Linux運(yùn)維之進(jìn)程管理和性能監(jiān)控

1、Linux Process Management And Performance MonitoringMaJnXg2017.04.30目錄概述- 1 -第一章 進(jìn)程管理基礎(chǔ)概念- 1 -1.1 什么是進(jìn)程- 1 -1.2 進(jìn)程的屬性- 1 -1.2.1 PID：進(jìn)程的ID號(hào)- 1 -1.2.2 PPID：父進(jìn)程的PID- 1 -1.2.3 UID和EUID：真實(shí)和有效的用戶ID- 1 -1.2.4 GID和EGID：真實(shí)和有效的組ID- 1 -1.2.5 謙讓度和優(yōu)先級(jí)- 2 -1.3 進(jìn)程狀態(tài)- 2 -1.4 進(jìn)程查看及管理工具- 2 -第二章 進(jìn)程管理類工具- 3 -2.1 監(jiān)視進(jìn)程：ps

2、命令- 3 -2.1.1 ps aux 查看進(jìn)程的所有信息- 3 -1.2.2 ps lax顯示進(jìn)程的PPID和謙讓度NI- 4 -1.2.3 ps ef顯示進(jìn)程的PPID- 4 -2.2 即時(shí)跟蹤進(jìn)程信息：top命令- 5 -2.2.1 top即時(shí)跟蹤進(jìn)程信息- 6 -2.3 像進(jìn)程發(fā)生信號(hào)：kill命令- 7 -2.3.1 kill -9強(qiáng)制扼殺進(jìn)程- 7 -2.4 調(diào)整進(jìn)程的謙讓度：nice和renice- 7 -2.4.1 nice命令- 7 -2.4.2 renice命令- 8 -第三章 內(nèi)存監(jiān)控類工具- 9 -3.1 vmstat命令- 9 -3.1.1 vmstat命令內(nèi)容詳解-

3、 9 -3.1.2 pmap命令：顯示指定PID進(jìn)程所占用的內(nèi)存地址空間的使用情況- 10 -第四章 系統(tǒng)監(jiān)控類工具- 11 -4.1 pcp工具- 11 -4.1.1 pcp安裝及命令工具的使用- 11 -4.1.2 pcp啟動(dòng)- 11 -4.2 dstat命令- 11 -4.3 glances工具- 14 - 1 -概述無(wú)論是管理員和普通用戶，監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)程的運(yùn)行情況，并適當(dāng)終止一些時(shí)空的進(jìn)程是每天的例行事務(wù)（PS或許對(duì)windows的任務(wù)管理器非常熟悉），系統(tǒng)管理員可能還要兼顧到任務(wù)的重要的程度，并相應(yīng)調(diào)整進(jìn)程的優(yōu)先策略。監(jiān)控系統(tǒng)的各方面的性能，保障各類服務(wù)的有序運(yùn)行，是運(yùn)維工作的重要組成

4、部分，本篇主要介紹常用的系統(tǒng)監(jiān)控命令和相關(guān)參數(shù)的說(shuō)明。具體包含以下幾個(gè)部分：1. 進(jìn)程管理基礎(chǔ)2. 進(jìn)程管理類工具（ps、pstree、top、nice、renice、w、jobs、kill）3. 內(nèi)存監(jiān)控類工具（vmstat、pmap）4. 系統(tǒng)監(jiān)控類工具（glances、dstat）- 15 -第一章 進(jìn)程管理基礎(chǔ)概念1.1 什么是進(jìn)程進(jìn)程是操作臺(tái)的一種抽象概念，用來(lái)表示正在運(yùn)行的程序。Liunx是一種多用戶、多進(jìn)程的操作系統(tǒng)，在Liunx的內(nèi)核中，維護(hù)著一張表，這張表記錄了當(dāng)前系統(tǒng)中運(yùn)行的所有進(jìn)程的各種信息。Liunx內(nèi)核會(huì)自動(dòng)完成對(duì)進(jìn)程的控制和調(diào)度。內(nèi)核中的一些重要進(jìn)程信息包括有：n

5、進(jìn)程的內(nèi)存地址n 進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)n 進(jìn)程正在使用的資源n 進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)（謙讓度）n 進(jìn)程的屬主1.2 進(jìn)程的屬性一個(gè)進(jìn)程包含有多個(gè)屬性參數(shù)，這些參數(shù)決定了進(jìn)程被處理后的順序、能訪問(wèn)的資源等，這些信息對(duì)于系統(tǒng)管理員和程序管理員都是非常重要的。1.2.1 PID：進(jìn)程的ID號(hào)Linux系統(tǒng)的用戶都有一個(gè)唯一與其相對(duì)應(yīng)的組ID（GID）和用戶ID（UID）用來(lái)標(biāo)識(shí)其身份的ID號(hào)；同樣的，進(jìn)程也有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的ID號(hào)，被稱作為PID。Liunx不僅自己使用PID來(lái)確定進(jìn)程，還要求用戶在管理進(jìn)程時(shí)要提供相應(yīng)的ID號(hào)。1.2.2 PPID：父進(jìn)程的PID在Liunx中，所有的進(jìn)程都必須由另一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建（除

6、了在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)，有內(nèi)核自主創(chuàng)建并安裝的進(jìn)程）。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程被創(chuàng)建時(shí)，創(chuàng)建它的那個(gè)進(jìn)程被稱作父進(jìn)程，而這個(gè)進(jìn)程則相應(yīng)地被稱作為子進(jìn)程。子進(jìn)程使用PPID指出誰(shuí)是其父進(jìn)程。1.2.3 UID和EUID：真實(shí)和有效的用戶ID只有進(jìn)程的創(chuàng)建者和root用戶才有權(quán)利對(duì)改進(jìn)程進(jìn)行操作。于是，記錄一個(gè)進(jìn)程的創(chuàng)建者（屬主）就顯得非常重要。進(jìn)程的UID就是其創(chuàng)建者的用戶ID號(hào)，用于標(biāo)識(shí)進(jìn)程的屬主。Liunx還為進(jìn)程保存了一個(gè)“有效用戶ID號(hào)”，被稱作為EUID。這個(gè)特殊的UID號(hào)用來(lái)確定進(jìn)程對(duì)某些資源和文件的訪問(wèn)權(quán)限。1.2.4 GID和EGID：真實(shí)和有效的組ID類似地，進(jìn)程的GID是其窗簾這所屬組的ID號(hào)。對(duì)

7、應(yīng)于EUID，進(jìn)程同樣擁有一個(gè)EUID號(hào)，可以通過(guò)setgid程序來(lái)設(shè)置。當(dāng)進(jìn)程需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)時(shí)候，這個(gè)文件將采用該進(jìn)程的GID。1.2.5 謙讓度和優(yōu)先級(jí)進(jìn)程的的優(yōu)先級(jí)決定決定了其受到CUP“優(yōu)待”的程度，優(yōu)先級(jí)別高的進(jìn)程能夠更早地被處理或執(zhí)行，且獲得更多的處理的時(shí)間。Liunx內(nèi)核會(huì)綜合考慮一個(gè)進(jìn)程的各種因素來(lái)決定其優(yōu)先級(jí)別，這些因素包含了進(jìn)程已經(jīng)消耗的CPU時(shí)間、進(jìn)程已經(jīng)等待的時(shí)間等。用戶可以通過(guò)設(shè)置進(jìn)程的“謙讓度”來(lái)影響內(nèi)核的想法?！爸t讓度”和“優(yōu)先級(jí)”剛好是一對(duì)相反的概念，高“謙讓度”意味著低“優(yōu)先級(jí)”，反之。表1-1 進(jìn)程優(yōu)先級(jí)參照表0-1391-99實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)100-139

8、用戶可調(diào)度的優(yōu)先級(jí)（數(shù)字越小，優(yōu)先級(jí)越高）nice值-2019分別對(duì)應(yīng)100-139，進(jìn)程初始時(shí)nice默認(rèn)都為0，普通用戶只能調(diào)低自己的優(yōu)先級(jí)，也就是加大自己的nice值，而管理員可以任意指定1.3 進(jìn)程狀態(tài)運(yùn)行態(tài)：running，進(jìn)程正在運(yùn)行中就緒態(tài)：ready，可以運(yùn)行但尚未被運(yùn)行睡眠態(tài)：Sleeping可中斷睡眠：interruptible，調(diào)度到CPU上可立即運(yùn)行不可中斷睡眠：uinterruptible，通常是指被IO阻塞的進(jìn)程，等待IO滿足之前無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行僵死態(tài)：zombie，找不到歸屬，父進(jìn)程沒(méi)有回收改進(jìn)程停止態(tài)：stopped，在聽暫停于內(nèi)存中，不可被調(diào)度并運(yùn)行1.4 進(jìn)程查

9、看及管理工具在Liunx運(yùn)維中常用到的進(jìn)程查看和管理的工具主要有：pstree、ps、pidof、top、htop、glance、vmstat、dstat、kill、pkill、jobs、bg、fg、nohup等。第二章 進(jìn)程管理類工具2.1 監(jiān)視進(jìn)程：ps命令ps命令即顯示系統(tǒng)當(dāng)前進(jìn)程的運(yùn)行情況，實(shí)際是將/proc/目錄下的各個(gè)進(jìn)程的相關(guān)信息轉(zhuǎn)換為我們易讀的模式展示出來(lái)。表2-1 ps命令常用選項(xiàng)與參數(shù)表參數(shù)說(shuō)明-A顯示多所有的進(jìn)程，與-e具有同樣的效果a與終端無(wú)關(guān)的所有進(jìn)程u以用戶為中心顯示與用戶相關(guān)的進(jìn)程信息x通常與a一起使用，可列出較完整的信息常用的組合方式：ps ef 以完整的信息顯

10、示所有進(jìn)程的信息ps auxps axo2.1.1 ps aux 查看進(jìn)程的所有信息 圖2-1 ps uaxPs aux顯示出來(lái)的參數(shù)的意義，見表2-2表2-2 ps aux命令產(chǎn)生進(jìn)程信息的各字段含義表字段含義USER進(jìn)程的創(chuàng)建者PID進(jìn)程的ID號(hào)%CPU進(jìn)程占用掉的CPU資源百分比%MEM進(jìn)程占用的內(nèi)存的百分比VSZ進(jìn)程占用的虛擬內(nèi)存大小RSS內(nèi)存中頁(yè)的數(shù)量（頁(yè)是管理內(nèi)存的單位，在PC上通常為4K）TTY進(jìn)程所在終端的ID號(hào)STAT進(jìn)程狀態(tài)，常用字母代表的含義如下：R表正在運(yùn)行/可運(yùn)行 D表睡眠中（不可喚醒，通常在等待I/O設(shè)備）S表睡眠中（可以被喚醒）T表停止（由于收到信號(hào)被跟蹤） Z表

11、僵進(jìn)程（已經(jīng)結(jié)束而沒(méi)有釋放系統(tǒng)資源的進(jìn)程）常用的附加標(biāo)志有： 進(jìn)程擁有比普通用戶優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)N 進(jìn)程擁有比普通用戶優(yōu)先級(jí)低優(yōu)先級(jí)L 有些頁(yè)面被鎖在內(nèi)存中S 會(huì)話的先導(dǎo)進(jìn)程START進(jìn)程啟動(dòng)的時(shí)間TIME進(jìn)程已經(jīng)占有CPU的時(shí)間COMMAND命令和參數(shù)1.2.2 ps lax顯示進(jìn)程的PPID和謙讓度NIps的另一組選項(xiàng)lax可以提供父進(jìn)程ID（PPID）和謙讓度（NI）。ps lax命令不會(huì)顯示進(jìn)程屬主的用戶名，因此可以提供更快的運(yùn)行速度。Ps lax命令的輸出，如圖2-2所示。圖2-2 ps lax1.2.3 ps ef顯示進(jìn)程的PPIDps ef顯示出來(lái)的結(jié)果代表的意義，如圖2-3所示

12、和表2-3所示圖2-3 ps lax表2-3 ps -ef命令產(chǎn)生進(jìn)程信息的各字段含義表字段含義UID進(jìn)程的創(chuàng)建者的UIDPID進(jìn)程號(hào)PPID進(jìn)程的父進(jìn)程ID號(hào)CCPU利用率，使用時(shí)間STTME進(jìn)程啟動(dòng)的時(shí)間，指從什么時(shí)候啟動(dòng)的進(jìn)程TTY登錄者的終端位置，遠(yuǎn)程則顯示pts/N，本地則顯示ttyN，？表系統(tǒng)進(jìn)程TTME進(jìn)程實(shí)際花費(fèi)CPU的運(yùn)行時(shí)間，不是系統(tǒng)時(shí)間CMD觸發(fā)此進(jìn)程的命令2.2 即時(shí)跟蹤進(jìn)程信息：top命令top命令具有即時(shí)跟蹤進(jìn)程信息的功能。ps命令可以一次性的給出當(dāng)前系統(tǒng)中進(jìn)程信息的快照，但這樣的信息往往缺乏時(shí)效性。當(dāng)管理員需要實(shí)時(shí)監(jiān)視進(jìn)程運(yùn)行情況時(shí)，就必須不停的執(zhí)行ps命令這樣顯

13、然是缺乏效率的。為此，Linux提供了top命令用于即時(shí)跟蹤當(dāng)前系統(tǒng)的進(jìn)程情況。表2-4 top命令常用選項(xiàng)與參數(shù)表參數(shù)說(shuō)明-d 數(shù)字指定刷新時(shí)間間隔-n 數(shù)字顯示多少次-b以批次顯示top的刷新，要和-n數(shù)字一起使用備注進(jìn)入top命令顯示界面下常用的互交式的子命令：M鍵：可以按內(nèi)存占用百分比大小排序P鍵：可以安裝CPU占用百分比大小排序，默認(rèn)此項(xiàng)T鍵：可以按累計(jì)占用CPU時(shí)長(zhǎng)大小排序q鍵：退出top互交界面K鍵：可以kill某個(gè)進(jìn)程，進(jìn)入互交式殺死某個(gè)PID進(jìn)程s鍵：可以指定刷新時(shí)間間隔，默認(rèn)3s刷新一次W鍵：將結(jié)果保存到/root/.topr文件中l(wèi)鍵：是否顯示第一分欄的負(fù)載信息t鍵：是否

14、顯示第一分欄的CPU負(fù)載信息m鍵：是否顯示定義分欄的內(nèi)存相關(guān)信息2.2.1 top即時(shí)跟蹤進(jìn)程信息圖2-4 toptop顯示出來(lái)的參數(shù)意義，見表2-4 表2-4 top命令產(chǎn)生進(jìn)程信息的各字段含義表字段含義PID進(jìn)程號(hào)USER進(jìn)程發(fā)起者PR進(jìn)程優(yōu)先級(jí)，越小優(yōu)先級(jí)越高NI進(jìn)程的nice值，越小優(yōu)先級(jí)越高VIRT進(jìn)程需要的虛擬內(nèi)存的大小，而非實(shí)際使用的虛擬內(nèi)存的大小RES進(jìn)程當(dāng)前使用的內(nèi)存的大小，不包括swapSHR進(jìn)程與其他進(jìn)程共享的內(nèi)存大小，可以通過(guò)RES-SHR來(lái)計(jì)算進(jìn)程所占用的物理內(nèi)存大小S進(jìn)程狀態(tài)%CPUCPU的占用率%MEM內(nèi)存的占用率TLME+CPU使用時(shí)間的累加2.3 像進(jìn)程發(fā)生信

15、號(hào)：kill命令從本質(zhì)上講，kill命令只是用來(lái)箱進(jìn)程發(fā)生一個(gè)信號(hào)好，至于這個(gè)信號(hào)是什么信號(hào)，則是又用戶指定的。Kill命令經(jīng)常用到的信號(hào)名稱和意義，見表2-5表2-5 kill常用的信號(hào)信號(hào)編號(hào)信號(hào)名描述默認(rèn)情況下執(zhí)行的操作0EXIT程序退出時(shí)收到的改信號(hào)終止1HUP掛起終止2INT終端終止3QUIT退出終止9KILL殺死終止11SEGV段錯(cuò)誤終止15TERM軟件終止終止取決于硬件體系USER1用戶定義終止取決于硬件體系USER1用戶定義終止2.3.1 kill -9強(qiáng)制扼殺進(jìn)程圖2-5 kill -9 4564進(jìn)程2.4 調(diào)整進(jìn)程的謙讓度：nice和renice2.4.1 nice命令ni

16、ce命令可以在啟動(dòng)程序時(shí)設(shè)置其謙讓度。高謙讓度意味著低優(yōu)先級(jí)，因?yàn)槌绦驎?huì)表現(xiàn)得很“謙讓”；反過(guò)來(lái)，低謙讓度（特別是謙讓度為負(fù)值）的程序能夠占用更多的CPU時(shí)間，擁有更高的優(yōu)先級(jí)。謙讓度的值應(yīng)該在-20+19之間浮動(dòng)。Nice命令通過(guò)接收一個(gè)-n參數(shù)增加程序的謙讓度值，下面以不同的謙讓度啟動(dòng)top程序，并使用ps lax命令觀察其謙讓度（NI）的值。圖2-6 nice n 2 top 2.4.2 renice命令Renice命令是與nice命令相對(duì)的，renice命令可以在進(jìn)程運(yùn)行時(shí)調(diào)整其謙讓度值。下面案例是將top程序的謙讓度值調(diào)為12。圖2-6 renice 12 p 4909第三章 內(nèi)存監(jiān)

17、控類工具3.1 vmstat命令直接運(yùn)行vmstat，則會(huì)顯示當(dāng)前系統(tǒng)相關(guān)的使用信息，顯示完成之后自動(dòng)退出。vmstat語(yǔ)法vmstat 數(shù)字表示指定多少秒刷新一次，連續(xù)顯示系統(tǒng)相關(guān)的信息，不會(huì)自動(dòng)退出vmstat 數(shù)字1 數(shù)字2表示指定數(shù)字1的秒數(shù)刷新一次，連續(xù)顯示數(shù)字2指定的次數(shù)后自動(dòng)退出vmstat s顯示內(nèi)存使用的摘要統(tǒng)計(jì)信息3.1.1 vmstat命令內(nèi)容詳解圖3-1 vmstat 2 5表3-1 vmstat命令意義詳解字段含義procs：進(jìn)程隊(duì)列r：運(yùn)行或等待CPU時(shí)間片的進(jìn)程的個(gè)數(shù)（數(shù)值大，說(shuō)明CPU不夠用，或者跑的進(jìn)程過(guò)多）b：不可中斷睡眠的進(jìn)程，被阻塞的進(jìn)程隊(duì)列長(zhǎng)度（通常為

18、等待IO完成相應(yīng)的應(yīng)用）memory：內(nèi)存的相關(guān)信息swpd：從物理內(nèi)存交換到swap上的數(shù)據(jù)量大?。ㄓ兄祷蛘咧荡?，說(shuō)明物理內(nèi)存不夠用）free：未使用的物理內(nèi)存大小buff：緩沖空間大小，通常與緩存寫操作相關(guān)cache：緩存空間大小，通常與緩存讀操作相關(guān)swap：swap分區(qū)相關(guān)信息si：swap in 從swap交換進(jìn)行內(nèi)存的數(shù)據(jù)速率，通常是速率，kb/sso:swap out 從你猜交換至swap的數(shù)據(jù)速率，通常是速率，kb/sio：跟磁盤IO相關(guān)的信息bi：block in 從塊設(shè)備讀入內(nèi)存的數(shù)據(jù)量，通常是速率，kb/sbo：block out 從內(nèi)存讀出保存到塊設(shè)備的數(shù)據(jù)量，通常是速

19、率，kb/ssystem：跟系統(tǒng)相關(guān)的信息in：中斷發(fā)生速率，也就是每秒鐘產(chǎn)生的中斷次數(shù)cs：context switch 上下文切換，也就是進(jìn)程切換的速率，也就是每秒鐘切換的次數(shù)Cpu：跟cpu相關(guān)的信息（與top中的cpu的幾個(gè)指標(biāo)類似）us：用戶控件占用的CPU百分比sy：系統(tǒng)內(nèi)核控件占用的CPU百分比id：空閑的CPU百分比wa：等待IO完成所消耗的CPU百分比st：被偷走的CPU百分比（虛擬機(jī)偷走）3.1.2 pmap命令：顯示指定PID進(jìn)程所占用的內(nèi)存地址空間的使用情況該命令的使用方法如：pmap 4909 顯示PID為4909的進(jìn)程所占用的內(nèi)存的地址空間的情況，也可以通過(guò)cat

20、/proc/進(jìn)程號(hào)/maps來(lái)查看，pmap世界就是抽取這個(gè)文件里面的信息進(jìn)行顯示，如圖3-2所示。圖3-2 pmap 4909第四章 系統(tǒng)監(jiān)控類工具4.1 pcp工具PCP 工具是RHEL7/Centos7里引入的一個(gè)非常強(qiáng)大的性能分析監(jiān)控工具，引用一下其官方站點(diǎn)及紅帽官方的介紹：Performance Co-Pilot (PCP) is an open source, distributed, metrics gathering and analysis system. This includes coverage of activity in the areas of: CPU, dis

21、k, memory, swapping, network, NFS, RPC, filesystems, and per-process statistics. 其可以提供GUI的觀察平臺(tái)，也可以通過(guò)提供數(shù)據(jù)給vector、grafana、webjs等前端平臺(tái)，通過(guò)這些平臺(tái)以web的形式將監(jiān)控的結(jié)果展示出來(lái)。4.1.1 pcp安裝及命令工具的使用#yum install pcp#yum install pcp pcp-system-tools#yum y install pcp-gui#yum install pcp-webapp-vector pcp-webapi4.1.2 pcp啟動(dòng)# s

22、ystemctl enable pmcd# systemctl start pmcd.service# firewall-cmd -add-port=44321/tcp -permanent# firewall-cmd reload# systemctl start pmcd pmwebd# systemctl enable pmcd pmwebd4.2 dstat命令功能：對(duì)系統(tǒng)各類資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控CPU、磁盤、網(wǎng)絡(luò)、IO、內(nèi)存等使用情況 語(yǔ)法：dstat -afv options. delay count選項(xiàng)：-c：顯示CPU系統(tǒng)占用，用戶占用，空閑，等待，中斷，軟件中斷等信息。-C：當(dāng)有多個(gè)CPU時(shí)候，此參數(shù)可按需分別顯示cpu狀態(tài)，例：-C 0,1 是顯示cpu0和cpu1的信息。-d：顯示磁盤讀寫數(shù)據(jù)大小。-D sda,sdb,total：顯示指定磁盤的使用情況-n：顯示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。-N eth1,total：有多塊網(wǎng)卡時(shí)，指定要顯示的網(wǎng)卡。-l：顯示系統(tǒng)負(fù)載情況。-m：顯示內(nèi)存使用情況。g：顯示內(nèi)存頁(yè)面使用情況，顯示的是速率數(shù)據(jù)。p：顯示進(jìn)程相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)狀態(tài)。-s：顯示swap交換分區(qū)使用情況。-S