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top命令
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‎source/_posts/学习笔记/top命令.md‎

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layout: post
3+
title: top命令
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date: 2025-09-03 10:01:14
5+
tags:
6+
- linux
7+
categories:
8+
- 学习笔记
9+
---
10+
11+
## top 命令
12+
13+
top 命令是 Linux 常用的实时系统监控工具。它默认每隔 3 秒刷新一次。
14+
15+
### 启动参数（命令行选项）
16+
17+
| 参数 | 全称 | 作用 |
18+
|--------------|--------------------------|----------------------------------------------|
19+
| `-d seconds` | **delay-time** | 刷新间隔（默认 3 秒），例如 `top -d 1` 每 1 秒刷新一次 |
20+
| `-n count` | **number-of-iterations** | 运行多少次后退出，例如 `top -n 5` 显示 5 次后退出 |
21+
| `-p pid` | **process-id** | 仅监控指定进程，例如 `top -p 1234` |
22+
| `-u user` | **user-name** | 仅显示指定用户的进程，例如 `top -u root` |
23+
| `-U user` | **UID-based** | 类似 `-u`，但基于 UID |
24+
| `-b` | **batch-mode** | 批处理模式（无交互，常用于重定向到文件：`top -b -n 1 > out.txt`） |
25+
| `-H` | **threads-mode** | 显示线程而非进程 |
26+
| `-i` | **idle-process toggle** | 启动时忽略空闲任务（= 运行时按 `i`） |
27+
| `-c` | **command-line toggle** | 显示完整命令行（= 运行时按 `c`） |
28+
29+
### 交互式快捷键（运行时输入）
30+
31+
#### 显示控制
32+
33+
| 按键 | 全称 | 作用 |
34+
|-----|-------------------------|--------------------|
35+
| `h` | **help** | 显示帮助（所有快捷键说明） |
36+
| `q` | **quit** | 退出 `top` |
37+
| `z` | **color/mono toggle** | 切换彩色/单色模式 |
38+
| `B` | **bold toggle** | 是否加粗高亮 |
39+
| `l` | **load-average toggle** | 显示/隐藏顶部的负载信息 |
40+
| `t` | **tasks toggle** | 显示/隐藏任务和 CPU 使用情况 |
41+
| `m` | **memory toggle** | 显示/隐藏内存/Swap 行 |
42+
| `1` | **cpu-per-core** | 展开/收起所有 CPU 核心的使用率 |
43+
44+
---
45+
46+
#### 排序与过滤
47+
48+
| 按键 | 全称 | 作用 |
49+
|---------|-----------------------|--------------------------|
50+
| `P` | **sort by CPU** | 按 CPU 使用率排序（默认） |
51+
| `M` | **sort by Memory** | 按内存使用率排序 |
52+
| `T` | **sort by Time** | 按运行时间排序 |
53+
| `N` | **sort by PID** | 按 PID 排序 |
54+
| `R` | **reverse sort** | 反向排序 |
55+
| `O`（大写） | **change sort field** | 按其他字段排序（进入交互菜单选择） |
56+
| `o`（小写） | **filter by field** | 过滤显示（例如 `COMMAND=nginx`） |
57+
| `u` | **filter by user** | 只显示某个用户的进程 |
58+
59+
---
60+
61+
#### 进程控制
62+
63+
| 按键 | 全称 | 作用 |
64+
|-----|------------------|----------------------------------|
65+
| `k` | **kill** | 杀死进程（输入 PID 和信号，默认 15 `SIGTERM`） |
66+
| `r` | **renice** | 调整进程 Nice 值（输入 PID 和新 nice 值） |
67+
| `s` | **set-delay** | 修改刷新间隔（秒） |
68+
| `W` | **write config** | 保存当前配置，下次启动生效（写入 `~/.toprc`） |
69+
70+
---
71+
72+
#### 进程显示切换
73+
74+
| 按键 | 全称 | 作用 |
75+
|-----|-----------------------------|---------------------|
76+
| `c` | **command-line toggle** | 显示完整命令行 vs 仅命令名 |
77+
| `i` | **idle toggle** | 显示/隐藏空闲进程 |
78+
| `H` | **threads toggle** | 显示线程而不是进程 |
79+
| `x` | **highlight sort column** | 高亮当前排序列 |
80+
| `y` | **highlight running tasks** | 高亮正在运行的任务 |
81+
| `u` | **user filter** | 只显示指定用户的进程 |
82+
| `V` | **forest view** | 树状显示进程（类似 `pstree`） |
83+
84+
## 显示信息
85+
86+
~~~
87+
top - 13:24:16 up 3 days, 22:41, 0 user, load average: 0.14, 0.14, 0.11
88+
Tasks: 163 total, 1 running, 162 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
89+
%Cpu(s): 1.3 us, 0.8 sy, 0.0 ni, 97.1 id, 0.7 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st
90+
MiB Mem : 7940.7 total, 222.3 free, 6399.8 used, 1590.8 buff/cache
91+
MiB Swap: 0.0 total, 0.0 free, 0.0 used. 1540.9 avail Mem
92+
93+
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
94+
1197 root 20 0 1963420 640468 36736 S 4.0 7.9 282:35.87 kube-apiserver
95+
2327 root 20 0 2237824 49708 24064 S 1.3 0.6 80:30.91 calico-node
96+
771 root 0 -20 11.3g 89348 23552 S 1.0 1.1 79:04.21 etcd
97+
1228 root 20 0 1412044 84508 21376 S 1.0 1.0 78:41.97 kube-controller
98+
32616 root 20 0 2227064 92080 50560 S 1.0 1.1 79:00.74 kubelet
99+
1212 root 20 0 1283348 32972 13056 S 0.3 0.4 15:25.14 kube-scheduler
100+
1648 root 20 0 746604 16832 6400 S 0.3 0.2 9:40.87 node-cache
101+
15415 root 20 0 0 0 0 I 0.3 0.0 0:00.28 kworker/1:1-events
102+
31742 root 20 0 2398412 60844 29696 S 0.3 0.7 26:17.82 containerd
103+
43556 ubuntu 20 0 13228 6528 4352 R 0.3 0.1 0:00.18 top
104+
1 root 20 0 23084 12288 7680 S 0.0 0.2 1:12.93 systemd
105+
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd
106+
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 pool_workqueue_release
107+
4 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/R-rcu_g
108+
5 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/R-rcu_p
109+
6 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/R-slub_
110+
7 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/R-netns
111+
9 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H-events_highpri
112+
12 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/R-mm_pe
113+
13 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_tasks_kthread
114+
14 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_tasks_rude_kthread
115+
15 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_tasks_trace_kthread
116+
16 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:13.07 ksoftirqd/0
117+
17 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 1:02.67 rcu_preempt
118+
18 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:02.89 migration/0
119+
19 root -51 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 idle_inject/0
120+
20 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 cpuhp/0
121+
21 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 cpuhp/2
122+
22 root -51 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 idle_inject/2
123+
23 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:02.40 migration/2
124+
~~~
125+
126+
### 顶部状态
127+
128+
~~~
129+
top - 13:24:16 up 3 days, 22:41, 0 user, load average: 0.14, 0.14, 0.11
130+
~~~
131+
132+
* **13:24:16** → 当前系统时间
133+
* **up 3 days, 22:41** → 系统已运行 3 天 22 小时 41 分钟
134+
* **0 user** → 当前登录用户数（这里没有用户直接登录）
135+
* **load average: 0.14, 0.14, 0.11** 系统 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。数字越接近 CPU 核心数，说明负载越合理。比如 4 核 CPU，load average 小于 4 基本健康。
136+
137+
~~~
138+
Tasks: 163 total, 1 running, 162 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
139+
~~~
140+
141+
* **163 total** → 系统中共有 163 个进程
142+
* **1 running** → 正在运行的进程 1 个
143+
* **162 sleeping** → 休眠状态的进程 162 个（大部分进程常处于此状态，等待事件触发）
144+
* **0 stopped** → 停止的进程（通过信号暂停）
145+
* **0 zombie** → 僵尸进程（子进程结束但父进程未回收资源，数量多时是问题信号）
146+
147+
~~~
148+
%Cpu(s): 1.3 us, 0.8 sy, 0.0 ni, 97.1 id, 0.7 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st
149+
~~~
150+
151+
* **1.3 us (user space)** → 用户态进程占用 CPU 1.3%
152+
* **0.8 sy (system)** → 内核态占用 CPU 0.8%
153+
* **0.0 ni (nice)** → 调整过 nice 优先级的进程占用 0%
154+
* **97.1 id (idle)** → CPU 空闲 97.1%
155+
* **0.7 wa (I/O wait)** → 等待 I/O 的 CPU 时间（磁盘/网络）
156+
* **0.0 hi (hardware interrupt)** → 硬件中断占用 CPU 时间百分比
157+
* **0.1 si (software interrupt)** → 软件中断占用 CPU 时间百分比
158+
* **0.0 st (steal time)** → 被虚拟机管理程序（Hypervisor）“偷走”的 CPU 时间百分比（虚拟化场景有意义）
159+
160+
> 一般关注 us+sy（实际负载），如果 wa 很高，说明 I/O 瓶颈。
161+
162+
~~~
163+
MiB Mem : 7940.7 total, 222.3 free, 6399.8 used, 1590.8 buff/cache
164+
~~~
165+
166+
* **7940.7 total** → 总内存 7.9 GB
167+
* **222.3 free** → 空闲内存 222 MB（未使用部分，Linux 下通常较小）
168+
* **6399.8 used** → 被程序使用的内存 6.4 GB（包含应用+缓存）
169+
* **1590.8 buff/cache** → 缓冲和缓存内存（用于磁盘缓存和文件缓存，可回收）
170+
171+
~~~
172+
MiB Swap: 0.0 total, 0.0 free, 0.0 used. 1540.9 avail Mem
173+
~~~
174+
175+
* **total 0.0** → 没有配置 swap 分区
176+
* **free 0.0** → 空闲 Swap
177+
* **used 0.0** → 已用 Swap
178+
* **avail Mem 1540.9** → 实际可用内存 1.5 GB（考虑缓存和可回收内存），比 free 更准确
179+
180+
> 如果 Swap used 很高，说明物理内存不足。
181+
182+
### 进程列表
183+
184+
~~~
185+
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
186+
~~~
187+
188+
* **PID (Process ID)** → 进程 ID（唯一标识）
189+
* **USER** → 进程所有者（用户名）
190+
* **PR (Priority)** → （内核调度的优先级，数值越小优先级越高）
191+
* **NI (Nice)** → nice 值（用户可调节，-20 \~ 19，影响优先级）
192+
* **VIRT (Virtual Memory)** → 进程使用的虚拟内存 (KB)，进程申请的总地址空间，包括共享库、映射文件等
193+
* **RES (Resident Memory)** → 进程常驻物理内存 (KB)，实际占用的物理内存
194+
* **SHR (Shared Memory)** → 共享内存 (KB)，与其他进程共享的内存
195+
* **S (State)** → 进程状态
196+
* `R` → running
197+
* `S` → sleeping
198+
* `I` → idle
199+
* `D` → 不可中断睡眠
200+
* `Z` → 僵尸
201+
* **%CPU (CPU usage)** → CPU 使用率（按刷新周期计算）
202+
* **%MEM (Memory usage)** → 内存使用率（占总内存百分比）
203+
* **TIME+ (CPU Time)** → 进程累计使用的 CPU 时间，格式 *分钟:秒.百分秒*
204+
* **COMMAND** → 进程的命令或程序名（默认显示简写，可按 `c` 显示完整命令行）
205+
206+
## 一些指标的概念
207+
208+
### Nice 值 (Niceness Value)
209+
210+
调节进程的**优先级 (Priority, PR)**，影响 CPU 调度的先后顺序。
211+
212+
* **取值范围**：`-20 ~ 19`
213+
* **-20** → 最高优先级（最“自私”，会多抢占 CPU）
214+
* **0** → 默认值
215+
* **19** → 最低优先级（最“友好”，让出 CPU 机会）
216+
* **关系**：
217+
* 最终调度优先级由 **PR = base\_priority + NI** 决定
218+
* `top` 里 **PR** 越小，进程调度优先级越高
219+
* **修改方式**：
220+
* 启动时指定：`nice -n 10 my_program`
221+
* 运行时调整：`renice -n -5 -p 1234` （调整 PID=1234 的进程）
222+
223+
* 大型数据分析进程可以 `nice=10` → 不阻塞关键服务
224+
* 系统关键进程可能会设置低 nice 值（-5 \~ -20），保证调度优先级
225+
226+
---
227+
228+
### 交换空间 (Swap Space)
229+
230+
当物理内存不足时，Linux 会把部分**不常用的内存页**写到磁盘上的 Swap 区域，以释放 RAM。
231+
可以让系统避免“内存不足直接崩溃”。但磁盘速度远低于内存，频繁使用 Swap 会导致性能下降（俗称“抖动 / thrashing”）。
232+
233+
* 在 `top` 的 **Swap used** 升高时，说明内存吃紧
234+
* 进程会明显变慢
235+
236+
**Kubernetes 中默认不允许使用交换内存**
237+
238+
Kubernetes 的调度和资源控制主要依赖于 **cgroup 的 CPU、内存限制**。
239+
240+
* **内存限制**：Pod 被限制多少内存，超过就会触发 **OOMKill**。
241+
* 如果允许 swap，那么：
242+
* Pod 占用的物理内存可能被换出到 swap，而 kubelet 和 cgroup 并不知道。
243+
* 容器可能“假装”没超内存，实际上性能已经变得非常差。
244+
* 这会导致 **资源隔离失真**，调度器也无法准确分配资源。
245+
246+
因此，Kubernetes 默认要求节点运行在 **no swap** 的状态下，以保证资源控制的可预测性。
247+
248+
但 Kubernetes 在后续版本有支持开启交换内存的功能：
249+
250+
[New in Kubernetes v1.22: alpha support for using swap memory](https://kubernetes.io/blog/2021/08/09/run-nodes-with-swap-alpha/)
251+
[Kubernetes 1.28: Beta support for using swap on Linux](https://kubernetes.io/zh-cn/blog/2023/08/24/swap-linux-beta/)
252+
253+
### 虚拟内存 (Virtual Memory, VIRT)
254+
255+
每个进程拥有**独立的地址空间**（虚拟内存），由操作系统内核管理并映射到实际物理内存或磁盘。
256+
257+
包含内容：
258+
259+
1. 程序代码
260+
2. 已分配但未实际使用的内存
261+
3. 动态库
262+
4. 内存映射文件（mmap）
263+
5. 可能被换出到 Swap 的部分
264+
265+
指标含义：
266+
267+
* `top` 里的 **VIRT** → 进程可寻址的虚拟内存总量（不等于真实占用 RAM）
268+
* `RES` → 真实常驻物理内存
269+
* `SHR` → 共享内存
270+
271+
举例：一个 Python 程序加载 TensorFlow，`VIRT` 可能几十 GB，但 `RES` 可能只有几百 MB，因为很多库只是映射，并没有真正加载到内存。
272+
273+
### 中断 (Interrupt)
274+
275+
中断是 CPU 在运行用户代码时，被“打断”去处理某个事件的机制。分为**硬件中断**和**软件中断**。
276+
277+
#### 硬件中断 (Hardware Interrupt, hi)
278+
279+
来源：外部硬件设备向 CPU 发出信号
280+
例子：
281+
282+
* 键盘输入（按下一个键）
283+
* 网络接口卡收到数据包
284+
* 磁盘 I/O 完成通知
285+
286+
类比：你正在写字（运行程序），突然电话响了（键盘输入），你必须停下去接电话（处理硬件中断）。
287+
288+
#### 软件中断 (Software Interrupt, si)
289+
290+
来源：内核为处理高频硬件事件，把一些工作转交给“软中断”机制（通常由内核线程完成）。
291+
例子：
292+
293+
* 网络包的协议栈处理（TCP/IP 解析）
294+
* 大量磁盘 IO 的后续处理
295+
296+
类比：电话太多了，你雇了秘书（内核线程）来代接一部分，这就是软件中断。
297+
298+

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