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深入了解Linux進(jìn)程狀態(tài)，優(yōu)化系統(tǒng)表現(xiàn)
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Linux作為一個(gè)開源操作系統(tǒng)，具有穩(wěn)定性高、運(yùn)行效率快等優(yōu)點(diǎn)，尤其在服務(wù)器、集群、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而要充分發(fā)揮Linux的優(yōu)勢，了解Linux進(jìn)程狀態(tài)是非常關(guān)鍵的一步。在本篇文章中，我們將深入了解Linux進(jìn)程狀態(tài)，并提供一些優(yōu)化系統(tǒng)表現(xiàn)的建議。
一、了解Linux進(jìn)程狀態(tài)
在Linux系統(tǒng)中，進(jìn)程是指正在運(yùn)行的程序。進(jìn)程在系統(tǒng)中的運(yùn)行情況通過進(jìn)程狀態(tài)進(jìn)行描述。常見的Linux進(jìn)程狀態(tài)包括以下幾種：
1. 運(yùn)行狀態(tài)（R）：該進(jìn)程正在執(zhí)行的狀態(tài)，也稱為運(yùn)行態(tài)。
2. 中斷睡眠狀態(tài)（S）：該進(jìn)程因等待某項(xiàng)事件（如鼠標(biāo)、鍵盤、文件I/O）而處于睡眠狀態(tài)，但該事件還未到達(dá)。
3. 無限等待狀態(tài)（D）：該進(jìn)程正在等待某項(xiàng)事件，但該事件可能永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。
4. 停止?fàn)顟B(tài)（T）：該進(jìn)程已經(jīng)被暫?；蛑兄梗藭r(shí)進(jìn)程被掛起，不會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下去。
5. 僵尸狀態(tài)（Z）：進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束或者退出，但是由于父進(jìn)程還沒有處理，它仍然被系統(tǒng)記錄。
了解Linux進(jìn)程狀態(tài)可以幫助我們更好地理解系統(tǒng)性能表現(xiàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中可能存在的問題。
二、優(yōu)化系統(tǒng)表現(xiàn)
在Linux系統(tǒng)中，優(yōu)化系統(tǒng)表現(xiàn)可以從多方面入手，從設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)到優(yōu)化程序運(yùn)行性能等。以下是一些建議，可供參考：
1. 增大內(nèi)存緩存
增加內(nèi)存緩存可以減少系統(tǒng)I/O，提高數(shù)據(jù)響應(yīng)速度。
2. 關(guān)閉不必要的服務(wù)
關(guān)閉一些不必要的服務(wù)可以減少系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。
3. 調(diào)整調(diào)度算法
Linux系統(tǒng)默認(rèn)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法進(jìn)行調(diào)度，但是實(shí)際上有時(shí)候優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法會(huì)更好。根據(jù)不同情況選擇不同的調(diào)度算法，可以提高系統(tǒng)性能。
4. 調(diào)整文件系統(tǒng)類型
對于磁盤 I/O 密集型應(yīng)用而言，可以使用 XFS 文件系統(tǒng)，而對于大文件訪問密集型應(yīng)用，則可以使用 EXT4 文件系統(tǒng)。
5. 提高程序運(yùn)行效率
程序運(yùn)行的效率直接影響到系統(tǒng)的整體性能。優(yōu)化程序的內(nèi)存使用、算法性能等方面可以提高程序運(yùn)行效率，從而提高系統(tǒng)性能。
了解Linux系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)可以幫助系統(tǒng)管理員更好地掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行優(yōu)化。通過調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、優(yōu)化程序運(yùn)行效率等手段來提高系統(tǒng)表現(xiàn)，可以讓系統(tǒng)更加穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，為企業(yè)的生產(chǎn)和業(yè)務(wù)提供更好的支持。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 如何在Linux中查看所有正在運(yùn)行的進(jìn)程
- Linux系統(tǒng)CPU/內(nèi)存使用率過高的問題排查
如何在Linux中查看所有正在運(yùn)行的進(jìn)程
ps -ef 主要查看進(jìn)程號(hào)和進(jìn)程遲旅名碼慧凳稱
ps -aux 查看進(jìn)程狀態(tài)
ps -axj 查看組ID，會(huì)話ID
top : 動(dòng)態(tài)監(jiān)視進(jìn)碧激程
查看系統(tǒng)所有正在運(yùn)行的進(jìn)程，可以用ps aux命令，比較重要的是它的-a參數(shù)，表示不與終端有關(guān)的進(jìn)程也顯示出來。還有一個(gè)和ps命令相似的命令是pstree，pstree命令用于列出正在運(yùn)行的進(jìn)程的進(jìn)程樹，所謂進(jìn)程樹就是不光顯示進(jìn)程信息，還顯示有關(guān)系的進(jìn)程的相關(guān)性，也螞襪亮就是顯示父子進(jìn)程之間的關(guān)系。pstree命令的常見用法好隱是：pstree -Aup
ps命令和pstree命令是選取一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的進(jìn)程狀態(tài)，還有一個(gè)top命令可以持續(xù)檢測進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)，它顯示的是動(dòng)態(tài)的信息，有點(diǎn)像Windows的任務(wù)管理器（不過top命令是命令行），使用悶寬方法：
top -d 數(shù)字
-d參數(shù)后面接一個(gè)數(shù)字表示幾秒更新一次顯示，一般可以設(shè)置成2，表示2秒更新一次。
Linux系統(tǒng)CPU/內(nèi)存使用率過高的問題排查
服務(wù)器出現(xiàn)由內(nèi)存問題引發(fā)的故障，例如系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)響應(yīng)速度變慢、服務(wù)器登錄不上、系統(tǒng)觸發(fā) OOM（Out Of Memory）等。通常情況下當(dāng)實(shí)例內(nèi)存使用率持續(xù)高于90%時(shí)，可判斷為實(shí)例內(nèi)存使用率過高。CPU/內(nèi)存使用率過高的問題原因可能由硬件因素、系統(tǒng)進(jìn)程、業(yè)務(wù)進(jìn)程或者木馬病毒等因素導(dǎo)致。
筆者以前寫過一篇文章- Linux 下的 60 秒分析的檢查清單 ，適用于 任何性能問題 的分析工作，這一篇文章是關(guān)于CPU/內(nèi)存使用率的具體的排查思路總結(jié)。
執(zhí)行 top 命令后按 M ，根據(jù)駐留內(nèi)存大小進(jìn)行排序，查看 “RES” 及 “SHR” 列是否有進(jìn)程占用內(nèi)存過高。滾液按 P，以 CPU 占用率大小的順序排列進(jìn)程列表，查看是否有進(jìn)程占用cpu過高。
如果有異常進(jìn)程占用了大量 CPU 或內(nèi)存資源，記錄需要終止的進(jìn)程 PID，輸入k，再輸入需要終止進(jìn)程的 PID ，按 Enter。
另外說明一下，top 運(yùn)行中可以通過 top 的內(nèi)部命令對進(jìn)程的顯示方式進(jìn)行控制，最常用的是M和P。
CPU 空閑但高負(fù)載情況，Load average 是 CPU 負(fù)載的評(píng)估，其值越高，說明其任務(wù)隊(duì)列越長，處于等待執(zhí)行的任務(wù)越多。執(zhí)行ps -axjf命令，查看進(jìn)程狀態(tài)，并檢查是否存在 D 狀態(tài)進(jìn)程。D 狀態(tài)指不可中斷的睡眠狀態(tài)，該狀態(tài)進(jìn)程無法被殺死，也無法自行退出。若出現(xiàn)較多 D 狀態(tài)進(jìn)程，可通過恢復(fù)該進(jìn)程依賴資源或重啟系統(tǒng)進(jìn)行解決。
Linux 系統(tǒng)通過分頁機(jī)制管理內(nèi)存的同時(shí)，將磁盤的一部分劃出來作為大改物
虛擬內(nèi)存
。而 kswapd0 是 Linux 系統(tǒng)虛擬內(nèi)存管理中負(fù)責(zé)換頁的進(jìn)程。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)，kswapd0 會(huì)頻繁的進(jìn)行換頁操作。換頁操作非常消耗 CPU 資源，導(dǎo)致該進(jìn)程持續(xù)占用高 CPU 資源。
執(zhí)行top命令，找到 kswapd0 進(jìn)程。觀察 kswapd0 進(jìn)程狀態(tài)，若持續(xù)處于非睡眠狀態(tài)，且運(yùn)行時(shí)間較長并持續(xù)占用較高 CPU 資源，執(zhí)行 vmstat ，free，ps 等指令，查詢系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)程的殲銀內(nèi)存占用情況，重啟系統(tǒng)或終止不需要且安全的進(jìn)程。如果 si，so 的值也比較高，則表示系統(tǒng)存在頻繁的換頁操作，當(dāng)前系統(tǒng)的
物理內(nèi)存
已經(jīng)不能滿足您的需要。 si 表示每秒從交換區(qū)寫入內(nèi)存的大小(單位:kb/s) ， so 每秒從內(nèi)存寫到交換區(qū)的大小。
執(zhí)行cat/proc/meminfo |grep-i shmem命令查看
共享內(nèi)存
。
buddy可以以頁為單位獲取連續(xù)的物理內(nèi)存了，即4K為單位。slab負(fù)責(zé)需要頻繁的獲取/釋放并不大的連續(xù)物理內(nèi)存，比如幾十字節(jié)。執(zhí)行cat /proc/meminfo | grep -i SUnreclaim命令查看slab 內(nèi)存。
標(biāo)準(zhǔn)的 4KB 大小的頁面外，內(nèi)存大頁管理內(nèi)存中的巨大的頁面，處理較少的頁面映射表，從而減少訪問/維護(hù)它們的開銷。執(zhí)行cat /proc/meminfo | grep -iE “HugePages_Total|Hugepagesize” 查看內(nèi)存大頁。
內(nèi)存使用率計(jì)算：
(Total – available)100% / Total
（Total – Free – Buffers – Cached – SReclaimable + Shmem）* 100% / Total
cat /proc/meminfo查看信息含義：
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