Команда top в linux: подробный разбор и что такое Load Average

Команда top — это мощный инструмент для мониторинга процессов и использования ресурсов системы в реальном времени. Она показывает загрузку процессора, использование памяти, список процессов и другую важную информацию.

---

1. Запуск top и его интерфейс

Простое выполнение команды:

top

После запуска появится таблица с данными о системе и процессах.

Выход из top:
Нажмите q для выхода.

---

2. Основные разделы вывода top

Вывод top делится на несколько частей:

1. Строка общей информации (Summary Information)

Верхние строки содержат общие показатели системы.

Пример вывода:

top - 15:32:45 up 3 days,  4:21,  1 user,  load average: 0.72, 0.85, 0.90

• 15:32:45 — текущее время.
• up 3 days, 4:21 — время работы системы (3 дня, 4 часа 21 минута).
• 1 user — количество пользователей в системе.
• load average: 0.72, 0.85, 0.90 — средняя загрузка системы за 1, 5 и 15 минут. Значение > 1 означает, что есть процессы, ожидающие выполнения.

Как читать Load Average в Linux на разных конфигурациях систем

Команда uptime или top в Linux показывает Load Average, который отображает среднюю загрузку системы за последние 1, 5 и 15 минут. Например:

load average: 0.75, 1.20, 1.10

Как интерпретировать Load Average?

Load Average (LA) показывает количество процессов, которые:

• выполняются (исполняются на CPU),
• ожидают выполнения (в очереди на CPU),
• ожидают ввода-вывода (I/O wait).

Оценка нагрузки:

• LA < 1 на одноядерной системе — система загружена слабо.
• LA = 1 на одноядерной системе — загружена на 100%, но без очереди.
• LA > 1 на одноядерной системе — процессы ждут CPU (очередь).
• LA = N на N-ядерной системе — CPU загружены на 100%.
• LA > N на N-ядерной системе — очередь на CPU или интенсивный ввод-вывод.

Различие для многопроцессорных и многоядерных систем

В современных системах многоядерность и многопроцессорность влияют на интерпретацию LA:

1. Одноядерный процессор (1 CPU, 1 Core)

   • LA = 1 → 100% загрузки, но без задержек.
   • LA > 1 → система перегружена, процессы ждут CPU.

2. Многоядерный процессор (1 CPU, N Cores)

   • LA = N (число ядер) → 100% загрузка без ожидания.
   • LA > N → процессорное время перегружено.

3. Многопроцессорная система (M CPUs, N Cores per CPU)

   • Общее количество потоков (vCPU) = M * N.
   • LA = M * N → процессоры загружены на 100%, но без очереди.
   • LA > M * N → процессы ждут ресурсов.

Пример

На сервере с 2 CPU, 8 ядер каждый (итого 16 vCPU):

• Load Average: 4.00, 3.50, 2.80 → система загружена примерно на 25%.
• Load Average: 16.00, 17.50, 18.00 → 100% загрузка CPU.
• Load Average: 32.00, 35.00, 34.00 → перегрузка, есть очередь процессов.

Как определить обоснованность нагрузки?

• Используйте htop, top, iostat для анализа CPU и I/O.
• vmstat 1 показывает количество процессов в ожидании (r).
• Если высокая LA, но CPU idle > 0%, это может быть I/O-задержка.

Наблюдения и выводы:

• Оценка LA зависит от количества ядер (vCPU).
• Если LA > доступных ядер, возможны задержки.
• Если LA высок, но CPU idle > 0% — проблема в I/O, а не в CPU.

---

2. Информация о CPU (Процессоре)

%Cpu(s):  1.3 us,  0.2 sy,  0.0 ni, 98.3 id,  0.2 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

• us (user) — время, затраченное на пользовательские процессы.
• sy (system) — время, затраченное на системные процессы.
• ni (nice) — время, отданное процессам с изменённым приоритетом.
• id (idle) — время простоя процессора.
• wa (iowait) — время ожидания ввода/вывода (если высокое, возможно, узкое место в диске).
• hi (hardware interrupts) — время обработки аппаратных прерываний.
• si (software interrupts) — время обработки программных прерываний.
• st (steal time) — время, украденное виртуализацией (важно для виртуальных машин).

---

3. Информация о памяти

MiB Mem :  16000.0 total,   4000.0 free,   8000.0 used,   4000.0 buff/cache

• total — общий объём оперативной памяти.
• free — свободная память.
• used — используемая память.
• buff/cache — память, используемая под кэш.

MiB Swap:  8000.0 total,   6000.0 free,   2000.0 used.  5000.0 avail Mem

• Swap total — общий объём подкачки.
• Swap free — свободный объём подкачки.
• Swap used — используемый объём подкачки.
• avail Mem — доступная память для новых процессов.

---

4. Таблица процессов

PID   USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM  TIME+ COMMAND
1234  root      20   0  500000  25000   5000 S   5.3  1.2   1:23.45 apache2

• PID — ID процесса.
• USER — пользователь, запустивший процесс.
• PR (Priority) — приоритет процесса.
• NI (Nice) — значение "Nice" (низкое значение — более высокий приоритет).
• VIRT (Virtual Memory) — виртуальная память, используемая процессом.
• RES (Resident Memory) — реальная память (без подкачки).
• SHR (Shared Memory) — разделяемая память.
• S (State) — состояние процесса:
  • R — выполняется (running)
  • S — спит (sleeping)
  • D — не прерываемый сон (waiting for IO)
  • Z — зомби-процесс (zombie)
  • T — остановлен (stopped)
• %CPU — использование CPU процессом.
• %MEM — использование RAM процессом.
• TIME+ — время работы процесса.
• COMMAND — команда, запустившая процесс.

---

3. Горячие клавиши для управления top

В top можно управлять выводом с помощью горячих клавиш.

Фильтрация и сортировка

• P — сортировка по CPU.
• M — сортировка по памяти.
• N — сортировка по PID.
• T — сортировка по времени работы.

Фильтрация по процессам

• u — отобразить процессы конкретного пользователя (ввести имя пользователя).
• o — задать условие фильтрации (например, PID=1234).
• / — поиск по строке (например, искать nginx).

Изменение отображения

• f — настроить колонки.
• X — изменить цвет выделения активного процесса.
• z — включить/выключить цветной режим.

Управление процессами

• k — завершить процесс (ввести PID и сигнал, например 9).
• r — изменить приоритет процесса (ввести PID и новый Nice).

Дополнительные опции

• h — показать справку.
• q — выйти.

---

4. Запуск top с параметрами

Команду top можно запустить с разными опциями:

• Отображение определённого количества обновлений и выход:

  top -n 10
  

  (выведет 10 обновлений и закроется)

• Отображение процессов конкретного пользователя:

  top -u username
  

• Изменение частоты обновления (по умолчанию 3 сек):

  top -d 1
  

  (обновлять раз в 1 секунду)

• Вывод в лог-файл (без интерактивного режима):

  top -b -n 5 > top_output.txt
  

  (записывает 5 обновлений в файл)

---

5. Вывод в удобочитаемом формате

Если нужно вывести данные в человекочитаемом виде, используйте:

top -b -n 1 | head -20

(выведет первые 20 строк в статичном формате)

---

Недостатки top:

1. Интерфейс неинтуитивен – стандартный top может быть сложным для восприятия из-за большого количества информации без удобной группировки.
2. Отсутствие цветового выделения – тяжело быстро анализировать данные, особенно под нагрузкой.
3. Нет поддержки мыши – навигация осуществляется только клавиатурой, что может быть неудобно.
4. Ограниченные возможности сортировки – можно отсортировать процессы, но нет продвинутых фильтров.
5. Нет детализации по потокам (threads) – по умолчанию отображаются только процессы, а не потоки.
6. Нельзя сохранять настройки – после выхода приходится заново настраивать сортировку и отображение.
7. Нет исторических данных – показывает только текущие метрики, без возможности анализа изменений во времени.

---

top — это мощный инструмент мониторинга, полезный для диагностики проблем и контроля за ресурсами. Для более детального анализа можно использовать htop, который даёт улучшенный интерфейс.

Альтернативы top (кроме htop):

1. atop – подробный мониторинг процессов, включая использование диска и сети.
2. glances – кроссплатформенный мониторинг с возможностью работы в веб-интерфейсе.
3. nmon – удобный инструмент для анализа производительности системы (CPU, память, сеть, диск).
4. iotop – показывает процессы, активно использующие диск.
5. btop – улучшенный htop с красивым интерфейсом и графиками.
6. vtop – использует графику для отображения загрузки CPU и памяти, написан на Node.js.
7. pidstat – детальный анализ потребления ресурсов процессами, включая использование CPU и I/O.