Linux查看系统资源占用

Posted 2020-11-14 hopelooking

Linux查看系统资源占用

在系统维护的过程中，随时可能有需要查看 CPU和内存的使用率，并根据相应信息分析系统状况的需求。本文介绍一下几种常见的Linux系统资源查看命令。

1、总体内存占用的查看

命令：free

图1 free命令查看内存占用

（1） free命令默认是以kb为单位显示的，可以用free -m 用Mb单位来显示。

（2） Mem行 ：   total = used  + free    其中buffers和cached虽然计算在used内， 但其实为可用内存。

（3） Mem下一行：used为真实已占内存，free为真实可用内存。

（4）Swap：内存交换区的使用情况。

 

2、查看内存占用前五的进程

命令：ps auxw | head -1;ps auxw|sort -rn -k4|head -5 

图 2.1查看内存占用前5的进程 

     如图2.1所示， 内存的单位是kb，VSZ是虚拟内存的占用，RSS是真实的内存的占用。

       命令分解：

       ps auxw显示系统资源占用情况；

       head -1表示显示第一列，即标题列；

       sort -r 表示反向排序，-n表示按数字排序，-k4表示列的第4个字符。

 

3、查看CPU占用前三的进程

命令：ps auxw|head -1;ps auxw|sort -rn -k3|head -3

图3.1 查看cpu占用前三的进程

该命令与图2.1相仿，只是选择的资源占用情况的第3列（即cpu），用“-k3”表示。

 

4、查看系统整体的负载

命令：top

图4.1 top显示系统整体负载

（1）第一行： 系统时间  + 系统运行时间 + 几个用户 + 1/5/15分钟系统平均负载

（2）第二行：进程总数(total) + 正在运行进程数(running) + 睡眠进程数(sleeping) + 停止的进程数(stopped)+ 僵尸进程数(zombie)

（3）第三行：用户空间CPU占比(us) + 内核空间CPU占比(sy)+ CPU空置率(id)

图4.2 各个任务占用资源情况

注解：

PID ：进程ID

USER ：用户名

PR ：优先级

NI ：负值表示高优先级，正值表示低优先级。

VIRT ：虚拟内存

RES ： 真实内存

SHR ：共享内存

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

参数：

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

 

 

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一 top命令

1.作用
top命令用来显示执行中的程序进程，使用权限是所有用户。

2.格式
top [－] [d delay] [q] [c] [S] [s] [i] [n]

3.主要参数
d：指定更新的间隔，以秒计算。
q：没有任何延迟的更新。如果使用者有超级用户，则top命令将会以最高的优先序执行。
c：显示进程完整的路径与名称。
S：累积模式，会将己完成或消失的子行程的CPU时间累积起来。
s：安全模式。
i：不显示任何闲置(Idle)或无用(Zombie)的行程。
n：显示更新的次数，完成后将会退出top。

 

图1 top命令的显示

在图1中，第一行表示的项目依次为当前时间、系统启动时间、当前系统登录用户数目、平均负载。第二行显示的是所有启动的进程、目前运行的、挂起(Sleeping)的和无用(Zombie)的进程。第三行显示的是目前CPU的使用情况，包括系统占用的比例、用户使用比例、闲置(Idle)比例。第四行显示物理内存的使用情况，包括总的可以使用的内存、已用内存、空闲内存、缓冲区占用的内存。第五行显示交换分区使用情况，包括总的交换分区、使用的、空闲的和用于高速缓存的大小。第六行显示的项目最多，下面列出了详细解释。
 

PID（Process ID）：进程标示号。
USER：进程所有者的用户名。
PR：进程的优先级别。
NI：进程的优先级别数值。
VIRT：进程占用的虚拟内存值。
RES：进程占用的物理内存值。
SHR：进程使用的共享内存值。
S：进程的状态，其中S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值是负数。
%CPU：该进程占用的CPU使用率。
%MEM：该进程占用的物理内存和总内存的百分比。
TIME＋：该进程启动后占用的总的CPU时间。
Command：进程启动的启动命令名称，如果这一行显示不下，进程会有一个完整的命令行。
top命令使用过程中，还可以使用一些交互的命令来完成其它参数的功能。这些命令是通过快捷键启动的。
<空格>：立刻刷新。
P：根据CPU使用大小进行排序。
T：根据时间、累计时间排序。
q：退出top命令。
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：根据使用内存大小进行排序。
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。

可以看到，top命令是一个功能十分强大的监控系统的工具，对于系统管理员而言尤其重要。但是，它的缺点是会消耗很多系统资源。

二 free命令

1.作用
free命令用来显示内存的使用情况，使用权限是所有用户。

2.格式
free [－b－k－m] [－o] [－s delay] [－t] [－V]

3.主要参数
－b －k －m：分别以字节（KB、MB）为单位显示内存使用情况。
－s delay：显示每隔多少秒数来显示一次内存使用情况。
－t：显示内存总和列。
－o：不显示缓冲区调节列。

4.应用实例
free命令是用来查看内存使用情况的主要命令。和top命令相比，它的优点是使用简单，并且只占用很少的系统资源。通过－S参数可以使用free命令不间断地监视有多少内存在使用，这样可以把它当作一个方便实时监控器。
＃free －b －s5

使用这个命令后终端会连续不断地报告内存使用情况（以字节为单位），每5秒更新一次。

 

三 uptime 命令

在linux系统中，有一种说法，当load avarage <3 系统良好，大于5 则有严重的性能问题。注意，这个值还应当除以CPU数目。

如果load avarage=8 ,CPU=3,8/3=2.666，2.66这个值表示系统状态良好

大于5也不一定是严重性能问题，有可能是的确主机提供的服务超过了他能够提供的能力，需要扩容了。要具体看看。

四 vmstat命令

vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使

用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。这个命令是我查看Linux/Unix最喜爱的命令，一个是Linux/Unix都支持，二是相比top，

我可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。

一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次

数，如:

[email protected]:~# vmstat 2 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0      0 3498472 315836 3819540    0    0     0     1    2    0  0  0 100  0

2表示每个两秒采集一次服务器状态，1表示只采集一次。

实际上，在应用过程中，我们会在一段时间内一直监控，不想监控直接结束vmstat就行了,例如:

[email protected]:~# vmstat 2  
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0      0 3499840 315836 3819660    0    0     0     1    2    0  0  0 100  0
 0  0      0 3499584 315836 3819660    0    0     0     0   88  158  0  0 100  0
 0  0      0 3499708 315836 3819660    0    0     0     2   86  162  0  0 100  0
 0  0      0 3499708 315836 3819660    0    0     0    10   81  151  0  0 100  0
 1  0      0 3499732 315836 3819660    0    0     0     2   83  154  0  0 100  0

这表示vmstat每2秒采集数据，一直采集，直到我结束程序，这里采集了5次数据我就结束了程序。

好了，命令介绍完毕，现在开始实战讲解每个参数的意思。

r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，我测试的服务器目前CPU比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。这个也和top的负载有关系，一般负载超过了3就比较高，超过了5就高，超过了10就不正常了，服务器的状态很危险。top的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。

b 表示阻塞的进程,这个不多说，进程阻塞，大家懂的。

swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。

free   空闲的物理内存的大小，我的机器内存总共8G，剩余3415M。

buff   Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存，我本机大概占用300多M

cache cache直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲，我本机大概占用300多M(这里是Linux/Unix的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。)

si  每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常。

so  每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上。

bi  块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte，我本机上没什么IO操作，所以一直是0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s，磁盘写入速度差不多140M每秒

bo 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整。

in 每秒CPU的中断次数，包括时间中断

cs 每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。

us 用户CPU时间，我曾经在一个做加密解密很频繁的服务器上，可以看到us接近100,r运行队列达到80(机器在做压力测试，性能表现不佳)。

sy 系统CPU时间，如果太高，表示系统调用时间长，例如是IO操作频繁。

id  空闲 CPU时间，一般来说，id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率，us是用户CPU使用率，sy是系统CPU使用率。

wt 等待IO CPU时间。

五 iostat命令

Linux系统中的 iostat是I/O statistics（输入/输出统计）的缩写，iostat工具将对系统的磁盘操作活动进行监视。它的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出CPU使用情况。同vmstat一样，iostat也有一个弱点，就是它不能对某个进程进行深入分析，仅对系统的整体情况进行分析。iostat属于sysstat软件包。可以用yum install sysstat 直接安装。

1．命令格式：

iostat[参数][时间][次数]

2．命令功能：

  通过iostat方便查看CPU、网卡、tty设备、磁盘、CD-ROM 等等设备的活动情况, 负载信息。

3．命令参数：

-C 显示CPU使用情况

-d 显示磁盘使用情况

-k 以 KB 为单位显示

-m 以 M 为单位显示

-N 显示磁盘阵列(LVM) 信息

-n 显示NFS 使用情况

-p[磁盘] 显示磁盘和分区的情况

-t 显示终端和CPU的信息

-x 显示详细信息

-V 显示版本信息

4．使用实例：

实例1：显示所有设备负载情况

命令：

iostat

输出：

[[email protected] ~]# iostat
Linux 2.6.18-128.el5 (CT1186)   2012年12月28日

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           8.30    0.02    5.07    0.17    0.00   86.44

Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda              22.73        43.70       487.42  674035705 7517941952
sda1              0.00         0.00         0.00       2658        536
sda2              0.11         3.74         3.51   57721595   54202216
sda3              0.98         0.61        17.51    9454172  270023368
sda4              0.00         0.00         0.00          6          0
sda5              6.95         0.12       108.73    1924834 1677123536
sda6              2.20         0.18        31.22    2837260  481488056
sda7             12.48        39.04       326.45  602094508 5035104240

说明：

cpu属性值说明：

%user：CPU处在用户模式下的时间百分比。

%nice：CPU处在带NICE值的用户模式下的时间百分比。

%system：CPU处在系统模式下的时间百分比。

%iowait：CPU等待输入输出完成时间的百分比。

%steal：管理程序维护另一个虚拟处理器时，虚拟CPU的无意识等待时间百分比。

%idle：CPU空闲时间百分比。

备注：如果%iowait的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈，%idle值高，表示CPU较空闲，如果%idle值高但系统响应慢时，有可能是CPU等待分配内存，此时应加大内存容量。%idle值如果持续低于10，那么系统的CPU处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是CPU。

disk属性值说明：

rrqm/s:  每秒进行 merge 的读操作数目。即 rmerge/s

wrqm/s:  每秒进行 merge 的写操作数目。即 wmerge/s

r/s:  每秒完成的读 I/O 设备次数。即 rio/s

w/s:  每秒完成的写 I/O 设备次数。即 wio/s

rsec/s:  每秒读扇区数。即 rsect/s

wsec/s:  每秒写扇区数。即 wsect/s

rkB/s:  每秒读K字节数。是 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为512字节。

wkB/s:  每秒写K字节数。是 wsect/s 的一半。

avgrq-sz:  平均每次设备I/O操作的数据大小 (扇区)。

avgqu-sz:  平均I/O队列长度。

await:  平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒)。

svctm: 平均每次设备I/O操作的服务时间 (毫秒)。

%util:  一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，即被io消耗的cpu百分比

备注：如果 %util 接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。如果 svctm 比较接近 await，说明 I/O 几乎没有等待时间；如果 await 远大于 svctm，说明I/O 队列太长，io响应太慢，则需要进行必要优化。如果avgqu-sz比较大，也表示有当量io在等待。