系統監視和進程控制工具—top和free
top命令的功能
top命令顯示結果中一些常用狀態信息的具體含義
free命令的功能
系統中進程的監控—ps
什麽是進程
什麽是守護進程
什麽是父進程、子進程
ps命令的功能
系統中進程的監控—pstree、kill、pkill、pgrep
pstree命令的功能
pstree命令的用法舉例
kill命令的功能
kill命令的用法舉例
kill -9
pkill、pgrep命令的功能

1. 系統監視和進程控制工具—top和free
1) 掌握top命令的功能：top命令是Linux下常用的性能分析工具,能夠實時顯示系統中各個進程的資源占用狀況,類似於Windows的任務管理器。
2) 了解使用top命令列出系統狀態時，系統默認每5秒刷新一下屏幕上的顯示結果。

1. 第一行是任務隊列信息

2. 第二、三行為進程和CPU的信息

3. 第四五行為內存信息。

4. 進程信息

cpu利用率與load average

cpu是用來幹活的，按照這個層面去理解，每個碼農都是一個cpu

cpu利用率：上一天班的時間是8個小時，而碼農敲代碼的時間為2個小時，2/8=0.25 ,25%就是碼農在一天的時間內的利用率（正常情況，cpu利用率<70%）

cpu負載：公司在一分鐘內為某個碼農安排了3個任務，而1分鐘內該碼農能做6個任務，那麽該碼農一分鐘內的負載為0.5

　　 如果公司在5分鐘內為某個碼農安排了100個任務，而5分鐘內該碼農只能做50個任務，那麽該碼農5分鐘內的負載為2.0，即超負荷運轉

　　　　 cpu負載<=1:能正常應付

cpu負載>1:超負荷運轉

　　　　 如果有4核，相當於將100個任務交給4個碼農去幹，如果每個碼農的負載都是100%，那麽整體的cpu負載達到4.0則是很正常的現象

多核cpu， load average 應該 <= cpu核數 * 0.7

為何要有1分鐘，5分鐘，15分鐘三種cpu負載？

　　其實之所以要給出3個值，就是希望我們能結合起來看。或者說希望展示一個動態的圖表式的數據，比如最近一分鐘顯示負載120%。而最近5分鐘和15分鐘顯示負載為50%。可能你不用太過擔心。但是如果你發現系統的負載一直維持在120%以上，就必須要提高硬件配置了。

cpu利用率和cpu負載過高，都是不好的現象，但是也有可能出現，低利用率，高負載的情況：

　　為一個碼農分配了100個項目，毫無疑問，該碼農的負載是很高的，但是碼農在具體去做一個項目時，可能會碰到需要購買機器，或者查詢資料等耗費時間的問題，真正動手寫代碼的時間可能很短，而這段時間才是碼農真正為公司幹活的時間，如果每個項目都有類似這種問題，那麽100個項目加到一起，碼農真正工作的時間也不會太多，這就造成了低利用率。

　　在兩種情況下會導致一個進程在邏輯上不能運行，

　　1. 進程掛起是自身原因，遇到I/O阻塞，便要讓出CPU讓其他進程去執行，這樣保證CPU一直在工作

　　2. 與進程無關，是操作系統層面，可能會因為一個進程占用時間過多，或者優先級等原因，而調用其他的進程去使用CPU。

　　因而一個進程有三種狀態

3) 掌握free命令的功能：顯示內存的使用狀態。(下圖centos6中查看效果，用二維數組代表FO即free output)

                   1          2          3          4          5          6
1              total       used       free     shared    buffers     cached
2 Mem:      24677460   23276064    1401396          0     870540   12084008
3 -/+ buffers/cache:   10321516   14355944
4 Swap:     25151484     224188   24927296

從操作系統的角度：

　　物理內存FO[2][1]=24677460KB

　　物理內存被使用的內存FO[2][2]=23276064KB

　　可以用內存F[2][3]=1401396KB

　　等式：FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

　　共享內存F[2][4]=0,表示幾個進程共享的內存（數據共享）

　　F[2][5]=870540表示已經分配但是還未使用的buffers大小

　　F[2][6]=12084008表示已經分配但是還未使用的buffers大小

　　buffer和cache的解釋：

• A buffer is something that has yet to be "written" to disk.
  
• A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

　　也就是說buffer是用於存放要輸出到disk（塊設備）的數據的，而cache是存放從disk上讀出的數據。這二者是為了提高IO性能的，並由OS管理。

　　Linux和其他成熟的操作系統（例如windows），為了提高IO read的性能，總是要多cache一些數據，這也就是為什麽FO[2][6]（cached memory）比較大，而FO[2][3]比較小的原因。我們可以做一個簡單的測試

1. 釋放掉被系統cache占用的數據； echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches
2. 讀一個大文件，並記錄時間；
3. 關閉該文件；
4. 重讀這個大文件，並記錄時間；

　　第二次讀應該比第一次快很多。

　　free輸出的第二行是從一個應用程序的角度看系統內存的使用情況。

• 對於FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一個應用程序認為系統被用掉多少內存；
• 對於FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一個應用程序認為系統還有多少內存；

　　因為被系統cache和buffer占用的內存可以被快速回收，所以通常FO[3][3]比FO[2][3]會大很多。

　　這裏還用兩個等式：

• FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]
• FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

　　free命令的所有輸出值都是從/proc/meminfo中讀出的。

4) 掌握free命令的功能：顯示內存的使用狀態。(下面均為centos7中查看效果)

http://www.linuxatemyram.com/提到使用free命令查看Linux系統使用內存時，used一項會把當前cache的大小也會加進去，這樣會造成free這一欄顯示的內存特別少：

$ free -m
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1504        1491          13           0         855      869
Swap:          2047           6        2041

可是實際上，cache根據應用程序的需要是可以回收利用的，因此free這一欄並不能真實地表現有多少“可以使用”的內存。實際系統可用內存應該以available數據為準。

linuxatemyram所提到的free命令也許是比較老的版本，我嘗試了RHEL 7.2，Ubuntu 16.04和Arch Linux這3個Linux發行版，均沒有出現used包含cache的情況：

$ free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          64325       47437        3150        1860       13737       14373

另外，從man free命令中也可以得到，目前計算used的值是要減掉free和buff/cache的：

used Used memory (calculated as total – free – buffers – cache)

可以使用-w命令行選項得到buff和cache各自使用的數量：

$ free -wm
              total        used        free      shared     buffers       cache   available
Mem:          64325       48287        2476        1859        1430       12131       13524

需要註意的是，free表示的是當前完全沒有被程序使用的內存；而cache在有需要時，是可以被釋放出來以供其它進程使用的（當然，並不是所有cache都可以釋放，比如當前被用作ramfs的內存）。而available才真正表明系統目前可以提供給應用程序使用的內存。/proc/meminfo從3.14內核版本開始提供MemAvailable的值；在2.6.27~3.14版本之間，是free程序自己計算available的值；早於2.6.27版本，available的值則同free一樣。

2. 系統中進程的監控—ps
1) 掌握進程的定義：進程是程序的一次動態執行。
2) 掌握守護進程的定義：守護進程是在後臺運行並提供系統服務的一些進程。
3) 掌握父進程、子進程的定義：當一個進程創建另一個進程時，第1個進程被稱為新進程的父進程，而新進程被稱為子進程。
4) 掌握ps命令的功能：用來顯示當前進程的狀態。
Ps –aux 顯示所有的與用戶相關的完整信息
系統中進程的監控pstree、kill

centos7默認沒有pstree，需要yum -y install psmisc
1) 掌握pstree命令的功能：以樹狀圖顯示程序。
2) 掌握pstree命令的用法舉例：
例如：列出PID為4729的進程的進程狀態樹的命令：pstree 4729
3) 掌握kill命令的功能：把一個信號發送給一個或多個進程。默認發送終止信號。
4) 靈活應用kill命令終止進程
例如：終止PID為3852的進程的命令：kill 3852
5) 靈活應用kill -9命令殺死進程
例如：殺死PID為3906的進程的命令：kill -9 3906
3. 掌握pgrep命令的功能：通過名稱或其他屬性查找進程
例如：查找名為firefox的進程的命令為：pgrep firefox
4. 掌握pkill命令的功能：通過名稱或其他屬性發信號給進程
例如：殺死名為firefox的進程的命令為：pkill firefox

系統監控