Linux 性能分析之top命令详解
概述
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，其作用类似于windows系统中的任务管理器。
top命令可以动态显示系统的负载情况，本文将详细介绍top命令的方方面面。
常用参数
top命令支持一些参数，下面是一些常用的参数：
-d：设置刷新频率。-n：设置刷新的次数。-p：显示指定进程的信息。-u：显示指定用户的进程信息。-o：指定排序字段。-h：显示帮助信息。
显示每 2 秒刷新一次且仅刷新 10 次的进程信息：
top -d 2 -n 10
显示指定用户 root 的进程信息：
top -u root
显示指定进程 ID 为 123 的信息：
top -p 123
以内存使用率排序：
top -o %MEM
top命令内容
通常top命令的输出如下所示，它包含了很多方面的数据，例如CPU，内存，系统的任务等等数据。
top - 10:32:42 up 38 min, 2 users, load average: 0.00, 0.00, 0.00
Tasks: 237 total, 1 running, 236 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.3 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 99.1 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3229.8 free, 441.0 used, 170.1 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3194.0 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1461 root 20 0 7252 3672 3280 S 0.7 0.1 0:00.03 bash
1621 root 20 0 10700 4360 3476 R 0.7 0.1 0:00.05 top
1477 root 20 0 0 0 0 I 0.3 0.0 0:00.01 kworker/0:0-events
1 root 20 0 103372 12748 9724 S 0.0 0.3 0:02.18 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.04 kthreadd
3 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_gp
4 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_par_gp
5 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 slub_flushwq
6 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 netns
8 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H-events_highpri
10 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:1H-events_highpri
11 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 mm_percpu_wq
13 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_tasks_kthre
下面便一行一行的看看top命令的数据。
第一行其实代表了系统的启动时间和系统的平均负载。
top - 10:32:42 up 38 min, 2 users, load average: 0.00, 0.00, 0.00
top - 10:32:42 up 38 min 代表当前系统的时间是10:32:42，并且该机器已经启动了38 min。2 users代表当前有两个用户登录。load average: 0.00, 0.00, 0.00代表的是系统最近5、10和15分钟内的平均负载。
这里需要注意的是平均负载并不是代表CPU的使用率。简单来说，平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数。
所谓可运行状态和不可中断状态是指：
可运行状态®：正在CPU上运行或者正在等待CPU的进程状态，如上；不可中断状态(D)：不可中断是指一些正在处于内核关键流程的进程，如果盲目打断，会造成不可预知的后果，比如正在写磁盘的进程，盲目被打断，可能会造成读写不一致的问题。
因此这里再次强调load average和CPU使用率并没有直接关系，其值可以大于100。
其实第一行的显示数据和命令uptime的作用是一样的。
第二行显示的是关于进程状态的总结。
进程可以处于不同的状态，这里显示了处于各种状态的进程数量，例如正在运行的任务、睡眠的任务、停止的任务、僵尸进程的数量等。
在下面的显示中， 系统总共有237个进程，其中1个进程处于running状态，236个进程处于sleeping状态，0个进程处于stop状态，0个进程处于僵尸进程状态。
Tasks: 237 total, 1 running, 236 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
第三行是比较关键的一行，线上定位问题的时候，会经常关注这个点。
%Cpu(s): 0.3 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 99.1 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
这里的每一个参数的含义如下所示：
us, user： 用户空间的CPU百分比sy，system: 内核空间占用的CPU百分比ni，niced：调整过优先级的用户进程占用CPU百分比id，idle: 空闲CPU的百分比wa，IO wait: 用于等待IO完成的CPU时间hi：处理硬件中断的CPU时间si: 处理软件中断的CPU时间st：这个虚拟机被hypervisor偷去的CPU时间（译注：如果当前处于一个hypervisor下的vm，实际上hypervisor也是要消耗一部分CPU处理时间的）。
第四部分是关于内存部分的数据。这里包含了两行，
第一行是物理内存的使用情况，第二行是关于交换分区的使用情况。
MiB Mem : 3635.0 total, 3229.8 free, 441.0 used, 170.1 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3194.0 avail Mem
第一行的含义如下：
3635.0 total — 物理内存总量（3265MB )3229.8 free — 空闲的内存总量（ 3229.8MB ）441.0 used — 使用中的内存总量（ 441.0MB ）170.1 buff/cache — block buffer + page cache 所占用的内存大小 （169M）
这里补充一句buff/cache的内容，在Linux 2.4以前，page cache和buffer cache是两个独立的缓存，Linux 2.4开始page cache和buffer cache进行了统一。
第二行的含义如下：
2072.0 total - 交换分区的总量2072.0 free - 空闲的交换分区的总量0.0 used - 已使用的交换分区大小3194.0 avail Mem： 这个值是系统的估算值，表示可用于启动新程序的物理内存大小（不包括 swap 空间）
第五部分是关于每个进程的数据：
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1461 root 20 0 7252 3672 3280 S 0.7 0.1 0:00.03 bash
1621 root 20 0 10700 4360 3476 R 0.7 0.1 0:00.05 top
1477 root 20 0 0 0 0 I 0.3 0.0 0:00.01 kworker/0:0-events
1 root 20 0 103372 12748 9724 S 0.0 0.3 0:02.18 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.04 kthreadd
3 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_gp
在横向列出的系统属性和状态下面，是以列显示的进程。不同的列代表下面要解释的不同属性。
PID：进程ID，进程的唯一标识符USER：进程所有者的实际用户名。PR：进程的调度优先级。这个字段的一些值是’rt’。这意味这这些进程运行在实时态。NI：进程的nice值（优先级)。NI的值处于[-20, 19]，越小的值意味着越高的优先级。VIRT：进程使用的虚拟内存。默认是KB。RES：驻留内存大小。驻留内存是任务使用的非交换物理内存大小，默认是KB。SHR：SHR是进程使用的共享内存，默认是KB。S：这个是进程的状态。它有以下不同的值:
D – 不可中断的睡眠态。R – 运行态S – 睡眠态T – 被跟踪或已停止Z – 僵尸态 CPU：自从上一次更新时到现在任务所使用的CPU时间百分比。MEM：进程使用的可用物理内存百分比。TIME：任务启动后到现在所使用的全部CPU时间，精确到百分之一秒。COMMAND：运行进程所使用的命令。
使用技巧
多核CPU监控
在top的基本视图中，按数字1，可以监控每个逻辑CPU的状况，例如下面的例子，我的虚拟机包含了4个cpu，这里显示了4个CPU的运行状况。
top - 13:35:11 up 3:40, 2 users, load average: 0.00, 0.02, 0.00
Tasks: 234 total, 1 running, 233 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu0 : 0.3 us, 0.7 sy, 0.0 ni, 98.7 id, 0.0 wa, 0.3 hi, 0.0 si, 0.0 st
%Cpu1 : 0.7 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 98.7 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.3 si, 0.0 st
%Cpu2 : 0.3 us, 0.7 sy, 0.0 ni, 99.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
%Cpu3 : 0.3 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 99.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3188.5 free, 461.1 used, 209.5 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3173.9 avail Mem
切换内存的单位
切换任务区的内存单位
在top的基本试图中，按字母e，可以切换每个任务占用内存的大小的单位, 从 KB、MB、GB、TB、PB 到 EB 循环切换。下面切换为了以MB为单位：
top - 14:45:06 up 4:59, 1 user, load average: 0.02, 0.01, 0.00
Tasks: 228 total, 2 running, 226 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.3 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 99.2 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3193.4 free, 454.6 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3180.4 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
94996 root 20 0 10.4m 4.3m 3.4m R 0.7 0.1 0:00.05 top
1712 root 20 0 0.0m 0.0m 0.0m I 0.3 0.0 0:35.48 kworker/0:0-events
1 root 20 0 165.1m 12.5m 9.6m S 0.0 0.3 1:38.13 systemd
2 root 20 0 0.0m 0.0m 0.0m S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd
3 root 0 -20 0.0m 0.0m 0.0m I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_gp
4 root 0 -20 0.0m 0.0m 0.0m I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_par_gp
切换汇总区的内存单位 使用大小字母E，可以实现汇总区域的内存的单位从 KB、MB、GB、TB、PB 到 EB 循环切换。
top - 14:54:18 up 5:08, 1 user, load average: 0.02, 0.02, 0.00
Tasks: 227 total, 2 running, 225 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.3 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 99.1 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
KiB Mem : 3722236 total, 3268096 free, 467500 used, 216364 buff/cache
KiB Swap: 2121724 total, 2121724 free, 0 used. 3254736 avail Mem
top - 14:54:34 up 5:08, 1 user, load average: 0.02, 0.02, 0.00
Tasks: 227 total, 1 running, 226 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.4 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 99.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3186.9 free, 461.2 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3173.8 avail Mem
top - 14:54:44 up 5:08, 1 user, load average: 0.01, 0.02, 0.00
Tasks: 227 total, 1 running, 226 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
GiB Mem : 3.5 total, 3.1 free, 0.4 used, 0.2 buff/cache
GiB Swap: 2.0 total, 2.0 free, 0.0 used. 3.1 avail Mem
限制展示任务的数量
快捷键 n 用于限制要展示的任务的数量，0 表示无限制。默认是全部展示（超过一页需要翻页）。
这里输入n之后，再输入5，选择只显示5条记录
top - 14:47:34 up 5:01, 1 user, load average: 0.05, 0.03, 0.00
Tasks: 227 total, 1 running, 226 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 1.5 us, 1.5 sy, 0.0 ni, 97.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3187.3 free, 460.8 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3174.2 avail Mem
Maximum tasks = 0, change to (0 is unlimited)5
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1 root 20 0 169040 12832 9800 S 0.0 0.3 1:38.14 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd
显示如下：
top - 14:48:16 up 5:02, 1 user, load average: 0.02, 0.02, 0.00
Tasks: 228 total, 1 running, 227 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.3 us, 0.5 sy, 0.0 ni, 99.0 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3190.8 free, 457.2 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3177.8 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1386 root 20 0 84320 22744 19808 S 0.3 0.6 0:00.09 smbd
1514 root 20 0 7252 3696 3304 S 0.3 0.1 0:51.33 bash
90783 root 20 0 0 0 0 I 0.3 0.0 0:00.02 kworker/2:2-mm_percpu_wq
95906 root 20 0 10700 4356 3472 R 0.3 0.1 0:00.05 top
1 root 20 0 169040 12832 9800 S 0.0 0.3 1:38.14 systemd
只展示指定用户的任务
快捷键 u 表示要过滤的用户，可以加 ! 前缀表示反向条件。可以输入 UID 或者 username，直接回车表示取消这个过滤条件。
top - 14:49:30 up 5:03, 1 user, load average: 0.00, 0.02, 0.00
Tasks: 229 total, 2 running, 227 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.5 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 98.9 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3190.0 free, 458.0 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3177.0 avail Mem
Which user (blank for all) root
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
46 root 20 0 0 0 0 S 0.3 0.0 0:00.28 kcompactd0
1454 root 20 0 19112 7260 5176 S 0.3 0.2 0:33.76 sshd
1514 root 20 0 7252 3696 3304 S 0.3 0.1 0:51.54 bash
按照CPU占用量进行排序
运行top命令后，键入大写字母P，可以对任务的CPU使用情况进行排序，有两种途径：
打开大写键盘的情况下，直接按p为打开大写键盘的情况下，shift+p。
top - 15:01:01 up 5:15, 1 user, load average: 0.02, 0.03, 0.00
Tasks: 228 total, 2 running, 226 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 2.8 us, 2.8 sy, 0.0 ni, 94.4 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3189.3 free, 458.8 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3176.2 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
727 root 20 0 26128 9688 8596 S 7.4 0.3 0:00.16 systemd-journal
99654 root 20 0 10700 4356 3476 R 3.7 0.1 0:00.74 top
1 root 20 0 169040 12832 9800 S 0.0 0.3 1:38.14 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd
3 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_gp
按照任务的内存使用量进行排序
运行top命令后，键入大写字母M，可以对任务的CPU使用情况进行排序，有两种途径：
打开大写键盘的情况下，直接按m为打开大写键盘的情况下，shift+m。
top - 15:02:25 up 5:16, 1 user, load average: 0.00, 0.02, 0.00
Tasks: 229 total, 1 running, 228 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.4 us, 0.4 sy, 0.0 ni, 99.0 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 3635.0 total, 3187.3 free, 460.8 used, 211.3 buff/cache
MiB Swap: 2072.0 total, 2072.0 free, 0.0 used. 3174.2 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1386 root 20 0 84320 22744 19808 S 0.0 0.6 0:00.09 smbd
813 root 20 0 257068 21184 16536 S 0.0 0.6 0:01.22 NetworkManager
872 root 20 0 72880 17140 14664 S 0.0 0.5 0:00.62 nmbd
1 root 20 0 169040 12832 9800 S 0.0 0.3 1:38.14 systemd
1436 root 20 0 18764 12060 10248 S 0.0 0.3 0:00.03 sshd
1433 root 20 0 18756 12036 10184 S 0.0 0.3 0:00.04 sshd
top交互模式下查看帮助
在交互模式下，敲入h可以查看帮助信息：
参考阅读
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