Linux進(jìn)程資源占用詳解

更新時(shí)間：2025年11月11日 09:35:29 作者：REDcker

本文檔詳細(xì)介紹了在Linux系統(tǒng)下分析和監(jiān)控進(jìn)程資源占用的方法,涵蓋了多種工具和命令,如top、htop、ps、pidstat、atop、sar、vmstat、pmap、smem、ss、iotop、lsof等,這些工具可以幫助用戶快速查看和監(jiān)控CPU、內(nèi)存、I/O等關(guān)鍵指標(biāo),從而有效定位和解決資源使用問題

1.top命令（實(shí)時(shí)監(jiān)控）
2.htop（增強(qiáng)版 top，推薦）
3.ps命令（快照查看）
4.pidstat（詳細(xì)資源統(tǒng)計(jì)）
5.atop（高級(jí)監(jiān)控）
6.nmon（可視化監(jiān)控）
7.iotop（I/O 監(jiān)控）
8.lsof（列出打開文件）
9.sar（系統(tǒng)活動(dòng)報(bào)告）
10.vmstat（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)）
11.pmap（內(nèi)存映射查看）
12.smem（內(nèi)存使用統(tǒng)計(jì)）
13.ss（現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)連接工具）
14.time命令（執(zhí)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)）
15.taskset/numactl（CPU 親和性和 NUMA）
16.prlimit（資源限制查看）
17.systemd-cgtop（systemd 進(jìn)程組監(jiān)控）
18.slabtop（內(nèi)核 slab 緩存監(jiān)控）

系統(tǒng)文件分析

/proc文件系統(tǒng)（底層信息）

Cgroup 資源監(jiān)控

Cgroup v1 文件系統(tǒng)
Cgroup v2 文件系統(tǒng)
systemd 服務(wù)資源監(jiān)控
Docker 容器資源監(jiān)控

高級(jí)監(jiān)控工具

bpftrace（動(dòng)態(tài)追蹤）
perf（性能分析）
strace（系統(tǒng)調(diào)用追蹤）

關(guān)鍵指標(biāo)說明

指標(biāo)對(duì)照表
內(nèi)存相關(guān)指標(biāo)詳解
CPU 相關(guān)指標(biāo)詳解

常見問題排查

1. CPU 使用率過高
2. 內(nèi)存使用過高
3. I/O 瓶頸
4. 線程/進(jìn)程過多
5. 文件描述符泄漏

自動(dòng)化監(jiān)控腳本

綜合監(jiān)控腳本
保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)腳本

工具選擇建議

常用方法分類
關(guān)鍵指標(biāo)
最佳實(shí)踐
問題排查流程

總結(jié)

Linux進(jìn)程資源占用分析指南

本文檔介紹在 Linux 系統(tǒng)下如何分析和監(jiān)控進(jìn)程的資源占用情況，包括 CPU、內(nèi)存、I/O 等關(guān)鍵指標(biāo)的查看方法。

快速開始

前提條件

已知進(jìn)程 ID (PID)

獲取 PID 的方法：

# 通過進(jìn)程名查找
pgrep process_name
ps aux | grep process_name

# 通過端口查找
lsof -i :port
netstat -tlnp | grep :port

命令行工具

1.top命令（實(shí)時(shí)監(jiān)控）

基本用法：

top -p PID

交互式操作：

1 - 顯示每個(gè) CPU 核心的使用情況
c - 切換顯示完整命令行
M - 按內(nèi)存使用排序
P - 按 CPU 使用排序
f - 添加或刪除顯示的字段
q - 退出

輸出說明：

%CPU - CPU 使用百分比
%MEM - 內(nèi)存使用百分比
VIRT - 虛擬內(nèi)存大小
RES - 物理內(nèi)存使用（RSS）
SHR - 共享內(nèi)存

2.htop（增強(qiáng)版 top，推薦）

基本用法：

htop -p PID

功能特點(diǎn)：

更直觀的彩色界面
樹狀視圖顯示進(jìn)程關(guān)系（按 F5）
可直接查看進(jìn)程打開的文件（按 F2 添加列）
支持鼠標(biāo)操作
實(shí)時(shí)顯示 CPU 和內(nèi)存使用率

快捷鍵：

F2 - 設(shè)置
F5 - 樹狀視圖
F6 - 排序選擇
F9 - 發(fā)送信號(hào)
F10 - 退出

3.ps命令（快照查看）

基本資源查看：

ps -p PID -o pid,ppid,%cpu,%mem,vsz,rss,cmd

詳細(xì)資源報(bào)告：

ps -p PID -o user,pid,ppid,ni,%cpu,%mem,vsz,rss,tty,stat,start,time,cmd,etime

字段說明：

pid - 進(jìn)程 ID
ppid - 父進(jìn)程 ID
%cpu - CPU 使用百分比
%mem - 內(nèi)存使用百分比
vsz - 虛擬內(nèi)存大?。↘B）
rss - 物理內(nèi)存使用（KB）
cmd - 完整命令行
etime - 進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間
stat - 進(jìn)程狀態(tài)

連續(xù)監(jiān)控：

watch -n 1 'ps -p PID -o pid,%cpu,%mem,vsz,rss,cmd'

4.pidstat（詳細(xì)資源統(tǒng)計(jì)）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install sysstat

# CentOS/RHEL
sudo yum install sysstat

基本用法：

# 每2秒刷新一次，共顯示5次
pidstat -p PID 2 5

詳細(xì)資源監(jiān)控：

# 磁盤 I/O 統(tǒng)計(jì)
pidstat -d -p PID

# 內(nèi)存頁錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)
pidstat -r -p PID

# 棧使用統(tǒng)計(jì)
pidstat -s -p PID

# 線程級(jí)統(tǒng)計(jì)
pidstat -t -p PID

# 綜合統(tǒng)計(jì)（CPU、內(nèi)存、I/O）
pidstat -u -r -d -p PID 2 5

輸出指標(biāo)：

%usr - 用戶態(tài) CPU 使用率
%system - 內(nèi)核態(tài) CPU 使用率
%guest - 虛擬化 CPU 使用率
%CPU - 總 CPU 使用率
minflt/s - 次要頁錯(cuò)誤率
majflt/s - 主要頁錯(cuò)誤率
VSZ - 虛擬內(nèi)存大小
RSS - 物理內(nèi)存使用
kB_rd/s - 讀取速率（KB/s）
kB_wr/s - 寫入速率（KB/s）

5.atop（高級(jí)監(jiān)控）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install atop

# CentOS/RHEL
sudo yum install atop

基本用法：

atop -p PID

功能亮點(diǎn)：

顯示磁盤負(fù)載詳情
網(wǎng)絡(luò)帶寬使用統(tǒng)計(jì)
進(jìn)程級(jí) GPU 使用（需插件支持）
歷史資源記錄（按 t 切換時(shí)間點(diǎn)）
支持記錄和回放

快捷鍵：

t - 切換時(shí)間點(diǎn)
m - 顯示內(nèi)存信息
d - 顯示磁盤信息
n - 顯示網(wǎng)絡(luò)信息
q - 退出

6.nmon（可視化監(jiān)控）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install nmon

# CentOS/RHEL
sudo yum install nmon

基本用法：

nmon -p PID

交互式界面：

c - 查看 CPU 使用情況
m - 查看內(nèi)存使用情況
d - 查看磁盤 I/O
n - 查看網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)
t - 查看進(jìn)程/線程統(tǒng)計(jì)
q - 退出

7.iotop（I/O 監(jiān)控）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install iotop

# CentOS/RHEL
sudo yum install iotop

基本用法：

# 實(shí)時(shí)監(jiān)控指定進(jìn)程的 I/O
iotop -p PID

# 顯示累計(jì) I/O
iotop -a -p PID

輸出說明：

DISK READ - 磁盤讀取速率
DISK WRITE - 磁盤寫入速率
SWAPIN - 交換分區(qū)使用率
IO - I/O 使用百分比

8.lsof（列出打開文件）

基本用法：

# 查看進(jìn)程打開的所有文件
lsof -p PID

# 查看進(jìn)程打開的網(wǎng)絡(luò)連接
lsof -p PID -i

# 查看進(jìn)程打開的文件描述符數(shù)量
lsof -p PID | wc -l

# 查看進(jìn)程打開的具體文件類型
lsof -p PID | grep -E 'REG|DIR|CHR|FIFO|SOCK'

# 查看進(jìn)程的端口占用
lsof -p PID -iTCP -sTCP:LISTEN

# 查看進(jìn)程的工作目錄
lsof -p PID | grep cwd

# 查看進(jìn)程打開的文件并按類型統(tǒng)計(jì)
lsof -p PID | awk '{print $5}' | sort | uniq -c

字段說明：

COMMAND - 命令名
PID - 進(jìn)程 ID
USER - 用戶
FD - 文件描述符
TYPE - 文件類型（REG=普通文件, DIR=目錄, CHR=字符設(shè)備等）
DEVICE - 設(shè)備號(hào)
SIZE/OFF - 文件大小或偏移量
NODE - inode 號(hào)
NAME - 文件路徑

9.sar（系統(tǒng)活動(dòng)報(bào)告）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install sysstat

# CentOS/RHEL
sudo yum install sysstat

基本用法：

# 查看當(dāng)前 CPU 使用（每1秒刷新，共5次）
sar -u 1 5

# 查看內(nèi)存使用
sar -r 1 5

# 查看 I/O 統(tǒng)計(jì)
sar -b 1 5

# 查看進(jìn)程相關(guān)統(tǒng)計(jì)
sar -x PID 1 5

# 查看歷史數(shù)據(jù)（需要啟用 sysstat 數(shù)據(jù)收集）
sar -u
sar -r
sar -b

# 生成綜合報(bào)告
sar -A > sar_report.txt

優(yōu)勢(shì)：

可以查看歷史性能數(shù)據(jù)
適合長期監(jiān)控和趨勢(shì)分析
數(shù)據(jù)可以保存和回放

10.vmstat（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)）

基本用法：

# 每2秒刷新一次，共顯示5次
vmstat 2 5

# 查看進(jìn)程相關(guān)統(tǒng)計(jì)
vmstat -p /dev/sda1 2 5

# 顯示詳細(xì)的內(nèi)存統(tǒng)計(jì)
vmstat -s

輸出說明：

procs - 進(jìn)程統(tǒng)計(jì)（r=運(yùn)行隊(duì)列, b=阻塞）
memory - 內(nèi)存統(tǒng)計(jì)（swpd=交換分區(qū), free=空閑內(nèi)存）
swap - 交換分區(qū)使用
io - I/O 統(tǒng)計(jì)（bi=塊讀取, bo=塊寫入）
system - 系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)（in=中斷, cs=上下文切換）
cpu - CPU 使用百分比

11.pmap（內(nèi)存映射查看）

基本用法：

# 查看進(jìn)程的內(nèi)存映射
pmap -x PID

# 顯示詳細(xì)信息
pmap -XX PID

# 顯示設(shè)備格式
pmap -d PID

# 顯示擴(kuò)展格式
pmap -X PID

# 查看內(nèi)存映射摘要
pmap -q PID

輸出說明：

Address - 內(nèi)存地址范圍
Kbytes - 內(nèi)存大?。↘B）
RSS - 實(shí)際物理內(nèi)存（KB）
Dirty - 臟頁大小（KB）
Mode - 內(nèi)存權(quán)限（r=讀, w=寫, x=執(zhí)行, s=共享, p=私有）
Mapping - 映射的文件或設(shè)備

用途：

分析內(nèi)存占用分布
查找內(nèi)存泄漏
查看共享庫占用

12.smem（內(nèi)存使用統(tǒng)計(jì)）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install smem

# CentOS/RHEL
sudo yum install smem

基本用法：

# 查看進(jìn)程內(nèi)存使用（按 PSS 排序）
smem -P process_name

# 查看指定 PID 的內(nèi)存使用
smem -p PID

# 顯示詳細(xì)統(tǒng)計(jì)
smem -t -k -p PID

# 按用戶統(tǒng)計(jì)
smem -u

# 生成報(bào)告
smem -t -k -P process_name -c "pid user command pss rss"

優(yōu)勢(shì)：

PSS (Proportional Set Size): 更準(zhǔn)確的內(nèi)存統(tǒng)計(jì)，考慮了共享內(nèi)存
USS (Unique Set Size): 進(jìn)程獨(dú)占的內(nèi)存
RSS (Resident Set Size): 實(shí)際物理內(nèi)存

13.ss（現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)連接工具）

基本用法：

# 查看進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)連接
ss -tulpn | grep PID

# 查看 TCP 連接
ss -tpn | grep PID

# 查看 UDP 連接
ss -upn | grep PID

# 顯示詳細(xì)信息
ss -tulnap | grep PID

# 查看監(jiān)聽端口
ss -tlnp | grep PID

# 統(tǒng)計(jì)連接數(shù)
ss -s

相比 netstat 的優(yōu)勢(shì)：

更快速
顯示更多信息
更好的過濾選項(xiàng)

14.time命令（執(zhí)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)）

基本用法：

# 使用 time 命令運(yùn)行程序并統(tǒng)計(jì)資源
time command

# 使用 /usr/bin/time 獲取更詳細(xì)信息
/usr/bin/time -v command

# 查看進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間
time -p sleep 5

# 詳細(xì)資源統(tǒng)計(jì)
/usr/bin/time -f "%E real, %U user, %S sys, %M KB memory" command

輸出說明：

real - 實(shí)際運(yùn)行時(shí)間（墻鐘時(shí)間）
user - 用戶態(tài) CPU 時(shí)間
sys - 內(nèi)核態(tài) CPU 時(shí)間
%M - 最大內(nèi)存使用（KB）

15.taskset/numactl（CPU 親和性和 NUMA）

基本用法：

# 查看進(jìn)程的 CPU 親和性
taskset -p PID

# 查看進(jìn)程的 NUMA 節(jié)點(diǎn)
numactl --show

# 查看進(jìn)程的 NUMA 統(tǒng)計(jì)
numastat -p PID

# 查看系統(tǒng) NUMA 信息
numactl --hardware

用途：

優(yōu)化進(jìn)程的 CPU 綁定
在 NUMA 系統(tǒng)上優(yōu)化內(nèi)存訪問
提高緩存命中率

16.prlimit（資源限制查看）

基本用法：

# 查看進(jìn)程的資源限制
prlimit --pid=PID

# 查看特定資源限制
prlimit --pid=PID --as    # 虛擬內(nèi)存限制
prlimit --pid=PID --rss   # 物理內(nèi)存限制
prlimit --pid=PID --nofile # 文件描述符限制
prlimit --pid=PID --cpu   # CPU 時(shí)間限制

常用資源限制：

AS - 虛擬內(nèi)存大小
RSS - 物理內(nèi)存大小
NOFILE - 文件描述符數(shù)量
CPU - CPU 時(shí)間（秒）
NPROC - 進(jìn)程數(shù)限制

17.systemd-cgtop（systemd 進(jìn)程組監(jiān)控）

基本用法：

# 查看 systemd 管理的進(jìn)程組資源使用
systemd-cgtop

# 查看特定服務(wù)的資源使用
systemd-cgtop /system.slice/service-name.service

# 查看用戶服務(wù)的資源使用
systemd-cgtop /user.slice/user-1000.slice

適用場(chǎng)景：

監(jiān)控 systemd 管理的服務(wù)
查看容器資源使用（如果使用 systemd-nspawn）
分析服務(wù)資源消耗

18.slabtop（內(nèi)核 slab 緩存監(jiān)控）

基本用法：

# 實(shí)時(shí)查看內(nèi)核 slab 緩存使用
slabtop

# 按使用量排序
slabtop -s c

# 只顯示正在使用的緩存
slabtop -o

用途：

診斷內(nèi)核內(nèi)存泄漏
查看內(nèi)核緩存使用情況
分析系統(tǒng)內(nèi)存壓力

系統(tǒng)文件分析

/proc文件系統(tǒng)（底層信息）

/proc/PID/ 目錄提供了進(jìn)程的詳細(xì)底層信息。

CPU 使用情況

# 查看進(jìn)程 CPU 時(shí)間統(tǒng)計(jì)
cat /proc/PID/stat | awk '{print "用戶態(tài)CPU: " $14 " 時(shí)鐘周期"; print "內(nèi)核態(tài)CPU: " $15 " 時(shí)鐘周期"}'

# 實(shí)時(shí)監(jiān)控 CPU 使用率
while true; do
  cat /proc/PID/stat | awk '{utime=$14; stime=$15; total=$14+$15; print "用戶態(tài): " utime " 內(nèi)核態(tài): " stime " 總計(jì): " total}'
  sleep 1
done

內(nèi)存使用情況

# 查看內(nèi)存詳細(xì)信息
cat /proc/PID/status | grep -E 'VmPeak|VmSize|VmRSS|VmSwap|VmHWM|VmData|VmStk|VmExe'

# 字段說明：
# VmPeak  - 虛擬內(nèi)存峰值（KB）
# VmSize  - 當(dāng)前虛擬內(nèi)存大?。↘B）
# VmRSS   - 實(shí)際物理內(nèi)存使用（KB）
# VmSwap  - 交換分區(qū)使用（KB）
# VmHWM   - 物理內(nèi)存峰值（KB）
# VmData  - 數(shù)據(jù)段大?。↘B）
# VmStk   - 棧大?。↘B）
# VmExe   - 可執(zhí)行文件大?。↘B）

打開文件描述符

# 查看打開的文件描述符數(shù)量
ls -l /proc/PID/fd | wc -l

# 查看具體打開的文件
ls -l /proc/PID/fd

# 查看打開的文件列表（帶路徑）
for fd in /proc/PID/fd/*; do
  readlink -f "$fd"
done

I/O 統(tǒng)計(jì)

# 查看 I/O 統(tǒng)計(jì)信息
cat /proc/PID/io

# 輸出字段說明：
# rchar        - 讀取字符數(shù)（包括緩存）
# wchar        - 寫入字符數(shù)（包括緩存）
# syscr        - 系統(tǒng)調(diào)用讀取次數(shù)
# syscw        - 系統(tǒng)調(diào)用寫入次數(shù)
# read_bytes   - 實(shí)際磁盤讀取字節(jié)數(shù)
# write_bytes  - 實(shí)際磁盤寫入字節(jié)數(shù)
# cancelled_write_bytes - 取消的寫入字節(jié)數(shù)

線程信息

# 查看線程數(shù)量
ls /proc/PID/task | wc -l

# 查看每個(gè)線程的詳細(xì)信息
for tid in /proc/PID/task/*; do
  echo "線程 ID: $(basename $tid)"
  cat $tid/stat | awk '{print "CPU時(shí)間: " $14+$15}'
done

上下文切換

# 查看上下文切換統(tǒng)計(jì)
cat /proc/PID/status | grep -E 'voluntary_ctxt_switches|nonvoluntary_ctxt_switches'

# 字段說明：
# voluntary_ctxt_switches     - 自愿上下文切換（等待資源）
# nonvoluntary_ctxt_switches  - 非自愿上下文切換（時(shí)間片到期）

網(wǎng)絡(luò)連接

# 查看進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)連接
cat /proc/PID/net/tcp
cat /proc/PID/net/udp

# 或使用 netstat/lsof
netstat -anp | grep PID
lsof -p PID -i

資源限制

# 查看進(jìn)程的資源限制
cat /proc/PID/limits

# 字段說明：
# Limit           - 資源類型
# Soft Limit      - 軟限制（可超過但會(huì)收到信號(hào)）
# Hard Limit      - 硬限制（不可超過）
# Units           - 單位

環(huán)境變量

# 查看進(jìn)程的環(huán)境變量
cat /proc/PID/environ | tr '\0' '\n'

# 查找特定環(huán)境變量
cat /proc/PID/environ | tr '\0' '\n' | grep VARIABLE_NAME

命令行和工作目錄

# 查看命令行參數(shù)
cat /proc/PID/cmdline | tr '\0' ' '

# 查看工作目錄
readlink /proc/PID/cwd

# 查看可執(zhí)行文件路徑
readlink /proc/PID/exe

內(nèi)存映射詳情

# 查看詳細(xì)的內(nèi)存映射
cat /proc/PID/maps

# 查看內(nèi)存映射摘要
cat /proc/PID/smaps

# smaps 提供更詳細(xì)的信息：
# - 每個(gè)映射區(qū)域的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)
# - 共享/私有內(nèi)存大小
# - 臟頁統(tǒng)計(jì)
# - 交換分區(qū)使用

進(jìn)程關(guān)系

# 查看進(jìn)程樹
pstree -p PID

# 查看子進(jìn)程
ps --ppid PID

# 查看進(jìn)程會(huì)話和進(jìn)程組
cat /proc/PID/stat | awk '{print "會(huì)話ID: " $6 " 進(jìn)程組: " $5}'

Cgroup 資源監(jiān)控

Cgroup v1 文件系統(tǒng)

如果進(jìn)程在 cgroup 中運(yùn)行（如 Docker 容器、systemd 服務(wù)），可以通過 cgroup 文件系統(tǒng)查看資源使用：

# 查找進(jìn)程的 cgroup 路徑
cat /proc/PID/cgroup

# 查看 CPU 使用（如果使用 CPU cgroup）
cat /sys/fs/cgroup/cpu/cgroup_name/cpuacct.usage
cat /sys/fs/cgroup/cpu/cgroup_name/cpu.stat

# 查看內(nèi)存使用（如果使用 Memory cgroup）
cat /sys/fs/cgroup/memory/cgroup_name/memory.usage_in_bytes
cat /sys/fs/cgroup/memory/cgroup_name/memory.stat
cat /sys/fs/cgroup/memory/cgroup_name/memory.limit_in_bytes

# 查看 I/O 統(tǒng)計(jì)（如果使用 blkio cgroup）
cat /sys/fs/cgroup/blkio/cgroup_name/blkio.io_service_bytes
cat /sys/fs/cgroup/blkio/cgroup_name/blkio.io_serviced

# 查看進(jìn)程數(shù)限制
cat /sys/fs/cgroup/pids/cgroup_name/pids.current
cat /sys/fs/cgroup/pids/cgroup_name/pids.max

Cgroup v2 文件系統(tǒng)

現(xiàn)代 Linux 系統(tǒng)使用 cgroup v2：

# 查找進(jìn)程的 cgroup 路徑
cat /proc/PID/cgroup

# 查看資源統(tǒng)計(jì)（統(tǒng)一接口）
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/cpu.stat
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/memory.current
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/memory.stat
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/io.stat

# 查看資源限制
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/memory.max
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/cpu.max

systemd 服務(wù)資源監(jiān)控

# 查看服務(wù)的資源使用
systemd-cgtop

# 查看特定服務(wù)的統(tǒng)計(jì)
systemctl status service-name
systemd-cgtop /system.slice/service-name.service

# 查看服務(wù)資源限制配置
systemctl show service-name | grep -i limit

Docker 容器資源監(jiān)控

# 查看容器的資源使用
docker stats container_name

# 查看容器的詳細(xì)資源統(tǒng)計(jì)
docker stats --no-stream container_name

# 查看容器的 cgroup 信息
docker inspect container_name | grep -i cgroup

# 進(jìn)入容器查看
docker exec container_name cat /proc/self/cgroup

高級(jí)監(jiān)控工具

bpftrace（動(dòng)態(tài)追蹤）

安裝：

# Ubuntu 20.04+
sudo apt-get install bpftrace

# 或從源碼編譯

基本用法：

# 實(shí)時(shí)監(jiān)控 CPU 使用（按用戶態(tài)堆棧）
bpftrace -e 'profile:hz:99 /pid == PID/ { @[ustack] = count(); }'

# 監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)用
bpftrace -e 'tracepoint:syscalls:sys_enter_* /pid == PID/ { @[probe] = count(); }'

# 監(jiān)控 I/O 操作
bpftrace -e 'tracepoint:block:block_rq_issue /pid == PID/ { @[comm] = count(); }'

# 監(jiān)控內(nèi)存分配
bpftrace -e 'uprobe:/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6:malloc /pid == PID/ { @[ustack] = count(); }'

perf（性能分析）

安裝：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install linux-perf

# CentOS/RHEL
sudo yum install perf

基本用法：

# 實(shí)時(shí)查看熱點(diǎn)函數(shù)
perf top -p PID

# 記錄性能數(shù)據(jù)
perf record -p PID -g sleep 10

# 查看報(bào)告
perf report

# 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)調(diào)用
perf stat -p PID sleep 5

# 追蹤特定事件
perf trace -p PID

strace（系統(tǒng)調(diào)用追蹤）

基本用法：

# 追蹤系統(tǒng)調(diào)用并統(tǒng)計(jì)
strace -cp PID

# 追蹤特定系統(tǒng)調(diào)用
strace -e trace=open,read,write -p PID

# 顯示時(shí)間戳
strace -t -p PID

# 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)調(diào)用耗時(shí)
strace -c -p PID

關(guān)鍵指標(biāo)說明

指標(biāo)對(duì)照表

指標(biāo)	命令/文件	說明	正常范圍參考
CPU 使用	ps -o %cpu	進(jìn)程占用 CPU 百分比	0-100%
內(nèi)存使用	ps -o %mem,rss,vsz	%mem=物理內(nèi)存百分比，rss=實(shí)際物理內(nèi)存(KB)，vsz=虛擬內(nèi)存大小(KB)	根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存調(diào)整
線程數(shù)	ls /proc/PID/task	任務(wù)目錄數(shù)量即為線程數(shù)	根據(jù)應(yīng)用類型
I/O 讀取	/proc/PID/io	read_bytes 顯示實(shí)際磁盤讀取	根據(jù)應(yīng)用需求
I/O 寫入	/proc/PID/io	write_bytes 顯示實(shí)際磁盤寫入	根據(jù)應(yīng)用需求
上下文切換	/proc/PID/status	voluntary_ctxt_switches/nonvoluntary_ctxt_switches	過高可能存在問題
運(yùn)行時(shí)間	ps -o etime	進(jìn)程已運(yùn)行時(shí)間 (格式: [[DD-]hh:]mm:ss)	-
文件描述符	ls /proc/PID/fd	打開的文件描述符數(shù)量	注意是否有泄漏

內(nèi)存相關(guān)指標(biāo)詳解

VIRT (Virtual Memory Size): 進(jìn)程使用的虛擬內(nèi)存總量，包括代碼、數(shù)據(jù)、共享庫等
RES (Resident Set Size): 進(jìn)程實(shí)際使用的物理內(nèi)存，不包括交換分區(qū)
SHR (Shared Memory): 共享內(nèi)存大小，可能被多個(gè)進(jìn)程共享
%MEM: RES 占系統(tǒng)總物理內(nèi)存的百分比

CPU 相關(guān)指標(biāo)詳解

%CPU: 進(jìn)程在采樣周期內(nèi)的 CPU 使用百分比，可能超過 100%（多核系統(tǒng)）
用戶態(tài)時(shí)間: 進(jìn)程在用戶空間執(zhí)行的時(shí)間
內(nèi)核態(tài)時(shí)間: 進(jìn)程在內(nèi)核空間執(zhí)行的時(shí)間（系統(tǒng)調(diào)用）

常見問題排查

1. CPU 使用率過高

診斷步驟：

# 查看 CPU 熱點(diǎn)函數(shù)
perf top -p PID

# 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)調(diào)用
strace -cp PID

# 查看線程 CPU 使用
top -H -p PID

# 使用 bpftrace 追蹤
bpftrace -e 'profile:hz:99 /pid == PID/ { @[ustack] = count(); }'

可能原因：

無限循環(huán)或死循環(huán)
頻繁的系統(tǒng)調(diào)用
計(jì)算密集型任務(wù)
鎖競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的忙等待

2. 內(nèi)存使用過高

診斷步驟：

# 查看詳細(xì)內(nèi)存映射
pmap -x PID

# 查看內(nèi)存使用趨勢(shì)
watch -n 1 'ps -p PID -o pid,%mem,rss,vsz'

# 使用 gdb 查看內(nèi)存區(qū)域
gdb -p PID -ex "info proc mappings" --batch

# 檢查內(nèi)存泄漏（需要持續(xù)監(jiān)控）
valgrind --leak-check=full ./program

可能原因：

內(nèi)存泄漏
緩存過大
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
內(nèi)存碎片

3. I/O 瓶頸

診斷步驟：

# 實(shí)時(shí)監(jiān)控 I/O
iotop -p PID

# 查看 I/O 統(tǒng)計(jì)
cat /proc/PID/io

# 使用 SystemTap 追蹤文件操作（需要 root）
stap -e 'probe vfs.* { if (pid() == PID) printf("%s\n", pp()) }'

# 查看磁盤使用情況
iostat -x 1

可能原因：

頻繁的小文件讀寫
未使用緩沖
磁盤性能瓶頸
網(wǎng)絡(luò) I/O 延遲

4. 線程/進(jìn)程過多

診斷步驟：

# 查看線程數(shù)量
ls /proc/PID/task | wc -l

# 查看線程詳情
ps -T -p PID

# 查看進(jìn)程樹
pstree -p PID

5. 文件描述符泄漏

診斷步驟：

# 監(jiān)控文件描述符數(shù)量
watch -n 1 'ls /proc/PID/fd | wc -l'

# 查看打開的文件
lsof -p PID

# 查看具體文件類型分布
ls -l /proc/PID/fd | awk '{print $NF}' | xargs -I {} readlink {} | sort | uniq -c

自動(dòng)化監(jiān)控腳本

綜合監(jiān)控腳本

創(chuàng)建一個(gè)綜合監(jiān)控腳本，定期采集進(jìn)程的各項(xiàng)資源指標(biāo)：

#!/bin/bash

# 進(jìn)程資源監(jiān)控腳本
# 用法: ./monitor_process.sh <PID> [interval] [count]

if [ -z "$1" ]; then
  echo "用法: $0 <PID> [刷新間隔(秒)] [監(jiān)控次數(shù)]"
  echo "示例: $0 12345 2 10"
  exit 1
fi

PID=$1
INTERVAL=${2:-2}
COUNT=${3:-5}

# 檢查進(jìn)程是否存在
if ! kill -0 $PID 2>/dev/null; then
  echo "錯(cuò)誤: 進(jìn)程 $PID 不存在"
  exit 1
fi

echo "===== 進(jìn)程 $PID 資源監(jiān)控 (每 ${INTERVAL} 秒刷新，共 ${COUNT} 次) ====="
echo ""

for i in $(seq 1 $COUNT); do
  echo "--- 第 $i 次監(jiān)控 ($(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')) ---"
  
  # 基本信息
  echo "【基本信息】"
  ps -p $PID -o user,pid,ppid,ni,%cpu,%mem,vsz,rss,tty,stat,start,time,cmd --no-headers 2>/dev/null || echo "進(jìn)程已結(jié)束"
  
  # CPU 使用
  if [ -f /proc/$PID/stat ]; then
    echo -e "\n【CPU 使用】"
    cat /proc/$PID/stat | awk '{
      utime = $14
      stime = $15
      cutime = $16
      cstime = $17
      total = utime + stime + cutime + cstime
      printf "用戶態(tài)CPU: %d 時(shí)鐘周期\n", utime
      printf "內(nèi)核態(tài)CPU: %d 時(shí)鐘周期\n", stime
      printf "子進(jìn)程用戶態(tài): %d 時(shí)鐘周期\n", cutime
      printf "子進(jìn)程內(nèi)核態(tài): %d 時(shí)鐘周期\n", cstime
      printf "總CPU時(shí)間: %d 時(shí)鐘周期\n", total
    }'
  fi
  
  # 內(nèi)存使用
  if [ -f /proc/$PID/status ]; then
    echo -e "\n【內(nèi)存使用】"
    grep -E 'VmPeak|VmSize|VmRSS|VmSwap|VmHWM|VmData|VmStk|VmExe' /proc/$PID/status
  fi
  
  # I/O 統(tǒng)計(jì)
  if [ -f /proc/$PID/io ]; then
    echo -e "\n【I/O 統(tǒng)計(jì)】"
    cat /proc/$PID/io
  fi
  
  # 打開文件描述符
  if [ -d /proc/$PID/fd ]; then
    echo -e "\n【打開文件描述符數(shù)量】"
    echo "$(ls -l /proc/$PID/fd 2>/dev/null | wc -l) 個(gè)"
  fi
  
  # 線程數(shù)
  if [ -d /proc/$PID/task ]; then
    echo -e "\n【線程數(shù)】"
    echo "$(ls /proc/$PID/task 2>/dev/null | wc -l) 個(gè)"
  fi
  
  # 上下文切換
  if [ -f /proc/$PID/status ]; then
    echo -e "\n【上下文切換】"
    grep -E 'voluntary_ctxt_switches|nonvoluntary_ctxt_switches' /proc/$PID/status
  fi
  
  echo ""
  echo "=========================================="
  echo ""
  
  if [ $i -lt $COUNT ]; then
    sleep $INTERVAL
  fi
done

echo "監(jiān)控完成"

保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)腳本

#!/bin/bash

# 將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)保存到文件
# 用法: ./save_monitor.sh <PID> <output_file> [interval]

PID=$1
OUTPUT=${2:-"monitor_${PID}_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).log"}
INTERVAL=${3:-5}

echo "開始監(jiān)控進(jìn)程 $PID，數(shù)據(jù)保存到 $OUTPUT"
echo "監(jiān)控間隔: ${INTERVAL} 秒，按 Ctrl+C 停止"

while true; do
  TIMESTAMP=$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')
  
  # 檢查進(jìn)程是否存在
  if ! kill -0 $PID 2>/dev/null; then
    echo "[$TIMESTAMP] 進(jìn)程已結(jié)束" >> "$OUTPUT"
    break
  fi
  
  # 采集數(shù)據(jù)
  {
    echo "===== $TIMESTAMP ====="
    ps -p $PID -o pid,%cpu,%mem,vsz,rss,cmd --no-headers
    [ -f /proc/$PID/status ] && grep -E 'VmRSS|VmSize' /proc/$PID/status
    [ -f /proc/$PID/io ] && cat /proc/$PID/io
    echo ""
  } >> "$OUTPUT"
  
  sleep $INTERVAL
done

echo "監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)已保存到 $OUTPUT"

工具選擇建議

根據(jù)不同場(chǎng)景選擇合適的工具：

場(chǎng)景	推薦工具	說明
快速查看	ps	簡(jiǎn)單快速，適合腳本集成
實(shí)時(shí)監(jiān)控	htop 或 top	交互式界面，適合手動(dòng)監(jiān)控
詳細(xì)統(tǒng)計(jì)	pidstat	適合定期采樣和數(shù)據(jù)分析
歷史數(shù)據(jù)	sar	查看歷史性能數(shù)據(jù)，適合趨勢(shì)分析
I/O 分析	iotop	專門用于 I/O 監(jiān)控
內(nèi)存分析	pmap、smem	pmap 查看內(nèi)存映射，smem 提供更準(zhǔn)確的內(nèi)存統(tǒng)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)連接	ss、lsof	ss 更現(xiàn)代快速，lsof 功能更全面
文件描述符	lsof	查看進(jìn)程打開的文件和網(wǎng)絡(luò)連接
綜合監(jiān)控	atop	功能全面，適合系統(tǒng)管理員
性能分析	perf 或 bpftrace	適合深度性能調(diào)優(yōu)
系統(tǒng)調(diào)用	strace	追蹤和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)調(diào)用
資源限制	prlimit	查看和設(shè)置進(jìn)程資源限制
CPU 親和性	taskset、numactl	查看和設(shè)置 CPU 綁定和 NUMA
容器監(jiān)控	docker stats、cgroup	監(jiān)控容器資源使用
systemd 服務(wù)	systemd-cgtop	監(jiān)控 systemd 管理的服務(wù)
自動(dòng)化	/proc 文件系統(tǒng)	適合腳本和自動(dòng)化工具
問題排查	strace + perf + pmap	綜合工具定位性能問題

總結(jié)：分析 Linux 進(jìn)程資源占用有多種方法，選擇合適的工具可以事半功倍：

常用方法分類

日常監(jiān)控：

實(shí)時(shí)監(jiān)控：htop、top、atop
快照查看：ps、pidstat
歷史數(shù)據(jù)：sar（需啟用 sysstat 數(shù)據(jù)收集）

專項(xiàng)分析：

內(nèi)存：pmap（內(nèi)存映射）、smem（準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)）、/proc/PID/smaps（詳細(xì)映射）
I/O：iotop、pidstat -d、/proc/PID/io
網(wǎng)絡(luò)：ss、lsof -i、netstat
文件：lsof、/proc/PID/fd

腳本集成：

/proc 文件系統(tǒng)：最底層的信息源，適合自動(dòng)化
ps 命令：簡(jiǎn)單快速，輸出格式統(tǒng)一
pidstat：適合定期采樣

性能分析：

perf：功能強(qiáng)大的性能分析工具
bpftrace：動(dòng)態(tài)追蹤，靈活強(qiáng)大
strace：系統(tǒng)調(diào)用追蹤

容器和服務(wù)監(jiān)控：

Docker：docker stats、cgroup 文件系統(tǒng)
systemd：systemd-cgtop、systemctl status
Cgroup：/sys/fs/cgroup/ 文件系統(tǒng)

系統(tǒng)級(jí)監(jiān)控：

vmstat：系統(tǒng)整體資源統(tǒng)計(jì)
sar：歷史性能數(shù)據(jù)
slabtop：內(nèi)核緩存監(jiān)控

關(guān)鍵指標(biāo)

CPU: %cpu、用戶態(tài)/內(nèi)核態(tài)時(shí)間、CPU 親和性
內(nèi)存: RSS（物理內(nèi)存）、VSZ（虛擬內(nèi)存）、PSS（比例集大?。?nèi)存映射
I/O: read_bytes、write_bytes、I/O 速率
網(wǎng)絡(luò): 連接數(shù)、連接狀態(tài)、端口占用
其他: 線程數(shù)、文件描述符數(shù)、上下文切換次數(shù)、資源限制

最佳實(shí)踐

定期監(jiān)控：建立監(jiān)控機(jī)制，定期采集關(guān)鍵指標(biāo)
建立基線：記錄正常情況下的資源使用，便于對(duì)比
組合使用：根據(jù)問題類型組合使用多個(gè)工具
自動(dòng)化：使用腳本自動(dòng)化監(jiān)控和告警
歷史數(shù)據(jù)：?jiǎn)⒂?sar 數(shù)據(jù)收集，便于問題回溯
容器環(huán)境：在容器環(huán)境中使用 cgroup 相關(guān)工具

問題排查流程

快速定位：使用 htop 或 top 快速查看資源占用
詳細(xì)分析：使用 pidstat、pmap 等工具深入分析
性能分析：使用 perf、strace 定位性能瓶頸
歷史對(duì)比：使用 sar 查看歷史數(shù)據(jù)，分析趨勢(shì)
綜合診斷：結(jié)合多個(gè)工具的結(jié)果，全面分析問題

定期監(jiān)控和記錄這些指標(biāo)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決性能問題。根據(jù)具體場(chǎng)景選擇合適的工具組合，可以更高效地完成資源分析和問題排查。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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Linux進(jìn)程資源占用詳解

目錄

Linux進(jìn)程資源占用分析指南

快速開始

前提條件

命令行工具

1.top命令（實(shí)時(shí)監(jiān)控）

2.htop（增強(qiáng)版 top，推薦）

3.ps命令（快照查看）

4.pidstat（詳細(xì)資源統(tǒng)計(jì)）

5.atop（高級(jí)監(jiān)控）

6.nmon（可視化監(jiān)控）

7.iotop（I/O 監(jiān)控）

8.lsof（列出打開文件）

9.sar（系統(tǒng)活動(dòng)報(bào)告）

10.vmstat（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)）

11.pmap（內(nèi)存映射查看）

12.smem（內(nèi)存使用統(tǒng)計(jì)）

13.ss（現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)連接工具）

14.time命令（執(zhí)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)）

15.taskset/numactl（CPU 親和性和 NUMA）

16.prlimit（資源限制查看）

17.systemd-cgtop（systemd 進(jìn)程組監(jiān)控）

18.slabtop（內(nèi)核 slab 緩存監(jiān)控）

系統(tǒng)文件分析

/proc文件系統(tǒng)（底層信息）

CPU 使用情況

內(nèi)存使用情況

打開文件描述符

I/O 統(tǒng)計(jì)

線程信息

上下文切換

網(wǎng)絡(luò)連接

資源限制

環(huán)境變量

命令行和工作目錄

內(nèi)存映射詳情

進(jìn)程關(guān)系

Cgroup 資源監(jiān)控

Cgroup v1 文件系統(tǒng)

Cgroup v2 文件系統(tǒng)

systemd 服務(wù)資源監(jiān)控

Docker 容器資源監(jiān)控

高級(jí)監(jiān)控工具

bpftrace（動(dòng)態(tài)追蹤）

perf（性能分析）

strace（系統(tǒng)調(diào)用追蹤）

關(guān)鍵指標(biāo)說明

指標(biāo)對(duì)照表

內(nèi)存相關(guān)指標(biāo)詳解

CPU 相關(guān)指標(biāo)詳解

常見問題排查

1. CPU 使用率過高

2. 內(nèi)存使用過高

3. I/O 瓶頸

4. 線程/進(jìn)程過多

5. 文件描述符泄漏

自動(dòng)化監(jiān)控腳本

綜合監(jiān)控腳本

保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)腳本

工具選擇建議

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關(guān)鍵指標(biāo)

最佳實(shí)踐

問題排查流程

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