Linux操作系统对内存的监控方式并不是方便易懂。实际上,其中背后有十分多不为人知的巧妙技术在发挥着作用。top 是一个非常有用的程序,其作用类似于 Windows 任务管理器或 MacOS 的活动监视器。在 *nix 机器上运行 top 将实时显示系统上运行的进程的情况。通过这些方式,可以在无需用户干预的情况下,让操作系统更有效地使用内存。大多数应用程序都不是系统自带的,但每个应用程序都依赖于安装在系统中的库中的一些函数集。在 Fedora 中,RPM 包管理系统能够确保在安装应用程序时也会安装所依赖的库。
当应用程序运行时,操作系统并不需要将它要用到的所有信息都加载到物理内存中。而是会为存放代码的存储空间构建一个映射,称为虚拟内存。操作系统只把需要的部分加载到内存中,当某一个部分不再需要后,这一部分内存就会被释放掉。
这意味着应用程序可以映射大量的虚拟内存,而使用较少的系统物理内存。特殊情况下,映射的虚拟内存甚至可以比系统实际可用的物理内存更多!而且在操作系统中这种情况也并不少见。
另外,不同的应用程序可能会对同一个库都有依赖。Fedora 中的 Linux 内核通常会在各个应用程序之间共享内存,而不需要为不同应用分别加载同一个库的多个副本。类似地,对于同一个应用程序的不同实例也是采用这种方式共享内存。
如果不首先了解这些细节,top 命令显示的数据可能会让人摸不着头脑。下面就举例说明如何正确查看内存使用量。
一、如何使用 top 命令查看内存使用量
如果你还没有使用过 top 命令,可以打开终端直接执行查看。使用 Shift + M 可以按照内存使用量来进行排序。下图是在 Fedora Workstation 中执行的结果,在你的机器上显示的结果可能会略有不同:
1.. TOP前五行统计信息
统计信息区前五行是系统整体的统计信息。
1. 第一行是任务队列信息
同 uptime 命令的执行结果:
[root@localhost ~]# uptime
13:22:30 up 8 min, 4 users, load average: 0.14, 0.38, 0.25
其内容如下:
12:38:33 | 当前时间 |
up 50days | 系统运行时间,格式为时:分 |
1 user | 当前登录用户数 |
load average: 0.06, 0.60, 0.48 | 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。 |
2. 第二、三行为进程和CPU的信息
当有多个CPU时,这些内容可能会超过两行。内容如下:
Tasks: 29 total | 进程总数 |
1 running | 正在运行的进程数 |
28 sleeping | 睡眠的进程数 |
0 stopped | 停止的进程数 |
0 zombie | 僵尸进程数 |
Cpu(s): 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 | |
0.0% si |
3. 第四五行为内存信息。
内容如下:
Mem: 191272k total | 物理内存总量 |
173656k used | 使用的物理内存总量 |
17616k free | 空闲内存总量 |
22052k buffers | 用作内核缓存的内存量 |
Swap: 192772k total | 交换区总量 |
0k used | 使用的交换区总量 |
192772k free | 空闲交换区总量 |
123988k cached | 缓冲的交换区总量。 内存中的内容被换出到交换区,而后又被换入到内存,但使用过的交换区尚未被覆盖, 该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。 |
2.. 进程信息
列名 | 含义 |
PID | 进程id |
PPID | 父进程id |
RUSER | Real user name |
UID | 进程所有者的用户id |
USER | 进程所有者的用户名 |
GROUP | 进程所有者的组名 |
TTY | 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ? |
PR | 优先级 |
NI | nice值。负值表示高优先级,正值表示低优先级 |
P | 最后使用的CPU,仅在多CPU环境下有意义 |
%CPU | 上次更新到现在的CPU时间占用百分比 |
TIME | 进程使用的CPU时间总计,单位秒 |
TIME+ | 进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒 |
%MEM | 进程使用的物理内存百分比 |
VIRT | 进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES |
SWAP | 进程使用的虚拟内存中,被换出的大小,单位kb。 |
RES | 进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA |
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 |
SHR | 共享内存大小,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。 |
S | 进程状态。 |
COMMAND | 命令名/命令行 |
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,参考 sched.h |
主要通过以下三列来查看内存使用情况:VIRT、RES 和 SHR。目前以 KB 为单位显示相关数值。VIRT 列代表该进程映射的虚拟内存。如上所述,虚拟内存不是实际消耗的物理内存。例如, GNOME Shell 进程 gnome-shell 实际上没有消耗超过 3.1 GB 的物理内存,但它对很多更低或更高级的库都有依赖,系统必须对每个库都进行映射,以确保在有需要时可以加载这些库。RES 列代表应用程序消耗了多少实际(驻留)内存。对于 GNOME Shell 大约是 180788 KB。例子中的系统拥有大约 7704 MB 的物理内存,因此内存使用率显示为 2.3%。但根据 SHR 列显示,至少有 88212 KB 是共享内存,这部分内存可能是其它应用程序也在使用的库函数。这意味着 GNOME Shell 本身大约有 92 MB 内存不与其他进程共享。需要注意的是,上述例子中的其它程序也共享了很多内存。在某些应用程序中,共享内存在内存使用量中会占很大的比例。
值得一提的是,有时进程之间通过内存通信,这些内存也是共享的,但 top 这样的工具却不一定能检测到,所以以上的说明也不一定准确。
关于交换分区
系统还可以通过交换分区来存储数据(例如硬盘),但读写的速度相对较慢。当物理内存渐渐用满,操作系统就会查找内存中暂时不会使用的部分,将其写出到交换区域等待需要的时候使用。
因此,如果交换内存的使用量一直偏高,表明系统的物理内存已经供不应求了。有时候一个不正常的应用也有可能导致出现这种情况,但如果这种现象经常出现,就需要考虑提升物理内存或者限制某些程序的运行了。
小结:
其实TOP命令是一个动态显示过程,可以通过使用者按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台进程,直到使用者终止该程序为止.比较确切的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间对任务进行排序;而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定,更多请关注数据吧资讯。