
- mpstat -P ALL
- 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,然后按数字“1”可监控每个逻辑CPU的状况:
Linux查看物理CPU个数、核数、逻辑CPU个数
# 总核数 = 物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数
# 总逻辑CPU数 = 物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数 X 超线程数
# 查看物理CPU个数
cat /proc/cpuinfo| grep "physical id"| sort| uniq| wc -l
# 查看每个物理CPU中core的个数(即核数)
cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniq
# 查看逻辑CPU的个数
cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l
strace
strace是一个可用于诊断、调试和教学的Linux用户空间跟踪器。我们用它来监控用户空间进程和内核的交互,比如系统调用、信号传递、进程状态变更等。
它可以跟踪系统调用的执行。最简单的方式,它可以从头到尾跟踪binary的执行,然后以一行文本输出系统调用的名字,参数和返回值。
strace常用来跟踪进程执行时的系统调用和接收所接收的信号,在Linux中,进程不能直接访问硬件设备,当进程需要访问硬件设备的时候(如读取磁盘,接收网络数据的时候),必须由用户态模式切换至内核态模式,通过系统调用访问硬件设备。strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数,返回值,执行消耗的时间。
Linux 操作系统有很多用来跟踪程序行为的工具,内核态的函数调用跟踪用「strace」,用户态的函数调用跟踪用「ltrace」
调用效果:
输出含义:
[email protected]:/usr# strace cat /dev/null
execve("/bin/cat", ["cat", "/dev/null"], [/* 22 vars */]) = 0
brk(0) = 0xab1000
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f29379a7000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
...
brk(0) = 0xab1000
brk(0xad2000) = 0xad2000
fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0
open("/dev/null", O_RDONLY) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFCHR|0666, st_rdev=makedev(1, 3), ...}) = 0
read(3, "", 32768) = 0
close(3) = 0
close(1) = 0
close(2) = 0
exit_group(0) = ?
每一行都是一条系统调用,等号左边是系统调用的函数名及其参数,右边是该调用的返回值。 strace 显示这些调用的参数并返回符号形式的值。
strace有两种运行模式。
一种是通过它启动要跟踪的进程。用法很简单,在原本的命令前加上strace即可。比如我们要跟踪 "ls -lh /var/log/messages" 这个命令的执行,可以这样:
strace ls -lh /var/log/messages
另外一种运行模式,是跟踪已经在运行的进程,在不中断进程执行的情况下,理解它在干嘛。 这种情况,给strace传递个-p pid 选项即可。
通用的完整用法:
strace -o output.txt -T -tt -e trace=all -p 28979
上面的含义是 跟踪28979进程的所有系统调用(-e trace=all),并统计系统调用的花费时间,以及开始时间(并以可视化的时分秒格式显示),最后将记录结果存在output.txt文件里面。
pstack
pstack工具对指定PID的进程输出函数调用栈
pstack命令可显示每个进程的栈跟踪
这个命令在排查进程问题时非常有用,比如我们发现一个服务一直处于work状态(如假死状态,好似死循环),使用这个命令就能轻松定位问题所在;可以在一段时间内,多执行几次pstack,若发现代码栈总是停在同一个位置,那个位置就需要重点关注,很可能就是出问题的地方;
pstree以树结构显示进程
参考:
https://www.runoob.com/linux/linux-comm-top.html
https://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/01/08/2316399.html
https://www.cnblogs.com/niuben/p/12017242.html
https://www.cnblogs.com/youxin/p/8837771.html
https://www.cnblogs.com/machangwei-8/p/10388883.html
https://www.cnblogs.com/youxin/p/8837771.html