Linux性能分析——分析系統性能相關的命令

摘要：本文主要學習了Linux系統中分析性能相關的命令。

ps命令

ps命令用來顯示系統中進程的運行情況，顯示的是當前系統的快照。

基本語法

1 ps [選項]

選項說明

1 -e：顯示所有進程。
2 -f：顯示完整格式的進程信息。
3 -a：所有與終端相關的進程。
4 -u：所有與終端無關的進程。
5 -x：以用戶為中心組織進程狀態信息顯示。
6 -l：顯示長列表。

使用舉例

使用ps命令：

1 [root@localhost ~]# ps
2    PID TTY          TIME CMD
3   8742 pts/0    00:00:00 bash
4   9405 pts/0    00:00:00 ps
5 [root@localhost ~]#

顯示執行的命令：

1 [root@localhost ~]# ps -f
2 UID         PID   PPID  C STIME TTY          TIME CMD
3 root       8742   8738  0 01:09 pts/0    00:00:00 -bash
4 root       9412   8742  0 05:06 pts/0    00:00:00 ps -f
5 [root@localhost ~]#

顯示所有進程以及執行的命令，可以查看進程的父進程ID：

1 [root@localhost ~]# ps -ef
2 UID         PID   PPID  C STIME TTY          TIME CMD
3 root       8742   8738  0 01:09 pts/0    00:00:00 -bash
4 root       9415   8742  0 05:08 pts/0    00:00:00 ps -ef
5 ...
6 [root@localhost ~]#

顯示目前所有在記憶體中的進程，可以查看進程的CPU占用率和記憶體占用率：

1 [root@localhost ~]# ps -aux
2 USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
3 root       8742  0.0  0.2 115508  2120 pts/0    Ss   01:09   0:00 -bash
4 root       9417  0.0  0.1 139492  1652 pts/0    R+   05:13   0:00 ps -aux
5 ...
6 [root@localhost ~]#

結果說明

使用 ps -ef 命令的結果說明：

 1 F：表示這個程式的旗標，是內核分配給進程的系統標記。
 2 S：表示進程的狀態。
 3 常用的值如下：
 4     R：運行 runnable (on run queue)。
 5     D：不可中斷 uninterruptible sleep (usually IO)。
 6     S：中斷 sleeping。
 7     T：停止 traced or stopped。
 8     Z：僵死 zombie process。
 9 UID：表示啟動進程的用戶ID。
10 PID：表示進程ID。
11 PPID：表示父進程ID。
12 C：表示進程CPU使用的資源百分比。
13 PRI：表示進程的執行優先權，其值越小越早被執行。
14 NI：表示進程的nice值，其表示進程可被執行的優先順序的修正數值。
15 ADDR：表示這是內核函數，指出該程式在記憶體的那個部分。如果是個執行的程式，一般就是“-”。
16 SZ：表示使用掉的記憶體大小。
17 WCHAN：表示目前這個程式是否正在運作當中，若為“-”表示正在運作。
18 TTY：表示登入者的終端機位置。
19 TIME：表示使用掉的CPU時間。
20 CMD：表示所下達的指令名稱。

使用 ps -aux 命令的結果說明：

 1 USER：表示進程屬於那個使用者。
 2 PID：表示進程ID。
 3 %CPU：表示進程使用掉的CPU資源百分比。
 4 %MEM：表示進程所占用的物理記憶體百分比。
 5 VSZ：表示進程使用掉的虛擬記憶體量，單位是Kbytes。
 6 RSS：表示進程占用的固定的記憶體量，單位是Kbytes。
 7 TTY：表示進程運行的終端機位置。
 8 STAT：表示進程目前的狀態。
 9 常用的值如下：
10     R：運行，指進程正在運行或在運行隊列中等待。
11     D：不可中斷，指線程收到信號不喚醒和不可運行，進程必須等待直到有中斷發生。
12     S：中斷，指進程在休眠中或者被阻塞，在等待某個條件的形成或接收到信號。
13     T：停止，指進程收到SIGSTOP、SIGSTP、SIGTIN、SIGTOU信號後停止運行運行。 
14     Z：僵死，指進程已終止，但進程描述符存在，直到父進程調用wait4()系統調用後釋放。
15 START：表示進程被觸發啟動的時間。
16 TIME：表示進程實際使用CPU運作的時間。
17 COMMAND：表示進程的實際指令。

top命令

top命令提供了實時的對系統處理器的狀態監視，能夠實時顯示系統中各個進程的資源占用狀況。

基本語法

1 top [選項]

選項說明

1 i：使top不顯示任何閑置或者僵死進程。
2 d：指定每兩次屏幕信息刷新之間的時間間隔。當然用戶可以使用s交互命令來改變之。
3 p：通過指定監控進程ID來僅僅監控某個進程的狀態。
4 q：該選項將使top沒有任何延遲的進行刷新。如果調用程式有超級用戶許可權，那麼top將以儘可能高的優先順序運行。
5 s：使top命令在安全模式中運行。這將去除交互命令所帶來的潛在危險。
6 c：顯示整個命令行而不只是顯示命令名。
7 S：指定累計模式。

交互參數

 1 i：忽略閑置和僵死進程。這是一個開關式命令。
 2 l：關閉或開啟第一部分第一行top信息的表示。
 3 t：關閉或開啟第一部分第二行Tasks和第三行Cpus信息的表示。
 4 m：關閉或開啟第一部分第四行Mem和第五行Swap信息的表示。
 5 P：根據CPU使用百分比大小進行排序。
 6 T：根據時間/累計時間進行排序。
 7 N：根據PID大小進行排序。
 8 M：根據記憶體占用率大小進行排序。
 9 c：切換顯示命令名稱和完整命令行。
10 n：設置在進程列表所顯示進程的數量。
11 k：終止一個進程。系統將提示用戶輸入需要終止的進程PID，以及需要發送給該進程什麼樣的信號。一般的終止進程可以使用15信號，如果不能正常結束那就使用信號9強制結束該進程。預設值是信號15。在安全模式中此命令被屏蔽。
12 r：重新安排一個進程的優先順序別。系統提示用戶輸入需要改變的進程PID以及需要設置的進程優先順序值。輸入一個正值將使優先順序降低，反之則可以使該進程擁有更高的優先權。預設值是10。
13 s：改變兩次刷新之間的延遲時間。系統將提示用戶輸入新的時間，單位為s。如果有小數，就換算成ms。輸入0值則系統將不斷刷新，預設值是5s。
14 q：退出程式。
15 W：將當前設置寫入~/.toprc文件中。這是寫top配置文件的推薦方法。
16 S：切換到累計模式。
17 f或者F：從當前顯示中添加或者刪除項目。
18 o或者O：改變顯示項目的順序。

使用舉例

 1 [root@localhost ~]# top
 2 top - 01:09:20 up 1 day, 13:28,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
 3 Tasks: 354 total,   1 running, 353 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
 4 %Cpu(s):  0.2 us,  0.0 sy,  0.0 ni, 99.8 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
 5 KiB Mem :  1001360 total,   441332 free,   160592 used,   399436 buff/cache
 6 KiB Swap:  2097148 total,  2097148 free,        0 used.   661448 avail Mem 
 7 
 8    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 9      1 root      20   0   44516   7184   2612 S   0.0  0.7   0:07.99 systemd
10      2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.28 kthreadd
11      3 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.55 ksoftirqd/0
12      5 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H
13      7 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.44 migration/0
14      8 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcu_bh
15      9 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcuob/0
16     10 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcuob/1
17     11 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcuob/2
18     12 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcuob/3
19 ...
20 [root@localhost ~]#

資源概況欄位說明

top視圖的上半部分是資源概況。

1）第一行是系統的一些信息。

1 01:09:20：表示系統當前時間。
2 up 1 day, 13:28：表示系統運行了1天13個小時28分鐘。
3 2 users：表示系統當前有2個用戶連接。
4 load average: 0.00, 0.01, 0.05：表示系統最近1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均負載。

2）第二行是系統進程的預覽信息。

1 n total：表示進程總數。
2 n running：表示正在運行的進程數。
3 n sleeping：表示休眠的進程數。
4 n stopped：表示停止的進程。
5 n zombie：表示僵屍進程。

3）第三行是CPU的運行信息，當有多個CPU時，內容可能會超過兩行。

1 n us：表示用戶空間占用CPU時間百分比。
2 n sy：表示內核空間占用CPU時間百分比。
3 n ni：表示用戶進程空間內改變過優先順序的進程占用CPU時間百分比。
4 n id：表示空閑時間占用CPU百分比。
5 n wa：表示等待輸入輸出占用CPU時間百分比。
6 n hi：表示硬體中斷占用CPU時間百分比。
7 n si：表示軟體中斷占用CPU時間百分比。
8 n st：表示虛擬機占用CPU時間百分比。

4）第四行是記憶體空間的使用情況。

1 n total：表示記憶體總量。
2 n free：表示剩餘的記憶體數量。
3 n used：表示使用的記憶體數量。
4 n buff/cache：表示緩衝的記憶體數量。

5）第五行是交換空間的使用情況。

1 n total：表示交換區總量。
2 n free：表示空閑的交換區數量。
3 n used：表示使用的交換區數量。
4 n avail Mem：表示緩衝的交換區數量。

進程信息欄位說明

top視圖的下半部分是進程信息。

 1 PID：進程id。
 2 PPID：父進程id。
 3 UID：進程所有者的id。
 4 USER：進程所有者的用戶名。
 5 GROUP：進程所有者的組名。
 6 TTY：啟動進程的終端名，不是從終端啟動的進程則顯示為?。
 7 PR：優先順序。
 8 NI：nice值。負值表示高優先順序，正值表示低優先順序。
 9 P：最後使用的CPU，僅在多CPU環境下有意義。
10 %CPU：上次更新到現在的CPU時間占用百分比。
11 TIME：進程使用的CPU時間總計，單位秒。
12 TIME+：進程所使用的CPU時間總計，單位1/100秒。
13 %MEM：進程使用的物理記憶體百分比。
14 VIRT：進程使用的虛擬記憶體總量，單位kb。VIRT=SWAP+RES。
15 SWAP：進程使用的虛擬記憶體中被被換出的大小。
16 RES：進程使用的、未被換出的物理記憶體的大小。
17 CODE：可執行代碼占用的物理記憶體大小。
18 DATA：可執行代碼以外的部分（數據段+棧）占用的物理記憶體大小。
19 SHR：共用記憶體大小。
20 nFLT：頁面錯誤次數。
21 nDRT：最後一次寫入到現在，被修改過的頁面數。
22 S：進程狀態（D=不可中斷的睡眠狀態，R=運行，S=睡眠，T=跟蹤/停止，Z=僵屍進程）。
23 COMMAND：命令名/行。
24 WCHAN：若該進程在睡眠，則顯示睡眠中的系統函數名。
25 Flags：任務標誌。