linux top命令中各cpu占用率含义
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linux top命令中各cpu占用率含义 【尊重原创文章摘自：http://www.iteye.com/topic/1137848】 0.3% us 用户空间占用CPU百分比 1.0% sy 内核空间占用CPU百分比 0.0% ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比 98.7% id 空闲CPU百分比 0.0% wa 等待输入输出的CPU时间百分比 0.0% hi 硬中断 0.0% si 软中断 ====================================================== Linux System and Performance Monitoring(CPU篇) 博客分类： 性能测试 linuxperformance Linux System and Performance Monitoring(CPU篇) Date:
Author: Darren Hoch 译: Tonnyom[AT]hotmail.com
前言: 网上其实有很多关于这方面的文章,那为什么还会有此篇呢,有这么几个原因,是我翻译的动力,第一,概念和内容虽然老套,但都讲得很透彻,而且还很全面.第二,理论结合实际,其中案例分析都不错.第三,不花哨,采用的工具及命令都是最基本的,有助于实际操作.但本人才疏学浅,译文大多数都是立足于自己对原文的理解,大家也可以自己去OSCAN上找原文,如果有什么较大出入,还望留言回复,甚是感激! 1.0 性能监控介绍 性能优化就是找到系统处理中的瓶颈以及去除这些的过程,多数管理员相信看一些相关的"cook book"就可以实现性能优化,通常通过对内核的一些配置是可以简单的解决问题,但并不适合每个环境,性能优化其实是对OS 各子系统达到一种平衡的定义,这些子系统包括了: CPU Memory IO Network 这些子系统之间关系是相互彼此依赖的,任何一个高负载都会导致其他子系统出现问题.比如: 大量的页调入请求导致内存队列的拥塞 网卡的大吞吐量可能导致更多的 CPU开销 大量的CPU开销又会尝试更多的内存使用请求 大量来自内存的磁盘写请求可能导致更多的 CPU 以及 IO问题 所以要对一个系统进行优化,查找瓶颈来自哪个方面是关键,虽然看似是某一个子系统出现问题,其实有可能是别的子系统导致的. 1.1 确定应用类型 基于需要理解该从什么地方来入手优化瓶颈,首先重要的一点,就是理解并分析当前系统的特点,多数系统所跑的应用类型,主要为2种: IO Bound(译注:IO 范畴): 在这个范畴中的应用,一般都是高负荷的内存使用以及存储系统,这实际上表示IO 范畴的应用,就是一个大量数据处理的过程.IO 范畴的应用不对CPU以及网络发起更多请求(除非类似NAS这样的网络存储硬件).IO 范畴的应用通常使用CPU 资源都是为了产生IO 请求以及进入到内核调度的sleep 状态.通常数据库软件(译注:mysql,oracle等)被认为是IO 范畴的应用类型. CPU Bound(译注:CPU 范畴): 在这个范畴中的应用,一般都是高负荷的CPU 占用. CPU 范畴的应用,就是一个批量处理CPU 请求以及数学计算的过程.通常web server,mail server,以及其他类型服务被认为是CPU 范畴的应用类型. 1.2 确定基准线统计 系统利用率情况,一般随管理员经验以及系统本身用途来决定.唯一要清楚的就是,系统优化希望达成什么效果,以及哪些方面是需要优化,还有参考值是什么?因此就建立一个基准线,这个统计数据必须是系统可用性能状态值,用来比较不可用性能状态值. 在以下例子中,1个系统性能的基准线快照,用来比较当高负荷时的系统性能快照. # vmstat 1 procs memory swap io system cpu r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy wa id 1 0 32 244 0 0 1 18 109 19 2 1 1 96 0 0 32 244 0 0 0 0 105 46 0 1 0 99 0 0 32 244 0 0 0 0 198 62 40 14 0 45 0 0 32 244 0 0 0 0 117 49 0 0 0 100 0 0 24 244 0 0 0 176 220 938 3 4 13 80 0 0 24 244 0 0 0 0 358
0 75 1 0 24 244 0 0 0 0 368
0 72 0 0 24 244 0 0 0 0 352
0 79 # vmstat 1 procs memory swap io system cpu r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy wa id 2 0 52 592 0 1 1 18 109 19 2 1 1 96 2 0 56 652 0 0 0 468 789 108 86 14 0 0 3 0 84 640 0 360 0 360 498 71 91 9 0 0 2 0 64 788 0 340 0 340 672 41 87 13 0 0 2 0 88 452 0 740 0
92 8 0 0 2 0 48 580 0 720 0 720 690 41 96 4 0 0 2 0 44 592 0 720 0 720 605 44 95 5 0 0 2 0 00 260 0 372 0 372 639 45 81 19 0 0 2 0 92 412 0 372 0 372 457 47 90 10 0 0 从上面第一个结果可看到,最后一列(id) 表示的是空闲时间,我们可以看到,在基准线统计时,CPU 的空闲时间在79% - 100%.在第二个结果可看到,系统处于100%的占用率以及没有空闲时间.从这个比较中,我们就可以确定是否是CPU 使用率应该被优化. 2.0 安装监控工具 多数 *nix系统都有一堆标准的监控命令.这些命令从一开始就是*nix 的一部分.Linux 则通过基本安装包以及额外包提供了其他监控工具,这些安装包多数都存在各个Linux 发布版本中.尽管还有其他更多的开源以及第三方监控软件,但本文档只讨论基于Linux 发布版本的监控工具. 本章将讨论哪些工具怎样来监控系统性能. Tool Description Base Repository vmstat all purpose performance tool yes yes mpstat provides statistics per CPU no yes sar all purpose performance monitoring tool no yes iostat provides disk statistics no yes netstat provides network statistics yes yes dstat monitoring statistics aggregator no in most distributions iptraf traffic monitoring dashboard no yes netperf Network bandwidth tool no In some distributions ethtool reports on Ethernet interface configuration yes yes iperf Network bandwidth tool no yes tcptrace Packet analysis tool no yes 3.0 CPU 介绍 CPU 利用率主要依赖于是什么资源在试图存取.内核调度器将负责调度2种资源种类:线程(单一或者多路)和中断.调度器去定义不同资源的不同优先权.以下列表从优先级高到低排列: Interrupts(译注:中断) - 设备通知内核,他们完成一次数据处理的过程.例子,当一块网卡设备递送网络数据包或者一块硬件提供了一次IO 请求. Kernel(System) Processes(译注:内核处理过程) - 所有内核处理过程就是控制优先级别. User Processes(译注:用户进程) - 这块涉及"userland".所有软件程序都运行在这个user space.这块在内核调度机制中处于低优先级. 从上面,我们可以看出内核是怎样管理不同资源的.还有几个关键内容需要介绍,以下部分就将介绍context(译注:上下文切换),run queues(译注:运行队列)以及utilization(译注:利用率). 3.1 上下文切换 多数现代处理器都能够运行一个进程(单一线程)或者线程.多路超线程处理器有能力运行多个线程.然而,Linux 内核还是把每个处理器核心的双核心芯片作为独立的处理器.比如,以Linux 内核的系统在一个双核心处理器上,是报告显示为两个独立的处理器. 一个标准的Linux 内核可以运行50 至 50,000 的处理线程.在只有一个CPU时,内核将调度并均衡每个进程线程.每个线程都分配一个在处理器中被开销的时间额度.一个线程要么就是获得时间额度或已抢先获得一些具有较高优先级(比如硬件中断),其中较高优先级的线程将从区域重新放置回处理器的队列中.这种线程的转换关系就是我们提到的上下文切换. 每次内核的上下文切换,资源被用于关闭在CPU寄存器中的线程和放置在队列中.系统中越多的上下文切换,在处理器的调度管理下,内核将得到更多的工作. 3.2 运行队列 每个CPU 都维护一个线程的运行队列.理论上,调度器应该不断的运行和执行线程.进程线程不是在sleep 状态中(译注:阻塞中和等待IO中)或就是在可运行状态中.如果CPU 子系统处于高负荷下,那就意味着内核调度将无法及时响应系统请求.导致结果,可运行状态进程拥塞在运行队列里.当运行队列越来越巨大,进程线程将花费更多的时间获取被执行. 比较流行的术语就是"load",它提供当前运行队列的详细状态.系统 load 就是指在CPU 队列中有多少数目的线程,以及其中当前有多少进程线程数目被执行的组合.如果一个双核系统执行了2个线程,还有4个在运行队列中,则 load 应该为 6. top 这个程序里显示的load averages 是指1,5,15 分钟以内的load 情况. 3.3 CPU 利用率 CPU 利用率就是定义CPU 使用的百分比.评估系统最重要的一个度量方式就是CPU 的利用率.多数性能监控工具关于CPU 利用率的分类有以下几种: User Time(译注:用户进程时间) - 关于在user space中被执行进程在CPU 开销时间百分比. System Time(译注:内核线程以及中断时间) - 关于在kernel space中线程和中断在CPU 开销时间百分比. Wait IO(译注:IO 请求等待时间) - 所有进程线程被阻塞等待完成一次IO 请求所占CPU 开销idle的时间百分比. Idle(译注:空闲) - 一个完整空闲状态的进程在CPU 处理器中开销的时间百分比. 4.0 CPU 性能监控 理解运行队列,利用率,上下文切换对怎样CPU 性能最优化之间的关系.早期提及到,性能是相对于基准线数据的.在一些系统中,通常预期所达到的性能包括: Run Queues - 每个处理器应该运行队列不超过1-3 个线程.例子,一个双核处理器应该运行队列不要超过6 个线程. CPU Utiliation - 如果一个CPU 被充分使用,利用率分类之间均衡的比例应该是 65% - 70% User Time 30% - 35% System Time 0% - 5% Idle Time Context Switches - 上下文切换的数目直接关系到CPU 的使用率,如果CPU 利用率保持在上述均衡状态时,大量的上下文切换是正常的. 很多Linux 上的工具可以得到这些状态值,首先就是 vmstat 和 top 这2个工具. 4.1 vmstat 工具的使用 vmstat 工具提供了一种低开销的系统性能观察方式.因为 vmstat 本身就是低开销工具,在非常高负荷的服务器上,你需要查看并监控系统的健康情况,在控制窗口还是能够使用vmstat 输出结果.这个工具运行在2种模式下:average 和 sample 模式.sample 模式通过指定间隔时间测量状态值.这个模式对于理解在持续负荷下的性能表现,很有帮助.下面就是 vmstat 运行1秒间隔的示例: # vmstat 1 procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu---- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa 0 0 00
0 0 5 26 7 14 4 1 95 0 0 0 00
1 98 0 0 0 00
1 98 0 Table 1: The vmstat CPU statistics Field Description r The amount of threads in the run queue. These are threads that are runnable, but the CPU is not available to execute them. 当前运行队列中线程的数目.代表线程处于可运行状态,但CPU 还未能执行. b This is the number of processes blocked and waiting on IO requests to finish. 当前进程阻塞并等待IO 请求完成的数目 in This is the number of interrupts being processed. 当前中断被处理的数目 cs This is the number of context switches currently happening on the system. 当前kernel system中,发生上下文切换的数目 us This is the percentage of user CPU utilization. CPU 利用率的百分比 sys This is the percentage of kernel and interrupts utilization. 内核和中断利用率的百分比 wa This is the percentage of idle processor time due to the fact that ALL runnable threads are blocked waiting on IO. 所有可运行状态线程被阻塞在等待IO 请求的百分比 id This is the percentage of time that the CPU is completely idle. CPU 空闲时间的百分比 4.2 案例学习:持续的CPU 利用率 在这个例子中,这个系统被充分利用 # vmstat 1 procs memory swap io system cpu r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy wa id 3 0 92
0 0 0 0 718 26 81 19 0 0 2 0 72
0 0 0 0 758 23 96 4 0 0 1 0 08
0 0 0 0 820 20 96 4 0 0 1 0 84
93 7 0 0 2 0 48
0 412 0 412 763 70 84 16 0 0 2 0 56
0 0 0 0 874 25 89 11 0 0 1 0 68
0 0 0 0 940 24 86 14 0 0 1 0 00
0 0 0 0 929 27 95 3 0 2 3 0 76
93 7 0 0 4 0 16
0 0 0 0 874 36 93 6 0 1 4 0 24
0 0 0 0 850 26 77 23 0 0 2 0 96
0 0 0 0 736 23 83 17 0 0 0 0 80
0 0 0 0 861 21 91 8 0 1 根据观察值,我们可以得到以下结论: 1,有大量的中断(in) 和较少的上下文切换(cs).这意味着一个单一的进程在产生对硬件设备的请求. 2,进一步显示某单个应用,user time(us) 经常在85%或者更多.考虑到较少的上下文切换,这个应用应该还在处理器中被处理. 3,运行队列还在可接受的性能范围内,其中有2个地方,是超出了允许限制. 4.3 案例学习:超负荷调度 在这个例子中,内核调度中的上下文切换处于饱和 # vmstat 1 procs memory swap io system cpu r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy wa id 2 1 76
57 27 0 1 48
83 0 0 1 04
78 7 0 1 76
78 10 2 0 00
83 4 3 1 24
91 0 4 2 40
0 0 880 520 443 907 22 10 67 0 5 3 56
77 0 4 2 52
87 0 6 1 36
85 0 0 1 44
0 0 892 0 438
90 0 根据观察值,我们可以得到以下结论: 1,上下文切换数目高于中断数目,说明kernel中相当数量的时间都开销在上下文切换线程. 2,大量的上下文切换将导致CPU 利用率分类不均衡.很明显实际上等待io 请求的百分比(wa)非常高,以及user time百分比非常低(us). 3,因为CPU 都阻塞在IO请求上,所以运行队列里也有相当数目的可运行状态线程在等待执行. 4.4 mpstat 工具的使用 如果你的系统运行在多处理器芯片上,你可以使用 mpstat 命令来监控每个独立的芯片.Linux 内核视双核处理器为2 CPU's,因此一个双核处理器的双内核就报告有4 CPU's 可用. mpstat 命令给出的CPU 利用率统计值大致和 vmstat 一致,但是 mpstat 可以给出基于单个处理器的统计值. # mpstat –P ALL 1 Linux 2.4.21-20.ELsmp (localhost.localdomain) 05/23/:31 PM CPU %user %nice %system %idle intr/s 05:17:32 PM all 0.00 0.00 3.19 96.53 13.27 05:17:32 PM 0 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 05:17:32 PM 1 1.12 0.00 12.73 86.15 13.27 05:17:32 PM 2 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 05:17:32 PM 3 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 4.5 案例学习: 未充分使用的处理量 在这个例子中,为4 CPU核心可用.其中2个CPU 主要处理进程运行(CPU 0 和1).第3个核心处理所有内核和其他系统功能(CPU 3).第4个核心处于idle(CPU 2). 使用 top 命令可以看到有3个进程差不多完全占用了整个CPU 核心. # top -d 1 top - 23:08:53 up 8:34, 3 users, load average: 0.91, 0.37, 0.13 Tasks: 190 total, 4 running, 186 sleeping, 0 stopped, 0 zombie Cpu(s): 75.2% us, 0.2% sy, 0.0% ni, 24.5% id, 0.0% wa, 0.0% hi, 0.0% si Mem: 2074736k total, 448684k used, 1626052k free, 73756k buffers Swap: 4192956k total, 0k used, 4192956k free, 259044k cached PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 15957 nobody 25 0
R 100 20.5 0:25.48 php 15959 mysql 25 0
R 100 38.2 0:17.78 mysqld 15960 apache 25 0
R 100 15.7 0:11.20 httpd 15901 root 16 0 0 R 1 0.1 0:01.59 top 1 root 16 0
S 0 0.0 0:00.64 init # mpstat –P ALL 1 Linux 2.4.21-20.ELsmp (localhost.localdomain) 05/23/:31 PM CPU %user %nice %system %idle intr/s 05:17:32 PM all 81.52 0.00 18.48 21.17 130.58 05:17:32 PM 0 83.67 0.00 17.35 0.00 115.31 05:17:32 PM 1 80.61 0.00 19.39 0.00 13.27 05:17:32 PM 2 0.00 0.00 16.33 84.66 2.01 05:17:32 PM 3 79.59 0.00 21.43 0.00 0.00 05:17:32 PM CPU %user %nice %system %idle intr/s 05:17:33 PM all 85.86 0.00 14.14 25.00 116.49 05:17:33 PM 0 88.66 0.00 12.37 0.00 116.49 05:17:33 PM 1 80.41 0.00 19.59 0.00 0.00 05:17:33 PM 2 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 05:17:33 PM 3 83.51 0.00 16.49 0.00 0.00 05:17:33 PM CPU %user %nice %system %idle intr/s 05:17:34 PM all 82.74 0.00 17.26 25.00 115.31 05:17:34 PM 0 85.71 0.00 13.27 0.00 115.31 05:17:34 PM 1 78.57 0.00 21.43 0.00 0.00 05:17:34 PM 2 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 05:17:34 PM 3 92.86 0.00 9.18 0.00 0.00 05:17:34 PM CPU %user %nice %system %idle intr/s 05:17:35 PM all 87.50 0.00 12.50 25.00 115.31 05:17:35 PM 0 91.84 0.00 8.16 0.00 114.29 05:17:35 PM 1 90.82 0.00 10.20 0.00 1.02 05:17:35 PM 2 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 05:17:35 PM 3 81.63 0.00 15.31 0.00 0.00 你也可以使用 ps 命令通过查看 PSR 这列,检查哪个进程在占用了哪个CPU. # while :; do ps -eo pid,ni,pri,pcpu,psr,comm | grep 'mysqld'; sleep 1; done PID NI PRI %CPU PSR COMMAND
86.0 3 mysqld PID NI PRI %CPU PSR COMMAND
94.0 3 mysqld PID NI PRI %CPU PSR COMMAND
96.6 3 mysqld PID NI PRI %CPU PSR COMMAND
98.0 3 mysqld PID NI PRI %CPU PSR COMMAND
98.8 3 mysqld PID NI PRI %CPU PSR COMMAND
99.3 3 mysqld 4.6 结论 监控 CPU 性能由以下几个部分组成: 1,检查system的运行队列,以及确定不要超出每个处理器3个可运行状态线程的限制. 2,确定CPU 利用率中user/system比例维持在70/30 3,当CPU 开销更多的时间在system mode,那就说明已经超负荷并且应该尝试重新调度优先级 4,当I/O 处理得到增长,CPU 范畴的应用处理将受到影响
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(最多只允许输入30个字)linux下获取占用CPU资源最多的10个进程，可以使用如下命令组合：ps aux|head -1;ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +3|headlinux下获取占用内存资源最多的10个进程，可以使用如下命令组合：ps aux|head -1;ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +4|head&&&&命令组合解析（针对CPU的，MEN也同样道理）：ps aux|head -1;ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +3|head该命令组合实际上是下面两句命令：ps aux|head -1ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +3|head
可以使用一下命令查使用内存最多的10个进程
查看占用cpu最高的进程
aux|head -1;ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +3|head
或者top （然后按下M，注意这里是大写）
查看占用内存最高的进程
ps aux|head -1;ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +4|head
或者top （然后按下P，注意这里是大写）
该命令组合实际上是下面两句命令：
ps aux|head -1ps aux|grep -v PID|sort -rn -k +3|head
其中第一句主要是为了获取标题（USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND）。接下来的grep -v PID是将ps aux命令得到的标题去掉，即grep不包含PID这三个字母组合的行，再将其中结果使用sort排序。sort -rn -k +3该命令中的-rn的r表示是结果倒序排列，n为以数值大小排序，而-k +3则是针对第3列的内容进行排序，再使用head命令获取默认前10行数据。(其中的|表示管道操作)
补充:内容解释
PID：进程的IDUSER：进程所有者PR：进程的优先级别，越小越优先被执行NInice：值VIRT：进程占用的虚拟内存RES：进程占用的物理内存SHR：进程使用的共享内存S：进程的状态。S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值为负数%CPU：进程占用CPU的使用率%MEM：进程使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，即占用CPU使用时间的累加值。COMMAND：进程启动命令名称
、可以使用以下命令查使用内存最多的K个进程
ps -aux | sort -k4nr | head -K
如果是10个进程，K=10，如果是最高的三个，K=3
说明：ps -aux中（a指代all&&所有的进程，u指代userid&&执行该进程的用户id，x指代显示所有程序，不以终端机来区分）
&&&&&&& ps -aux的输出格式如下：
PID %CPU %MEM
STAT START
TIME COMMAND
0:00 /sbin/init
0:00 [kthreadd]
0:11 [migration/0]
&&&&&sort -k4nr中（k代表从第几个位置开始，后面的数字4即是其开始位置，结束位置如果没有，则默认到最后；n指代numberic sort，根据其数值排序；r指代reverse，这里是指反向比较结果，输出时默认从小到大，反向后从大到小。）。本例中，可以看到%MEM在第4个位置，根据%MEM的数值进行由大到小的排序。
&&&&&head -K（K指代行数，即输出前几位的结果）
&&&&&|为管道符号，将查询出的结果导到下面的命令中进行下一步的操作。
方法2：top&（然后按下M，注意大写）
二、可以使用下面命令查使用CPU最多的K个进程
ps -aux | sort -k3nr | head -K
方法2：top&（然后按下P，注意大写
阅读(...) 评论()今天跑了一个非常耗时的批量插入操作。。通过top命令查看cpu以及内存的使用的时候，cpu的时候查过了120%。。以前没注意。。通过在top的情况下按大键盘的1，查看的cpu的核数为4核。
通过网上查找，发现top命令显示的是你的程序占用的cpu的总数，也就是说如果你是4核cpu那么cpu最高占用率可达400%，top里显示的是把所有使用率加起来。
这里我们也可以查看一下CPU信息：在命令行里输入：cat /proc/cpuinfo
这里可以看到cpu cores&&&&&&&: 4
阅读(...) 评论()linux中查看进程在哪个cpu上运行linux中查看进程在哪个cpu上运行数字的猫猫百家号为了提升性能，目前所有服务器都是多核，为了更进一步提升性能，我们应该在系统中关注cpu的亲和性。亲和性简单来说是指进程是否受某cpu核心的“待见”，也就是说，某个进程是否能永远在某一个cpu上运行，而不被该cpu核心“嫌弃”，去丢给其它cpu核心。linux中如何查看进程在哪个cpu上运行呢有两种方法：1 ps命令的psr字段比如查看shell运行在哪个cpu上，如下图所示。2 查看proc/pid/stat文件在proc目录中进程的stat文件中，第39个字段即是。如下图所示：为方便查看，我直接用awk脚本直接输出第39个字段，您看，shell是在不同的cpu之间轮换，并不是只在1个cpu上运行。其实ps命令就是读/proc/pid/stat。第39个字段是指processor，即查看时进程是在哪个cpu上执行。可见下面手册欧啦。本文仅代表作者观点，不代表百度立场。系作者授权百家号发表，未经许可不得转载。数字的猫猫百家号最近更新：简介:我爱科技产品，文笔好，图片可以作者最新文章相关文章