16.3.1 【Linux】程序的观察

既然程序这么重要，那么我们如何查阅系统上面正在运行当中的程序呢？利用静态的 ps 或者是动态的 top，还能以 pstree 来查阅程序树之间的关系。

ps ：将某个时间点的程序运行情况撷取下来

仅观察自己的 bash 相关程序： ps -l

系统整体的程序运行是非常多的，但如果使用 ps -l 则仅列出与你的操作环境 （bash） 有关的程序而已， 亦即最上层的父程序会是你自己的 bash 而没有延伸到 systemd （后续会交待！） 这支程序去！那么 ps -l 出来的数据有哪些呢？ 我们就来观察看看：

F：代表这个程序旗标 （process flags），说明这个程序的总结权限，常见号码有：

若为 4 表示此程序的权限为 root ；

若为 1 则表示此子程序仅进行复制（fork）而没有实际执行（exec）。

S：代表这个程序的状态 （STAT），主要的状态有：

R （Running）：该程序正在运行中；

S （Sleep）：该程序目前正在睡眠状态（idle），但可以被唤醒（signal）。

D ：不可被唤醒的睡眠状态，通常这支程序可能在等待 I/O 的情况（ex>打印）

T ：停止状态（stop），可能是在工作控制（背景暂停）或除错 （traced） 状态；

Z （Zombie）：僵尸状态，程序已经终止但却无法被移除至内存外。

UID/PID/PPID：代表“此程序被该 UID 所拥有/程序的 PID 号码/此程序的父程序 PID 号码”

C：代表 CPU 使用率，单位为百分比；

PRI/NI：Priority/Nice 的缩写，代表此程序被 CPU 所执行的优先顺序，数值越小代表该程序越快被 CPU 执行。

ADDR/SZ/WCHAN：都与内存有关，ADDR 是 kernel function，指出该程序在内存的哪个部分，如果是个 running 的程序，一般就会显示“ - ” / SZ 代表此程序用掉多少内存 /WCHAN 表示目前程序是否运行中，同样的， 若为 - 表示正在运行中。

TTY：登陆者的终端机位置，若为远端登陆则使用动态终端接口 （pts/n）；

TIME：使用掉的 CPU 时间，注意，是此程序实际花费 CPU 运行的时间，而不是系统时间；

CMD：就是 command 的缩写，造成此程序的触发程序之指令为何。

所以你看到的 ps -l 输出讯息中，他说明的是：“bash 的程序属于 UID 为 0 的使用者，状态为睡眠 （sleep）， 之所以为睡眠因为他触发了 ps （状态为 run） 之故。此程序的 PID 为14836，优先执行顺序为 80 ， 下达 bash 所取得的终端接口为 pts/0 ，运行状态为等待（wait） 。

观察系统所有程序： ps aux

你会发现 ps -l 与 ps aux 显示的项目并不相同！在 ps aux 显示的项目中，各字段的意义为：

USER：该 process 属于那个使用者帐号的？

PID ：该 process 的程序识别码。

%CPU：该 process 使用掉的 CPU 资源百分比；

%MEM：该 process 所占用的实体内存百分比；

VSZ ：该 process 使用掉的虚拟内存量 （KBytes）

RSS ：该 process 占用的固定的内存量 （KBytes）

TTY ：该 process 是在那个终端机上面运行，若与终端机无关则显示 ?，另外， tty1-tty6是本机上面的登陆者程序，若为 pts/0 等等的，则表示为由网络连接进主机的程序。

STAT：该程序目前的状态，状态显示与 ps -l 的 S 旗标相同 （R/S/T/Z）

START：该 process 被触发启动的时间；

TIME ：该 process 实际使用 CPU 运行的时间。

COMMAND：该程序的实际指令为何？

一般来说，ps aux 会依照 PID 的顺序来排序显示，我们还是以 14836 那个 PID 那行来说明！该行的意义为“ root 执行的 bash PID 为 14836，占用了 0.1% 的内存容量百分比，状态为休眠 （S），该程序启动的时间为 8 月 4 号，因此启动太久了， 所以没有列出实际的时间点。且取得的终端机环境为 pts/0 。”与 ps aux 看到的其实是同一个程序。

通过 sshd 提供的网络服务取得一个程序， 该程序提供 bash 给我使用，而我通过 bash 再去执行 ps axjf 。

top：动态观察程序的变化

相对于 ps 是撷取一个时间点的程序状态， top 则可以持续侦测程序运行的状态！使用方式如下：

top的功能非常多，可以参考man top的内部说明文档。

top是个挺不错的程序观察工具。不同于 ps 是静态的结果输出， top 这个程序可以持续的监测整个系统的程序工作状态。 在默认的情况下，每次更新程序资源的时间为 5 秒，不过，可以使用 -d 来进行修改。 top 主要分为两个画面，上面的画面为整个系统的资源使用状态，基本上总共有六行，显示的内容依序是：

第一行（top...）：这一行显示的信息分别为：

目前的时间，亦即是 00:53:59 那个项目；

开机到目前为止所经过的时间，亦即是 up 6:07, 那个项目；

已经登陆系统的使用者人数，亦即是 3 users, 项目；

系统在 1, 5, 15 分钟的平均工作负载。代表的是 1, 5, 15 分钟，系统平均要负责运行几个程序（工作）的意思。 越小代表系统越闲置，若高于 1 得要注意你的系统程序是否太过繁复了！

第二行（Tasks...）：显示的是目前程序的总量与个别程序在什么状态（running,sleeping, stopped, zombie）。

第三行（%Cpus...）：显示的是 CPU 的整体负载，每个项目可使用 ? 查阅。需要特别注意的是 wa 项目，那个项目代表的是 I/O wait， 通常你的系统会变慢都是 I/O 产生的问题比较大！因此这里得要注意这个项目耗用 CPU 的资源喔！ 另外，如果是多核心的设备，可以按下数字键“1”来切换成不同 CPU 的负载率。

第四行与第五行：表示目前的实体内存与虚拟内存 （Mem/Swap） 的使用情况。 再次重申，要注意的是 swap 的使用量要尽量的少！如果 swap 被用的很大量，表示系统的实体内存实在不足！

第六行：这个是当在 top 程序当中输入指令时，显示状态的地方。

至于 top 下半部分的画面，则是每个 process 使用的资源情况。比较需要注意的是：

PID ：每个 process 的 ID 啦！

USER：该 process 所属的使用者；

PR ：Priority 的简写，程序的优先执行顺序，越小越早被执行；

NI ：Nice 的简写，与 Priority 有关，也是越小越早被执行；

%CPU：CPU 的使用率；

%MEM：内存的使用率；

TIME+：CPU 使用时间的累加；

top 默认使用 CPU 使用率 （%CPU） 作为排序的重点，如果你想要使用内存使用率排序，则可以按下“M”， 若要回复则按下“P”即可。如果想要离开 top 则按下“ q ”吧！如果你想要将 top的结果输出成为文件时， 可以这样做：

可以帮助你将某个时段 top 观察到的结果存成文件，可以用在你想要在系统背景下面执行。 由于是背景下面执行，与终端机的屏幕大小无关，因此可以得到全部的程序画面。

pstree

如果找程序之间的相关性，这个pstree很好用。直接输入 pstree 可以查到程序相关性，一般链接符号可以使用 ASCII码即可，但有时因为语系问题会主动的以 Unicode 的符号来链接， 但因为可能终端机无法支持该编码，或许会造成乱码问题。因此可以加上 -A 选项来克服此类线段乱码问题。

由 pstree 的输出我们也可以很清楚的知道，所有的程序都是依附在 systemd 这支程序下面的。