Linux檢視CPU和記憶體使用情況

在系統維護的過程中，隨時可能有需要檢視 CPU 使用率，並根據相應資訊分析系統狀況的需要。在 CentOS 中，可以透過 top 命令來檢視 CPU 使用狀況。執行 top 命令後，CPU 使用狀態會以全屏的方式顯示，並且會處在對話的模式 -- 用基於 top 的命令，可以控制顯示方式等等。退出 top 的命令為 q （在 top 執行中敲 q 鍵一次）。

top命令是Linux下常用的效能分析工具，能夠實時顯示系統中各個程式的資源佔用狀況，類似於Windows的工作管理員

　　可以直接使用top命令後，檢視%MEM的內容。可以選擇按程式檢視或者按使用者檢視，如想檢視oracle使用者的程式記憶體使用情況的話可以使用如下的命令：
　　$ top -u oracle

內容解釋：

　　PID：程式的ID
　　USER：程式所有者
　　PR：程式的優先順序別，越小越優先被執行
　　NInice：值
　　VIRT：程式佔用的虛擬記憶體
　　RES：程式佔用的實體記憶體
　　SHR：程式使用的共享記憶體
　　S：程式的狀態。S表示休眠，R表示正在執行，Z表示僵死狀態，N表示該程式優先值為負數
　　%CPU：程式佔用CPU的使用率
　　%MEM：程式使用的實體記憶體和總記憶體的百分比
　　TIME+：該程式啟動後佔用的總的CPU時間，即佔用CPU使用時間的累加值。
　　COMMAND：程式啟動命令名稱

　　操作例項:

　　在命令列中輸入 “top”

　　即可啟動 top

　　top 的全屏對話模式可分為3部分：系統資訊欄、命令輸入欄、程式列表欄。

　　第一部分 -- 最上部的 系統資訊欄 ：

　　第一行（top）：

　　　　“00:11:04”為系統當前時刻；

　　　　“3:35”為系統啟動後到現在的運作時間；

　　　　“2 users”為當前登入到系統的使用者，更確切的說是登入到使用者的終端數 -- 同一個使用者同一時間對系統多個終端的連線將被視為多個使用者連線到系統，這裡的使用者數也將表現為終端的數目；

　　　　“load average”為當前系統負載的平均值，後面的三個值分別為1分鐘前、5分鐘前、15分鐘前程式的平均數，一般的可以認為這個數值超過 CPU 數目時，CPU 將比較吃力的負載當前系統所包含的程式；

　　第二行（Tasks）：

　　　　“59 total”為當前系統程式總數；

　　　　“1 running”為當前執行中的程式數；

　　　　“58 sleeping”為當前處於等待狀態中的程式數；

　　　　“0 stoped”為被停止的系統程式數；

　　　　“0 zombie”為被複原的程式數；

　　第三行（Cpus）：

　　　　分別表示了 CPU 當前的使用率；

　　第四行（Mem）：

　　　　分別表示了記憶體總量、當前使用量、空閒記憶體量、以及緩衝使用中的記憶體量；

　　第五行（Swap）：

　　　　表示類別同第四行（Mem），但此處反映著交換分割槽（Swap）的使用情況。通常，交換分割槽（Swap）被頻繁使用的情況，將被視作實體記憶體不足而造成的。

　　第二部分 -- 中間部分的內部命令提示欄：

　　top 執行中可以透過 top 的內部命令對程式的顯示方式進行控制。內部命令如下表：

　　s

　　- 改變畫面更新頻率

　　l - 關閉或開啟第一部分第一行 top 資訊的表示

　　t - 關閉或開啟第一部分第二行 Tasks 和第三行 Cpus 資訊的表示

　　m - 關閉或開啟第一部分第四行 Mem 和 第五行 Swap 資訊的表示

　　N - 以 PID 的大小的順序排列表示程式列表（第三部分後述）

　　P - 以 CPU 佔用率大小的順序排列程式列表 （第三部分後述）

　　M - 以記憶體佔用率大小的順序排列程式列表 （第三部分後述）

　　h - 顯示幫助

　　n - 設定在程式列表所顯示程式的數量

　　q - 退出 top

　　s -

　　改變畫面更新週期

　　第三部分 -- 最下部分的程式列表欄：

　　以 PID 區分的程式列表將根據所設定的畫面更新時間定期的更新。透過 top 內部命令可以控制此處的顯示方式

pmap

可以根據程式檢視程式相關資訊佔用的記憶體情況，(程式號可以透過ps檢視)如下所示：
　　$ pmap -d 5647

 

ps

　　如下例所示：
　　$ ps -e -o 'pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid'  其中rsz是是實際記憶體
　　$ ps -e -o 'pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid' | grep oracle |  sort -nrk

　　其中rsz為實際記憶體，上例實現按記憶體排序，由大到小

在Linux下檢視記憶體我們一般用free命令：
[root@scs-2 tmp]# free
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:       3266180    3250004      16176          0     110652    2668236
-/+ buffers/cache:     471116    2795064
Swap:      2048276      80160    1968116

下面是對這些數值的解釋：
total:總計實體記憶體的大小。
used:已使用多大。
free:可用有多少。
Shared:多個程式共享的記憶體總額。
Buffers/cached:磁碟快取的大小。
第三行(-/+ buffers/cached):
used:已使用多大。
free:可用有多少。
第四行就不多解釋了。
區別：第二行(mem)的used/free與第三行(-/+ buffers/cache) used/free的區別。 這兩個的區別在於使用的角度來看，第一行是從OS的角度來看，因為對於OS，buffers/cached 都是屬於被使用，所以他的可用記憶體是16176KB,已用記憶體是3250004KB,其中包括，核心（OS）使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第三行所指的是從應用程式角度來看，對於應用程式來說，buffers/cached 是等於可用的，因為buffer/cached是為了提高檔案讀取的效能，當應用程式需在用到記憶體的時候，buffer/cached會很快地被回收。
所以從應用程式的角度來說，可用記憶體=系統free memory+buffers+cached。
如上例：
2795064=16176+110652+2668236

接下來解釋什麼時候記憶體會被交換，以及按什麼方交換。 當可用記憶體少於額定值的時候，就會開會進行交換。
如何看額定值：
cat /proc/meminfo

[root@scs-2 tmp]# cat /proc/meminfo
MemTotal:      3266180 kB
MemFree:         17456 kB
Buffers:        111328 kB
Cached:        2664024 kB
SwapCached:          0 kB
Active:         467236 kB
Inactive:      2644928 kB
HighTotal:           0 kB
HighFree:            0 kB
LowTotal:      3266180 kB
LowFree:         17456 kB
SwapTotal:     2048276 kB
SwapFree:      1968116 kB
Dirty:               8 kB
Writeback:           0 kB
Mapped:         345360 kB
Slab:           112344 kB
Committed_AS:   535292 kB
PageTables:       2340 kB
VmallocTotal: 536870911 kB
VmallocUsed:    272696 kB
VmallocChunk: 536598175 kB
HugePages_Total:     0
HugePages_Free:      0
Hugepagesize:     2048 kB

用free -m檢視的結果：
[root@scs-2 tmp]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          3189       3173         16          0        107       2605
-/+ buffers/cache:        460       2729
Swap:         2000         78       1921

檢視/proc/kcore檔案的大小（記憶體映象）：
[root@scs-2 tmp]# ll -h /proc/kcore
-r-------- 1 root root 4.1G Jun 12 12:04 /proc/kcore

備註：

佔用記憶體的測量

測量一個程式佔用了多少記憶體，linux為我們提供了一個很方便的方法，/proc目錄為我們提供了所有的資訊，實際上top等工具也透過這裡來獲取相應的資訊。

/proc/meminfo 機器的記憶體使用資訊

/proc/pid/maps pid為程式號，顯示當前程式所佔用的虛擬地址。

/proc/pid/statm 程式所佔用的記憶體

[root@localhost ~]# cat /proc/self/statm

654 57 44 0 0 334 0

輸出解釋

CPU 以及CPU0。。。的每行的每個引數意思（以第一行為例）為：

引數 解釋 /proc//status

Size (pages) 任務虛擬地址空間的大小 VmSize/4

Resident(pages) 應用程式正在使用的實體記憶體的大小 VmRSS/4

Shared(pages) 共享頁數 0

Trs(pages) 程式所擁有的可執行虛擬記憶體的大小 VmExe/4

Lrs(pages) 被映像到任務的虛擬記憶體空間的庫的大小 VmLib/4

Drs(pages) 程式資料段和使用者態的棧的大小 （VmData+ VmStk ）4

dt(pages) 04

檢視機器可用記憶體

/proc/28248/>free

total used free shared buffers cached

Mem: 1023788 926400 97388 0 134668 503688

-/+ buffers/cache: 288044 735744

Swap: 1959920 89608 1870312

我們透過free命令檢視機器空閒記憶體時，會發現free的值很小。這主要是因為，在linux中有這麼一種思想，記憶體不用白不用，因此它儘可能的cache和buffer一些資料，以方便下次使用。但實際上這些記憶體也是可以立刻拿來使用的。

所以 空閒記憶體=free+buffers+cached=total-used

top命令 是Linux下常用的效能 分析工具 ，能夠實時顯示系統 中各個程式的資源佔用狀況，類似於Windows的任務管理 器。下面詳細介紹它的使用方法。

top - 02:53:32 up 16 days,  6:34, 17 users,  load average: 0.24, 0.21, 0.24
Tasks: 481 total,   3 running, 474 sleeping,   0 stopped,   4 zombie
Cpu(s): 10.3%us,  1.8%sy,  0.0%ni, 86.6%id,  0.5%wa,  0.2%hi,  0.6%si,  0.0%st
Mem:   4042764k total,  4001096k used,    41668k free,   383536k buffers
Swap:  2104472k total,     7900k used,  2096572k free,  1557040k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
32497 jacky     20   0  669m 222m  31m R   10  5.6       29:27.62 firefox
 4788 yiuwing   20   0  257m  18m  13m S    5  0.5          5:42.44 konsole
 5657 Liuxiaof  20   0  585m 159m  30m S    4  4.0          5:25.06 firefox
 4455 xiefc      20   0  542m  124m  30m R    4  3.1         7:23.03 firefox
 6188 Liuxiaof  20   0  191m   17m  13m S    4  0.5          0:01.16 konsole
 

統計資訊區前五行是系統整體的統計資訊。第一行是任務佇列資訊，同 uptime  命令的執行結果。其內容如下：

01:06:48  當前時間 
up 1:22  系統執行 時間，格式為時:分 
1 user  當前登入使用者 數 
load average: 0.06, 0.60, 0.48  系統負載 ，即任務佇列的平均長度。
            三個數值分別為  1分鐘、5分鐘、15分鐘前到現在的平均值。 

第二、三行為程式和CPU的資訊。當有多個CPU時，這些內容可能會超過兩行。內容如下：

Tasks: 29 total  程式總數 
1 running  正在執行的程式數 
28 sleeping  睡眠的程式數 
0 stopped  停止的程式數 
0 zombie  殭屍程式數 
Cpu(s): 0.3% us  使用者空間佔用CPU百分比 
1.0% sy  核心 空間佔用CPU百分比 
0.0% ni  使用者程式空間內改變過優先順序的程式佔用CPU百分比 
98.7% id  空閒CPU百分比 
0.0% wa  等待輸入輸出的CPU時間百分比 
0.0% hi    
0.0% si    

最後兩行為記憶體 資訊。內容如下：

Mem: 191272k total  實體記憶體總量 
173656k used  使用的實體記憶體總量 
17616k free  空閒記憶體總量 
22052k buffers  用作核心快取 的記憶體量 
Swap: 192772k total  交換區總量 
0k used  使用的交換區總量 
192772k free  空閒交換區總量 
123988k cached  緩衝的交換區總量。
            記憶體中的內容被換出到交換區，而後又被換入到記憶體，但使用過的交換區尚未被覆蓋，
            該數值即為這些內容已存在於記憶體中 的交換區的大小。
            相應的記憶體再次被換出時可不必再對交換區寫入。 

程式資訊區統計資訊區域的下方顯示了各個程式的詳細資訊。首先來認識一下各列的含義。

序號  列名  含義 
a  PID  程式id 
b  PPID  父程式id 
c  RUSER  Real user name 
d  UID  程式所有者的使用者id 
e  USER  程式所有者的使用者名稱 
f  GROUP  程式所有者的組名 
g  TTY  啟動程式的終端名。不是從終端啟動的程式則顯示為 ? 
h  PR  優先順序 
i  NI  nice值。負值表示高優先順序，正值表示低優先順序 
j  P  最後使用的CPU，僅在多CPU環境 下有意義 
k  %CPU  上次更新到現在的CPU時間佔用百分比 
l  TIME  程式使用的CPU時間總計，單位秒 
m  TIME+  程式使用的CPU時間總計，單位1/100秒 
n  %MEM  程式使用的實體記憶體 百分比 
o  VIRT  程式使用的虛擬記憶體總量，單位kb。VIRT=SWAP+RES 
p  SWAP  程式使用的虛擬記憶體中，被換出的大小，單位kb。 
q  RES  程式使用的、未被換出的實體記憶體大小，單位kb。RES=CODE+DATA 
r  CODE  可執行程式碼佔用的物理 記憶體大小，單位kb 
s  DATA  可執行程式碼以外的部分(資料 段+棧)佔用的物理 記憶體大小，單位kb 
t  SHR  共享記憶體大小，單位kb 
u  nFLT  頁面錯誤次數 
v  nDRT  最後一次寫入到現在，被修改過的頁面數。 
w  S  程式狀態。
            D =不可中斷的睡眠狀態
            R =執行
            S =睡眠
            T =跟蹤/停止
            Z =殭屍程式 
x  COMMAND  命令名/命令列 
y  WCHAN  若該程式在睡眠，則顯示睡眠中的系統函式名 
z  Flags  任務標誌，參考 sched.h 

預設情況下僅顯示比較重要的  PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND  列。可以透過下面的快捷鍵來更改顯示內容。
更改顯示內容透過 f 鍵可以選擇顯示的內容。按 f 鍵之後會顯示列的列表，按 a-z  即可顯示或隱藏對應的列，最後按Enter鍵確定。
按 o 鍵可以改變列的顯示順序。按小寫的 a-z 可以將相應的列向右移動，而大寫的 A-Z  可以將相應的列向左移動。最後按Enter鍵確定。
按大寫的 F 或 O 鍵，然後按 a-z 可以將程式按照相應的列進行排序。而大寫的  R 鍵可以將當前的排序倒轉。

 

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top命令使用過程中，還可以使用一些互動的命令來完成其它引數的功能。這些命令是透過快捷鍵啟動的。
＜空格＞：立刻重新整理。
P：根據CPU使用大小進行排序。
T：根據時間、累計時間排序。
q：退出top命令。
m：切換顯示記憶體資訊。
t：切換顯示程式和CPU狀態資訊。
c：切換顯示命令名稱和完整命令列。
M：根據使用記憶體大小進行排序。
W：將當前設定寫入~/.toprc檔案中。這是寫top配置檔案的推薦方法。

可以看到，top命令是一個功能十分強大的監控系統的工具，對於系統管理員而言尤其重要。但是，它的缺點是會消耗很多系統資源。

 應用例項
使用top命令可以監視指定使用者，預設情況是監視所有使用者的程式。如果想檢視指定使用者的情況，在終端中按“U”鍵，然後輸入使用者名稱，系統就會切換為指定使用者的程式執行介面。
ａ.作用
free命令用來顯示記憶體的使用情況，使用許可權是所有使用者。
ｂ.格式
free [－b　－k　－m] [－o] [－s delay] [－t] [－V]
ｃ.主要引數
－b －k －m：分別以位元組（KB、MB）為單位顯示記憶體使用情況。
－s delay：顯示每隔多少秒數來顯示一次記憶體使用情況。
－t：顯示記憶體總和列。
－o：不顯示緩衝區調節列。
ｄ.應用例項
free命令是用來檢視記憶體使用情況的主要命令。和top命令相比，它的優點是使用簡單，並且只佔用很少的系統資源。透過－S引數可以使用free命令不間斷地監視有多少記憶體在使用，這樣可以把它當作一個方便實時監控器。
＃free －b －s5
使用這個命令後終端會連續不斷地報告記憶體使用情況（以位元組為單位），每5秒更新一次。