Linux命令查看CPU、内存、IO使用情况简单介绍
文章目录
- 1. CPU相关介绍
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- 1.1 物理CPU
- 1.2 物理CPU内核
- 1.3 逻辑CPU
- 1.4 几核几线程
- 1.5 CPU设计图
- 2. top 查看系统负载、CPU使用情况
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- 2.1 系统整体的统计信息
- 2.2 进程信息
- 2.3 top命令使用
- 3. lscpu 显示有关 CPU 架构的信息
- 4. free 查看内存信息
- 5. iostat 查看io信息
1. CPU相关介绍
1.1 物理CPU
物理cpu就是计算机上实际安装的cpu，物理cpu数就是主板上实际插入的CPU数量。
在Linux上查看/proc/cpuinfo，其中的physical id就是每个物理cpu的id，有几个不同的physical id就有几个物理cpu。
# 查看物理CPU个数
grep 'physical id' /proc/cpuinfo | uniq | wc -l
1.2 物理CPU内核
每颗物理CPU可以有1个或者多个物理内核，通常每颗物理CPU的内核数都是固定的，
单核CPU就是有1个物理内核，双核CPU就是有2个物理内核。
在Linux上查看/proc/cpuinfo，其中的core id就是每颗物理CPU的物理内核id，有几个不同的core id就有几个物理内核。
总的CPU物理内核数 = 物理CPU数 * 每颗物理CPU的内核数。
# 查看每个物理CPU核心数
grep 'core id' /proc/cpuinfo | uniq | wc -l
# 或
cat /proc/cpuinfo | grep 'cpu cores' | uniq
1.3 逻辑CPU
操作系统可以使用逻辑CPU来模拟真实CPU。在没有多核处理器时，一个物理CPU只能有一个物理内核。
现在有了多核技术，一个物理CPU可以有多个物理内核，可以把一个CPU当做多个CPU使用，也就是所谓的逻辑CPU。
没有开启超线程的时，逻辑CPU的个数就是总的CPU物理内核数。
开启超线程后，逻辑CPU的个数就是总的CPU物理内核数的两倍。
在Linux查看/proc/cpuinfo/，其中的processor就是逻辑CPU,有几个processor就有几个逻辑CPU。
总的逻辑CPU数 = 总的物理CPU内核数 * 超线程数。
超线程(hyper-threading)其实就是同时多线程(simultaneous multi-theading),
是一项允许一个CPU执行多个控制流的技术， 一核当两核使用
# 查看总的逻辑CPU的个数
grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l
# 查看单个物理CPU中逻辑CPU的个数
cat /proc/cpuinfo | grep 'siblings' | uniq
# 查看单个物理CPU中核数和逻辑CPU的个数
cat /proc/cpuinfo | grep -e "cpu cores" -e "siblings" | sort | uniq
# 逻辑CPU数量和型号
cat /proc/cpuinfo | grep name | cut -f2 -d: | uniq -c
1.4 几核几线程
如果计算机有一个物理CPU，且是双核的，支持超线程，那么这台计算机就是双核四线程。实际上几核几线程中的线程数就是逻辑CPU数。
对于两路四核超线程计算机，两路指计算机有2个物理CPU，每颗CPU中有4个物理内核，CPU支持超线程，
就有2 * 4 * 2 = 16个逻辑CPU，这就是通常所谓的16核计算机。
1.5 CPU设计图
2. top 查看系统负载、CPU使用情况
top
第一部分是前5行，是系统整体的统计信息；
第二部分是第8行开始的进程信息，我们从上往下逐行依次进行说明。
2.1 系统整体的统计信息
top - 09:50:21 up 1 day, 18:36, 1 user, load average: 0.05, 0.12, 0.13
Tasks: 180 total, 1 running, 179 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.3 us, 2.4 sy, 0.0 ni, 97.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 995676 total, 72108 free, 746344 used, 177224 buff/cache
KiB Swap: 2097148 total, 379132 free, 1718016 used. 87544 avail Mem
第一行
top - 09:50:21 up 1 day, 18:36, 1 user, load average: 0.05, 0.12, 0.13
top：当前时间
up：机器运行了多长时间
users：当前登录用户数
load average：系统负载，即任务队列的平均长度。三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。
这里具体需要关注的还是load average三个数值。先来说说定义吧：在一段时间内，CPU正在处理以及等待CPU处理的进程数之和。三个数字分别代表了1分钟，5分钟，15分钟的统计值，这个数值的确能反应服务器的负载情况。但是，这个数值高了也并不能直接代表这台机器的性能有问题，可能是因为正在进行CPU密集型的计算，也有可能是因为I/O问题导致运行队列堵了。所以，当我们看到这个数值飙升的时候，还得具体问题具体分析。大家都知道，一个CPU在一个时间片里面只能运行一个进程，CPU核数的多少直接影响到这台机器在同时间能运行的进程数。所以一般来说Load Average的数值别超过这台机器的总核数，就基本没啥问题。
第二行
Tasks: 180 total, 1 running, 179 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Tasks：当前有多少进程
running：正在运行的进程数, 这里running越多，服务器自然压力就越大。
sleeping：正在休眠的进程数
stopped：停止的进程数
zombie：僵尸进程数
第三行
%Cpu(s): 0.3 us, 2.4 sy, 0.0 ni, 97.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
us：用户空间占CPU的百分比（像shell程序、各种语言的编译器、各种应用、web服务器和各种桌面应用都算是运行在用户地址空间的进程，这些程序如果不是处于idle状态，那么绝大多数的CPU时间都是运行在用户态）
sy： 内核空间占CPU的百分比（所有进程要使用的系统资源都是由Linux内核处理的，对于操作系统的设计来说，消耗在内核态的时间应该是越少越好，在实践中有一类典型的情况会使sy变大，那就是大量的IO操作，因此在调查IO相关的问题时需要着重关注它）
ni：用户进程空间改变过优先级（ni是nice的缩写，可以通过nice值调整进程用户态的优先级，这里显示的ni表示调整过nice值的进程消耗掉的CPU时间，如果系统中没有进程被调整过nice值，那么ni就显示为0）
id： 空闲CPU占用率
wa： 等待输入输出的CPU时间百分比（和CPU的处理速度相比，磁盘IO操作是非常慢的，有很多这样的操作，比如，CPU在启动一个磁盘读写操作后，需要等待磁盘读写操作的结果。在磁盘读写操作完成前，CPU只能处于空闲状态。Linux系统在计算系统平均负载时会把CPU等待IO操作的时间也计算进去，所以在我们看到系统平均负载过高时，可以通过wa来判断系统的性能瓶颈是不是过多的IO操作造成的）
hi： 硬中断占用百分比（硬中断是硬盘、网卡等硬件设备发送给CPU的中断消息，当CPU收到中断消息后需要进行适当的处理(消耗CPU时间)。）
si：软中断占用百分比（软中断是由程序发出的中断，最终也会执行相应的处理程序，消耗CPU时间）
st：steal time
第四行
KiB Mem : 995676 total, 72108 free, 746344 used, 177224 buff/cache
total：物理内存总量
free：空闲内存量
used：使用的内存量
buffer/cache：用作内核缓存的内存量
第五行
KiB Swap: 2097148 total, 379132 free, 1718016 used. 87544 avail Mem
total：交换区内存总量
free：空闲交换区总量
used：使用的交换区总量
buffer/cache：缓冲的交换区总量
第四第五行分别是内存信息和swap信息，所有程序的运行都是在内存中进行的，所以内存的性能对与服务器来说非常重要。不过当内存的free变少的时候，其实我们并不需要太紧张。真正需要看的是Swap中的used信息。Swap分区是由硬盘提供的交换区，当物理内存不够用的时候，操作系统才会把暂时不用的数据放到Swap中。所以当这个数值变高的时候，说明内存是真的不够用了。
2.2 进程信息
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
21712 root 20 0 720752 2628 596 S 0.7 0.3 1:19.50 containerd-shim
21735 polkitd 20 0 1314948 37304 140 S 0.7 3.7 4:38.99 mysqld
21410 root 20 0 720496 2524 656 S 0.3 0.3 1:18.03 containerd-shim
21432 polkitd 20 0 1376352 14576 0 S 0.3 1.5 4:44.28 mysqld
21597 polkitd 20 0 1314948 5156 0 S 0.3 0.5 4:39.84 mysqld
42336 root 20 0 162108 2364 1572 R 0.3 0.2 0:00.77 top
1 root 20 0 194096 4680 2624 S 0.0 0.5 0:19.29 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.09 kthreadd
4 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H
PID 进程id
USER 进程所有者的用户名
PR 优先级
NI nice值，负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
SHR 共享内存大小，单位kb
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
%CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM 进程使用的物理内存百分比
TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
COMMAND 命令名/命令行
默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列，还有一些参数，例如：
PPID 父进程id
GROUP 进程所有者的组名
SWAP: 进程使用的虚拟内存中被换出的大小
CODE 可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
DATA 可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
nFLT 页面错误次数
nDRT 最后一次写入到现在，被修改过的页面数。
WCHAN 若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
Flags 任务标志
2.3 top命令使用
top命令常用的选项参数：
| 选项 | 功能 |
|---|---|
| -d | 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔，如希望每秒刷新一次，则使用：top -d 1 |
| -p | 通过指定PID来仅仅监控某个进程的状态 |
| -S | 指定累计模式 |
| -s | 使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险 |
| -i | 使top不显示任何闲置或者僵死的进程 |
| -c | 显示整个命令行而不只是显示命令名 |
top 每隔3秒显式所有进程的资源占用情况
top -d 1 每隔1秒显式所有进程的资源占用情况
top -c 每隔3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 28820 -p 38830 每隔3秒显示pid是28820和pid是38830的两个进程的资源占用情况
top -d 2 -c -p 69358 每隔2秒显示pid是69358的进程的资源使用情况，并显式该进程启动的命令行参数
敲top后，按键盘数字“1”可以监控每个逻辑CPU的状况
敲top后，输入u，然后输入用户名，则可以查看相应的用户进程
敲top后，top命令默认以K为单位显示内存大小，我们可以通过大写字母E来切换内存信息区域的显示单位，如下按一下E切换到MB
3. lscpu 显示有关 CPU 架构的信息
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| Architecture | #架构 |
| CPU op-mode(s) | #支持的模式 |
| Byte Order | #字节排序的模式，常用小端模式 |
| CPU(s) | #逻辑cpu颗数 |
| On-line CPU(s) list | #在线的cpu数量 有故障或者过热时，某些CPU会停止运行而掉线 |
| Thread(s) per core | #每个核心线程 |
| Core(s) per socket | #每个cpu插槽核数/每颗物理cpu核数 |
| CPU socket(s) | #cpu插槽数，即：物理cpu的数量 |
| NUMA node(s) | #有几个NUMA节点 |
| Vendor ID | #cpu厂商ID |
| CPU family | #厂商设定的CPU家族编号 |
| Model | #型号 |
| Model name | #型号名称 |
| Stepping | #步进,可以理解为同一型号cpu的版本号 |
| CPU MHz | #cpu主频 |
| BogoMIPS | #估算MIPS, MIPS是每秒百万条指令 |
| Hypervisor vendor | #虚拟化技术的提供商 |
| Virtualization type | #cpu支持的虚拟化技术的类型 |
| L1d cache | #一级高速缓存 dcache 用来存储数据 |
| L1i cache | #一级高速缓存 icache 用来存储指令 |
| L2 cache | #二级缓存 |
| L3 cache | #三级缓存 |
| NUMA node0 CPU(s) | 0-3 //四个cpu在同一个numa节点node0上 |
| Flags | cpu支持的技术特征 |
4. free 查看内存信息
# 查看内存信息
cat /proc/meminfo
显示系统使用和空闲的内存情况，包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存。共享内存将被忽略。
# 查看内存信息
free -m
参数解释
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| taotal | 总计物理（swap）内存的大小 |
| used | 已使用物理内存（swap）的大小 |
| free | 可用的物理内存（swap）大小 |
| shared | 多个进程共享的内存总额 |
| buff/cache | 磁盘的缓存大小 |
| available | 可以被新应用程序使用的内存大小 |
常用命令参数
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -b | 以Byte为单位显示内存使用情况 |
| -k | 以KB为单位显示内存使用情况 |
| -m | 以MB为单位显示内存使用情况 |
| -g | 以GB为单位显示内存使用情况 |
| -h | 以有好的方式显示内存的使用情况 |
| -o | 不显示缓冲区调节列 |
| -s<间隔秒数> | 持续观察内存使用状况 |
| -t | 显示内存总和列 |
| -V | 显示版本信息 |
在进行资源监控时，我们可以使用如下命令查看剩余内存大小
# 查看剩余内存大小
free -m |awk '/Mem/{print $4}'
5. iostat 查看io信息
iostat 主要用于输出磁盘IO 和 CPU的统计信息。
iostat属于sysstat软件包。可以用yum install sysstat 直接安装。
命令参数：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -c | 显示CPU使用情况 |
| -d | 显示磁盘使用情况 |
| -N | 显示磁盘阵列(LVM) 信息 |
| -n | 显示NFS 使用情况 |
| -k | 以 KB 为单位显示 |
| -m | 以 M 为单位显示 |
| -t | 报告每秒向终端读取和写入的字符数和CPU的信息 |
| -V | 显示版本信息 |
| -x | 显示详细信息 |
| -p | [磁盘] 显示磁盘和分区的情况 |
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。
device:磁盘名称
tps:每秒钟发送到的I/O请求数.
Blk_read/s:每秒读取的block数.
Blk_wrtn/s:每秒写入的block数.
Blk_read:读入的block总数.
Blk_wrtn:写入的block总数.
