前言

在性能測(cè)試中，top 和 htop 是非常有用的工具，可以幫助你實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)資源的使用情況。這些工具可以讓你了解 CPU、內(nèi)存、磁盤 I/O 和網(wǎng)絡(luò) I/O 的使用情況，從而幫助你識(shí)別性能瓶頸和優(yōu)化應(yīng)用程序。

1. 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)資源

使用 top

啟動(dòng) top：

top

主要關(guān)注點(diǎn)：

CPU 使用率：觀察 %Cpu(s) 行，特別是 us（用戶空間）、sy（系統(tǒng)空間）和 id（空閑）。

內(nèi)存使用情況：查看 KiB Mem 和 KiB Swap 行，特別是 free 和 avail Mem。

進(jìn)程列表：按 P 鍵以按 CPU 使用率排序，或按 M 鍵以按內(nèi)存使用率排序。

交互式命令：

h 或 ?：顯示幫助頁(yè)面。
k：殺死進(jìn)程（需要輸入 PID）。
r：改變進(jìn)程優(yōu)先級(jí)（需要輸入 PID 和新的 nice 值）。
q：退出 top。
1：顯示每個(gè) CPU 核心的使用情況。
f：進(jìn)入字段管理器，可以選擇要顯示的列。
o：進(jìn)入排序選項(xiàng)管理器。
W：將當(dāng)前設(shè)置寫入配置文件。

使用 htop

啟動(dòng) htop：

htop

主要關(guān)注點(diǎn)：

CPU 使用率：頂部欄顯示了每個(gè) CPU 核心的使用情況。

內(nèi)存使用情況：頂部欄還顯示了內(nèi)存和交換分區(qū)的使用情況。

進(jìn)程列表：可以通過(guò) F6 鍵選擇不同的排序方式，如按 CPU 使用率、內(nèi)存使用率等。

交互式命令：

F1：顯示幫助頁(yè)面。
F2：進(jìn)入設(shè)置菜單。
F3：搜索進(jìn)程。
F4：過(guò)濾進(jìn)程。
F5：樹狀視圖。
F6：選擇排序方式。
F7 和 F8：增加或減少進(jìn)程的 nice 值。
F9：殺死進(jìn)程。
F10：退出 htop。

2. 監(jiān)控特定進(jìn)程

如果你知道要監(jiān)控的進(jìn)程 ID (PID)，可以直接在 top 或 htop 中查看該進(jìn)程的詳細(xì)信息。

使用 top 監(jiān)控特定進(jìn)程：

top -p

例如：

top -p 1234

使用 htop 監(jiān)控特定進(jìn)程：

htop -p

例如：

htop -p 1234

3. 記錄性能數(shù)據(jù)

在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的性能測(cè)試中，記錄性能數(shù)據(jù)是非常重要的。你可以使用 top 或 htop 的批處理模式來(lái)記錄數(shù)據(jù)。

使用 top 記錄數(shù)據(jù)：

top -b -n 1 > top_output.txt

這會(huì)生成一個(gè)單次更新的數(shù)據(jù)快照，并將其保存到 top_output.txt 文件中。如果需要連續(xù)記錄，可以結(jié)合 watch 命令：

watch -n 1 'top -b -n 1' > top_output.txt

使用 htop 記錄數(shù)據(jù)：

htop 沒(méi)有直接的批處理模式，但你可以使用腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)類似的功能。例如，使用 script 命令：

script -c "htop" -t 2>&1 | tee htop_output.log

4. 分析數(shù)據(jù)

一旦你收集了足夠的數(shù)據(jù)，就可以開始分析它們。你可以使用文本編輯器或?qū)ｉT的工具（如 gnuplot）來(lái)繪制圖表，以便更直觀地理解性能趨勢(shì)。

5. 識(shí)別瓶頸

通過(guò)監(jiān)控和記錄數(shù)據(jù)，你可以識(shí)別出系統(tǒng)的瓶頸所在。常見的瓶頸包括：

CPU 使用率過(guò)高：檢查哪些進(jìn)程占用了大量 CPU 資源。

內(nèi)存不足：檢查哪些進(jìn)程消耗了大量的內(nèi)存。

磁盤 I/O 高：檢查哪些進(jìn)程進(jìn)行了大量的磁盤讀寫操作。

網(wǎng)絡(luò) I/O 高：檢查哪些進(jìn)程發(fā)送或接收了大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

進(jìn)階

1. 詳細(xì) CPU 使用率分析

使用 top

按 CPU 使用率排序：

top -o %CPU

查看每個(gè) CPU 核心的使用情況：

按 1 鍵顯示每個(gè) CPU 核心的使用情況。

檢查用戶空間和系統(tǒng)空間的 CPU 使用率：

在 %Cpu(s) 行中，us 表示用戶空間的 CPU 使用率，sy 表示系統(tǒng)空間的 CPU 使用率。如果 sy 值很高，可能表示內(nèi)核或驅(qū)動(dòng)程序的問(wèn)題；如果 us 值很高，可能表示應(yīng)用程序的計(jì)算密集型任務(wù)。

使用 htop

按 CPU 使用率排序：

按 F6 鍵，選擇 %CPU 進(jìn)行排序。

查看每個(gè) CPU 核心的使用情況：

頂部欄會(huì)顯示每個(gè) CPU 核心的使用情況。

2. 內(nèi)存使用情況分析

使用 top

按內(nèi)存使用率排序：

top -o %MEM

查看內(nèi)存使用情況：

在 KiB Mem 行中，free 表示空閑內(nèi)存，used 表示已用內(nèi)存，buff/cache 表示緩存和緩沖區(qū)使用的內(nèi)存。

檢查交換分區(qū)使用情況：

在 KiB Swap 行中，used 表示已用交換空間，free 表示空閑交換空間。如果交換空間使用率高，可能表示內(nèi)存不足。

使用 htop

按內(nèi)存使用率排序：

按 F6 鍵，選擇 %MEM 進(jìn)行排序。

查看內(nèi)存使用情況：

頂部欄會(huì)顯示內(nèi)存和交換分區(qū)的使用情況。

3. 磁盤 I/O 分析

使用 iostat 或 iotop

iostat 可以顯示磁盤 I/O 的統(tǒng)計(jì)信息。

iostat -x 1

其中 -x 顯示擴(kuò)展統(tǒng)計(jì)信息，1 是更新間隔（秒）。

iotop 類似于 top，但專門用于顯示磁盤 I/O 的使用情況。

iotop

4. 網(wǎng)絡(luò) I/O 分析

使用 iftop 或 nethogs

iftop 可以顯示網(wǎng)絡(luò)流量。

iftop

nethogs 可以顯示每個(gè)進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)帶寬使用情況。

nethogs

5. 詳細(xì)進(jìn)程分析

使用 top 和 htop

查看特定進(jìn)程的詳細(xì)信息：

在 top 或 htop 中，輸入進(jìn)程 ID (PID) 來(lái)查看特定進(jìn)程的詳細(xì)信息。

查看進(jìn)程的線程：

在 htop 中，按 F5 鍵切換到樹狀視圖，可以看到進(jìn)程及其子進(jìn)程的關(guān)系。

查看進(jìn)程的命令行參數(shù)：

在 top 中，按 c 鍵顯示完整的命令行路徑。

在 htop 中，按 F2 進(jìn)入設(shè)置菜單，選擇“Display options”，勾選“Show custom thread names”。

6. 保存和分析日志

使用 top 的批處理模式

保存 top 輸出到文件：

top -b -n 100 > top_output.txt

其中 -b 表示批處理模式，-n 100 表示記錄 100 次更新。

定期記錄 top 輸出：

使用 cron 或 watch 定期記錄 top 輸出。

watch -n 5 'top -b -n 1' > top_output.txt

使用 htop 的腳本模式

使用 script 命令記錄 htop 輸出：

script -c "htop" -t 2>&1 | tee htop_output.log

7. 結(jié)合其他工具進(jìn)行分析

使用 vmstat

vmstat 可以顯示虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息。

vmstat 1

其中 1 是更新間隔（秒）。

使用 mpstat

mpstat 可以顯示每個(gè) CPU 核心的統(tǒng)計(jì)信息。

mpstat -P ALL 1

其中 -P ALL 表示所有 CPU 核心，1 是更新間隔（秒）。

使用 sar

sysstat 包中的 sar 工具可以收集、報(bào)告和保存系統(tǒng)活動(dòng)信息。

sar -u 1

其中 -u 表示 CPU 使用率，1 是更新間隔（秒）。

8. 生成圖表

使用 gnuplot

gnuplot 可以將數(shù)據(jù)繪制成圖表，便于可視化分析。

gnuplot -e "set terminal png; set output 'cpu_usage.png'; plot 'top_output.txt' using 1:9 with lines title 'CPU Usage'"

9. 性能優(yōu)化建議

優(yōu)化代碼：改進(jìn)算法，減少不必要的計(jì)算。

調(diào)整資源配置：增加 CPU 或內(nèi)存資源。

負(fù)載均衡：分散負(fù)載到多個(gè)服務(wù)器。

緩存機(jī)制：引入緩存減少數(shù)據(jù)庫(kù)或磁盤 I/O。

數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化：優(yōu)化查詢，索引設(shè)計(jì)，減少鎖競(jìng)爭(zhēng)。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，減少網(wǎng)絡(luò)延遲。