[Linux进程内存分析]

1. 常用的组合命令

1.CPU占用最多的前10个进程

ps auxw|head -1;ps auxw|sort -rn -k3|head -10

2.内存消耗最多的前10个进程

ps auxw|head -1;ps auxw|sort -rn -k4|head -10

3.虚拟内存使用最多的前10个进程

ps auxw|head -1;ps auxw|sort -rn -k5|head -10

4.也可以试试这几个

ps auxw --sort=rss
ps auxw --sort=%cpu

参数介绍
- %MEM 进程的内存占用率
- MAJFL is the major page fault count,
- VSZ 进程所使用的虚存的大小
- RSS 进程使用的驻留集大小或者是实际内存的大小(RSS is the “resident set size” meaning physical memory used)
- TTY 与进程关联的终端（tty）

2. 常用的基本命令

2.1 free查看整体内存情况

$ free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          15363       13699         324           2        1339        1333
Swap:             0           0           0

2.2 top 查看进程情况

$ top
top - 14:22:24 up 470 days,  4:54,  3 users,  load average: 0.56, 0.51, 0.51
Tasks: 194 total,   2 running, 186 sleeping,   0 stopped,   6 zombie
%Cpu(s): 23.9 us,  3.7 sy,  0.0 ni, 72.2 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.2 si,  0.0 st
KiB Mem : 15732496 total,   316944 free, 14041768 used,  1373784 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.  1352340 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
25010 root      20   0 7025624   6.6g   2364 S  69.4 44.0   2905:36 containerd-shim
23456 root      20   0 5400940   1.3g  11740 S  23.9  8.5 164:17.61 java
28892 root      10 -10  157684  34292   5176 S   1.3  0.2 757:03.02 AliYunDun
  894 root      20   0 1148092  34448   1572 S   1.0  0.2   1838:21 containerd
  969 root      20   0  938224  67844   3332 S   1.0  0.4   2107:32 dockerd

参数介绍

PR：进程的优先级别，越小越优先被执行
VIRT：进程占用的虚拟内存
RES：进程占用的物理内存(实际内存)
SHR：进程使用的共享内存
S：进程的状态。S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值为负数
%CPU：进程占用CPU的使用率
%MEM：进程使用的物理内存和总内存的百分比
TIME+：该进程启动后占用的总的CPU时间，即占用CPU使用时间的累加值。
COMMAND：进程启动命令名称
推荐1： shift + m 则会将结果按照内存占用情况进行排序

推荐2：查看某个用户的所有进程情况

[root@web00-and-backend00 ~]# ps aux | head -1; ps aux | grep ^work | sort -rnk 4 | more
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
work     32631 17.1  7.5 5393556 1193396 ?     Sl   12:57  18:54 /usr/bin/java -
....

注意：某个进程的实际内存占用较少，但是虚拟内存占用大
```
$ top -p 23456
PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
23456 root      20   0 5400940   1.3g  11956 S   0.0  8.6 169:45.82 java
```
可以看到，RES 只有 1.3G 但是虚拟内存则达到了 5G
- 导致这种问题的原因是 Java 使用 Glibc 的 Arena 内存池分配了大量的虚拟内存并没有使用。
  
  在glibc分配内存的时候，大内存从从中央分配区分配，小内存则在线程创建时，从缓存区分配。为了解决分配内存的性能的问题，就引入了这个叫做arena的memory pool。而恰好，在64bit系统下面，它的缺省配置为64M。一个进程可以最多有cores8个arena，假如服务器是4核的，那么最多有48=32个arena，也就是32*64 = 2048M内存
  - 可以通过 pmap -p {pid} 来确定是否是这个问题，如果看到有大量 64MB 的内存块则表示确定。
  - 可以通过设置环境变量来改变arena的数量。
    - 查看进程当前的环境变量值： grep MALLOC_ARENA_MAX /proc/$pid/environ
    - 例如: export MALLOC_ARENA_MAX=1
      
      默认为 cpu core*8，hadoop推荐把这个值设置为4, 一般建议配置程序cpu核数。
    - 当然了，既然是多核的机器，而arena的引进是为了解决多线程内存分配竞争的问题，那么设置为cpu核的数量估计也是一个不错的选择。
    - 设置这个值以后最好能对你的程序做一下压力测试，用以看看改变arena的数量是否会对程序的性能有影响。
  - 也可以考虑使用 tcmalloc ，jemallc
- 此外，Java 读取的文件也会被映射为虚拟内存，在虚拟机默认配置下 Java 每个线程栈会占用 1M 的虚拟内存。具体可以查看为什么linux下多线程程序如此消耗虚拟内存。
而真实占用的物理内存要看 RES (resident) 列，这一列的值才是真正被映射到物理内存的大小。

2.3 htop 增强版本的 top

安装 htop 命令
```
yum -y install htop
```
快速使用
```
# 查看全部进程
hhop
# 查看指定进程
htop -p {pid}
```
各项分别为：
- PID：进行的标识号
- USER：运行此进程的用户
- PRI：进程的优先级
- NI：进程的优先级别值，默认的为0，可以进行调整
- VIRT：进程占用的虚拟内存值
- RES：进程占用的物理内存值
- SHR：进程占用的共享内存值
- S：进程的运行状况，R表示正在运行、S表示休眠，等待唤醒、Z表示僵死状态
- %CPU：该进程占用的CPU使用率
- %MEM：该进程占用的物理内存和总内存的百分比
- TIME+：该进程启动后占用的总的CPU时间
- COMMAND：进程启动的启动命令名称

更多用法

要获得有关命令用法的帮助，只需运行即可。

# htop --help

2.4 ps命令

快速查看某个进程的物理内存与虚拟内存占用情况
```
 $ ps -p ${pid} -o rss,vsz  
  RSS     VSZ
  7152568 17485844
```
- RSS 为物理内存，VSZ 为虚拟内存
查看全部进程

# 其中rsz是是实际内存
ps -e -o 'pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid'  

# 其中rsz为实际内存，按内存排序，由大到小
ps -e -o 'pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid' | grep java |  sort -nrk5

使用ps命令统计

通常，很多用户会使用如下ps命令进行统计

ps aux | awk ‘{mem += $6} END {print mem/1024/1024}’

但是，这里存在一个问题是，free没有专门统计另一项缓存: Slab。所以上述ps命令统计的结果与free展示的结果存在较大出入。

Slab Allocation是Linux 2.2之后引入的一个内存管理机制，专门用于缓存内核的数据对象，可以理解为一个内核专用的对象池，可以提高系统性能并减少内存碎片。(Linux 2.6.23之后，SLUB成为了默认的allocator)。可查看meminfo文件了解slab信息。

cat /proc/meminfo | grep Slab