Linux内存性能指标获取与分析

好下面，呢我们，就通过，啊一个，具体的一个命令，的输出，来看，一下关于，一下，对应的一些进程，的一些，状态，和指标，那么我们看一下这个截图啊这个，截图里边呢我们其实是执行，了一个top命令它的一个输出啊，在这里边呢我们重点关注我红框圈起来的啊这些部分的内容，那么首先我们看第一个红框圈起来啊那就是这一行的内容啊，那么这块儿我们看第一个task对吧，那么，这个，他表示，这个，目前，这个，系统里边，运行，进程，的一个，总数，啊那么，这个，六百零四呢就表明，这个，系统里面，有六百零四个，进程目前，啊，然后接着下来有一个啊，一running对吧，那说明，是正在，运行，的进程，数呢有一个，啊处于，running状态，然后呢六百，零三个sleeping啊那sleeping就是，处于，休眠状态下的这个，进程，啊有六百零三个，然后，接着一下，还有这个stopped的那么这个，是停止的进程数是零个对吧，最后一个，呢这个就是，刚刚说的僵死进程的数量那么现在，也是零个那么在实际的调过程中呢我们会重点，关注这个啊就是看系统，里面有多少，个将死进程，那么僵死，进程过多的话，它会占用，很多，的内存资源，它不会，释放，掉，所以，我们考虑，要把这些个啊僵死的进程把它给关闭，掉啊，那这是关于，这个，啊，进程，的几个状态那么，在这个里边呢都有非常啊详细，的一个展示啊，那么说完这个，再看这个，c p u这一项啊我们，再看c p u这一行，那么c p u这一行，它显示的其实就是c p u啊就是，用户进程，占用c p u的一个，百分比啊，那么，后面有呃很多列啊我们，来一个一个看一下，首先，我们看第一列对吧，零点，三u s啊那么大家注意，这个零点三它是一个百分比，啊就百分之零点三，那么，这个，u呢它表示，用户，进程占用，c p u的一个百分比，啊是用户进程，占用，c p u的百分比，那么第二个零点，二s y对吧，这个，它表示，系统进程，占用c p u的一个，百分比，啊s y代表是系统进程，然后第三个呢我们看一下这个n i对吧，那么这个n i的话呢它表示，这个用户进程空间内改变过优先级，的进程占用c p u的一个百分比，啊这个n i其实就nice对吧，然后，再看，九十九点，五这个，i d啊那么，这个，i d的话，它表示空闲，c p u占用，的百分比，那么，一般，我们，通过这个，值呢去判断，它c p u的一个，空闲状态，如果，这个，值非常，小的话，那就说明，当前，c p u它的使用率，非常，高啊就非常，忙，那么，这块我们，看这个，九十九，点五那就说明，这个服务器，它的c p u啊它非常，空闲，那么还有一个，就是，零点零这个，w a对吧，这个，w a的话，它对应，的其实，就是，wait啊那就是，等待输入输出，的进程，占用，c p u的一个百分比，那这边看到是零对吧，零的话那说明啊目前没有等待输入输出，那么相关的一个状态就说这个机器，目前它没有很多的等待状态啊，那么看完，这个之后，我们再看第二个红框那就是，这一部分，的内容，啊，那么这部分内容，的话呢它其实主要，显示的就是啊通过，top名里边每个，进城区它对应每列的含义，我们，首先，看第一个，p i d对吧，p i d那就是，显示进程，的p i d，那么这一列它显示的就是，每个进程，对应的一个p i d的一个，号码，然后，第二列use啊这个就是进程，所有者的一个，用户名啊就是这个，进程是哪个，用户启动的啊比如说看到这个，java进程啊第一个，java进程那么，它是由亚这个，用户来启动的这是第二列，然后第三列这个p r呢它是进程的一个优先级啊，那么，我们，要查看，进程，优先级，的话，就可以看这一列，对吧，这个，数字，就是，显示，进程，一个，优先级，p r，然后接着写还有一个n i对吧，那么，n i的话，呢它对应，的是，nice值啊就刚才我们说的这个进程对的这个nice值，那么，这个nice值呢它有一个，这个优先级，啊就是负值啊表示的是高优先级那么，正值呢表示的是低优先级，大家来看一下，啊那么这部分，这都是零对吧，那么这个，零的话那，他应该是，出优先级，最中间的那么这块，还有一个，负二十，对吧，这个，负二十，的话大家，来看一下，它应该，是一个高优先级，的啊，负值，表示高优先级，吧，就是，我们，这个，优先级，是最高，的啊那么，对应，的是这个啊进程的名称，那么，再接着，下来，我们再看啊嗯看哪一部分，我们，看这一列啊v i r t啊v i r t呢是进程，使用，的虚拟内存，的总量啊这是使用，虚拟内存，的总量，那么单位是k比特啊，那么，大家，看一下，这个，java进程，占用了三十二点，七g的内存，那么，这个对应，的是虚拟内存，啊不是，实际，的物理内存，再接着是r e s啊r e s这个是进程，使用，的未被换出的啊物理内存，的一个，大小啊，所以这个，值它能够，反映，这个，进程，使用，了多少，物理内存，啊就这个，值它应该是比较，准确，的使用，物理内存，的一个，值，然后，接着下来，我们再看这个，s h r对吧，s h r这一列呢它表示共享内存，大小啊它显示是共享内存，大小，然后再看s这一列对吧，s这一列呢它显示的是进程的状态，啊那么这个，进程的状态呢我们经常看到，可能有几个，s啊第一个就是s对吧，s呢它表示睡眠，状态啊表示，睡眠状态这个，大写的s，那么，还有，一些，比如说，啊我们，能看到，这个，r对吧，r的话，呢它对应，的是，运行的状态啊比如，那比如说，对应的一个运行，的一个，状态，那么除此之外，呢它还有，一些比如说，d啊我们，还可以，看到有这个d，那么，大写的d啊d它代表是不可，中断的一个睡眠状态，啊这是d那么对应，的还有，这个t啊大写的t，既然他表示跟踪停止状态啊跟踪或者停止状态，那么，其实，还有一个，就是大写，的z刚才，说过了这个，z啊，对的话，呢它表示，一个，将死的啊僵死状态，那么，对应，的就是，一个，将死的进程，所以通过，大写，的s这列我们，可以看到，某一个，进程，它处于，一个什么，状态，那么这个截图里面看到大部分是处于一个休眠状态啊，那接着讲我们再看这一列百分号，c p u啊那么这个是，显示，了这个，进程啊占用，的这个，c p u的一个，百分比，啊其实是，这个呃上次，更新到现在，的c p u时间占用，百分比，啊就这个进程占用，c p u时间，的一个百分比，那么，同理，这一列啊百分号，m e m呢它其实是，进程占用，的物理内存的一个，百分比，啊，占用，内存那个，百分比，那么要注意，这个是经常占用c p u的百分比，这是经常占用内存的百分比，然后，那么再看这个time加啊time加的话它表示，进程使用的c p u时间的一个，总计，最后就是，command对吧，这个，它显示的是正在运行的进程，的名称或者，某一个命令的一个路径啊，那么这个，很容易理解，啊就command其实，就是有哪个进程，啊那么在运行进程，的名称，是什么，那么在调优的时候这个top命令啊就是，这个top命令，其实是我们，经常使用的呃非常简单，的一个命，但是，它的输出呢可以让我们，对系统有一个，全新的一个，了解啊，从c p u内存，包括这个，进程，啊那么，都可以，去做一个，很深刻，的一个，了解，好吧这就是呃我们通过top命令呢来解读，了一下刚刚，说的这个进程，的这个指标，对吧，刚才说了很多进程的一些概念那么，进程具体在系统里边怎么，体现的呢，我们，只用这个，top命令哎那就可以发现那么，这些进程啊那下面这一部分，呢是啊，我我我们，刚刚，对这个，top命令，这个输出，那么，做了一个解释，啊大家，看一下，就可以，了，好接着，下来我们，再看第二，部分啊那就是，关于，linux的一个内存，的一个，性能指标，啊内存，的一个，性能指标，那么，在进程，的这个，执行过程，当中呢links呢它的内核会根据，这个，需要啊分配，一片内存，区域，啊那么进程，就把这片内存，区域呢当做，一个工作区啊，然后呢按要求去执行这个操作，那么，这个其实就相当于啊就是给你配了一张自己的桌子啊那你就可以在这个桌子上摆放文档备忘录然后呢开展自己的工作，区别就在于，内核呢它会以这个更加，动态的方法，呢分配空间，因为系统上运行着这个进程呢是成千上万个的，但是内存，呢它却是，有限，的，因此，这个，links它必须要高效，的去处理，这个，内存，问题，那么，这块，就涉及，到了linux下的一个，内存，高效，管理机制，那么了解内存指标的话呢首先我们先了解一下关于，links里边的物理内存以及虚拟内存的一个概念啊，那么，电脑，里啊它的内存，呢其实是，分为内存条，和硬盘啊，那么这块，我说内存条，可能，大家，更容易，理解啊，那么，这个，内存条，呢嗯我们，也可以，把它叫做，物理内存啊，内存条它保存程序运行时，的这个，数据，啊这个大家，注意，啊就是，内存条，保存的是程序运行，时的这个数据，也称为，物理内存，而磁盘，呢是保存的持久化的数据啊这是关于，这个，物理内存啊跟这个硬盘它的区别，硬盘，是保存持久化的数据，那么，这块，还有一个，概念，就是，虚拟内存，对吧，什么，是虚拟内存，呢，我们说啊程序运行，的时候，呢会启动，一个，进程对吧那么进程，里边，它有这个，程序段，有全局，的数据有啊堆和栈那么这些，呢都会加载，到内存里，那么每一部分，呢都有对应，的内存地址，进程，就是一直在处理这些地址中的数据，那么，然而在linux系统下啊进程，啊它是不能，直接去读写，这个物理内存地址的啊就它不能去读取内存条，那么，对应的这个，地址，那么进程，中能，访问，的地址，啊只能，是虚拟内存，地址，啊，那么，操作系统会把虚拟内存，地址呢翻译啊翻译成真实的内存地址就是翻译成真实的物理内存地址，那么这种，内存管理，方式我们，称之为，虚拟内存，啊这就是，一种内存，的管理方式，啊，所以，我们，说虚拟内存，呢它其实，就是，内存，的管理，方式，那么具体，是什么样，的我们看这个图可能会比较清晰，啊大家，来看，一下啊，那么，在这个，图上，我们，可以，看到，最左边，啊这个，椭圆，呢它对应，的就是，啊这是一个，硬盘，对吧，那么，在硬盘上呢它有程序，对吧它还有，一些，数据，那么，在图的这个，最右边，呢其实，对应的就是，物理内存啊或者叫内存条，那么我们的程序，也好，啊或者，我们的这个，数据，也好，它是不能，直接去啊访问，内存条，里边，的数据，的，怎么，访问，呢，它通过，这么，一个，映射，机制，那么，怎么，映射，呢，就是，有一个，虚拟地址，啊，就是我们的程序，啊会对应，每个，程序，会对应，一个，虚拟地址，啊多个程序，就对应多个，虚拟地址，那么，每一个，虚拟地址呢通过一个，地址映射，这么，一个功能，把这个地址映射，到内存条对应的物理地址，上去，啊，那么这块，这个，地址映射，的这个，功能，呢就是，我们所说，的这个，虚拟内存，啊，那么虚拟内存它的特点是什么样子呢，我们说虚拟内存地址啊和这个物理，内存地址呢它其实是类似啊都是为这个数据啊提供一个位置的一个缩影，那么，虚拟内存，地址和这个，物理内存地址，上都是通过，这个映射关系，来关联，大家，看一下啊它有一个映射，地址映射，通过，这么一个映射关系去实现的一个关联，就是我访问，这个虚拟地址的话它比如说啊会把它映射到我们，这个物理地址上来对吧，访问这个地址它会把它映射到这个地址上来，同理，访问这个地址会映射到这个地址上来啊这个映射，的功能就是地址映射啊，那么，然后呢不同的进程呢都有自己的一套虚拟内存，地址，啊就是，每个程序，也好每个，进程也好，都有一套，自己的虚拟内存，地址，那么，用它是用来给自己的进程，空间来进行一个，编号啊，就是每个，进程，啊它都有一个，内存地址，那么还有就是这个进程的虚拟地址，它是相互独立，的啊进程，的这个，内存地址，相互独立，那么，因此就是两个进程空间，啊可以有相同的虚拟内存，地址，这个大家注意啊就是每个程序或者说每个，进程对吧它对应的这个，地址呢都是独立的啊，不会出现，这个进程，和那个，进程对应，同一个，物理地址，啊这是不可能，的，每个进程，都有一个独立，的虚拟地址和物理地址，那么接着就是我们，这个应用程序，啊它的数据的读写操作都是虚拟地址，啊就我们程序，或者什么进程，它读写都是这些，虚拟地址就是它只能跟这个虚拟地址去进行交互，啊，那么他对这个，内存条，里边，这些，物理地址，呢是一无所知，的啊，那么，还有点就是，我们这个，程序中啊表达，的内存地址，比如说我们在程啊在程序里边写的内存地址，也都是虚拟内存，地址，他跟物理地址没有关系啊，那么进程，对虚拟内存，地址的操作啊，那么它会被操作系统翻译成对某个物理地址的操作，那么这个也很容理解啊就是我们每一个进程，要去操作某一个地址的话那首先呢它操作的是虚拟地址，那么虚拟地址通过一个地址映射，啊这么，一个关系，把它转换成物理地址，那么最终，其实，操作，的是内存条，里边，的这个地址，啊，这就是，虚拟内存，它的一种映射，管理机制，啊，啊那么这个就是刚刚我们，所说的虚拟内存它的一个，特点啊它的一个特点，那么，通过虚拟内存，机制啊它其实有，很多个优势，啊那么有什么优势，呢，就我们刚才，说的首先那么，借助于虚拟内存，地址操作系统，可以保证进程空间，的独立性，啊，那么不同进程啊就不可能，啊相互去篡改对方的数据，那么进程出错的可能性，就大大的减少，然后呢就是有了虚拟地址啊那么内存，共享，也变得，非常简单，那么，操作系统，可以，把同一个，物理内存，区域对应，到多个，进程，空间，那么这样就不需要，任何，的数据复制多个进程就可以看到相同的数据，内核和共享，库的映射，呢，其实，就是通过，这种，方法，来进行，的，那么通过上面啊对这个，虚拟内存的介绍我们，可以知道啊操作系统，必须啊用这种呃高效，的翻译虚拟内存和物理内存的这种映射，那么怎么样，去实现，这个翻译，呢，我们，说linux系统，它采用，了分页和分段的方式，啊同时，结合两者，当然，也是可以，的，那么内存，分段，呢我们也简单说一下，啊它是根据程序，的啊，逻辑，角度，分成，了啊站段堆段数据，段代码段，那么，这样，可以，分离，出不同，属性，的段同时，呢是一块，连续的空间，但是每个，段的大小，呢都是不统一，的，那么，这可能会导致，内存碎片，和内存交换，效率，低这种，问题，啊，那么，于是，就出现了内存，的分页，把虚拟空间，和物理，空间，分成固定，大小，的页，啊茹在这个，linux系统当中，每个页的大小是四kb分了页之后，啊就不会，产生细小，的内存碎片，同时呢在内存交换的时候啊写入，硬盘也是一个月或几个，页这样，就大大的提高，了内存，交换的这么，一个效率，那么再来，啊就是为了，解决简单，分页，产生的这个，页表过大的问题，那么就有了这个，啊多级页表，啊那么，它解决，了空间上的问题，但这样就会导致c p u在这个寻址的过程当中啊需要有很多层这个表参与，加大，了这个，时间上的一个开销，于是根据，程序的啊局部性的一个原理，在c p u这个，芯片中加入了这个t l b，负责缓存最近，啊最经常访问，的这个页表，箱大大提高了地址转换的这么，一个速度，啊那么这个就是呃我简单说明了一下，操作系统，要高效的翻译虚拟地址空间，和物理，这个地质，空间的一个映射，啊它是通过了这么，一个，分段和分页，的方法，来实现，的，好吧这是操作系统，的一些，啊这种，内部实现，机制我们，做一个，简单的了解啊