Linux 进程资源占用分析指南

Linux 进程资源占用分析指南

本文档介绍在 Linux 系统下如何分析和监控进程的资源占用情况，包括 CPU、内存、I/O 等关键指标的查看方法。

目录

• 快速开始
• 命令行工具
• 系统文件分析
• [Cgroup 资源监控](#Cgroup 资源监控)
• 高级监控工具
• 关键指标说明
• 常见问题排查
• 自动化监控脚本
• 工具选择建议
• 总结

快速开始

前提条件

• 已知进程 ID (PID)

• 获取 PID 的方法：

  # 通过进程名查找
  pgrep process_name
  ps aux | grep process_name
  
  # 通过端口查找
  lsof -i :port
  netstat -tlnp | grep :port

命令行工具

1. top 命令（实时监控）

基本用法：

top -p PID

交互式操作：

• 1 - 显示每个 CPU 核心的使用情况
• c - 切换显示完整命令行
• M - 按内存使用排序
• P - 按 CPU 使用排序
• f - 添加或删除显示的字段
• q - 退出

输出说明：

• %CPU - CPU 使用百分比
• %MEM - 内存使用百分比
• VIRT - 虚拟内存大小
• RES - 物理内存使用（RSS）
• SHR - 共享内存

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2. htop（增强版 top，推荐）

基本用法：

htop -p PID

功能特点：

• 更直观的彩色界面
• 树状视图显示进程关系（按 F5）
• 可直接查看进程打开的文件（按 F2 添加列）
• 支持鼠标操作
• 实时显示 CPU 和内存使用率

快捷键：

• F2 - 设置
• F5 - 树状视图
• F6 - 排序选择
• F9 - 发送信号
• F10 - 退出

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3. ps 命令（快照查看）

基本资源查看：

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

详细资源报告：

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

字段说明：

• pid - 进程 ID
• ppid - 父进程 ID
• %cpu - CPU 使用百分比
• %mem - 内存使用百分比
• vsz - 虚拟内存大小（KB）
• rss - 物理内存使用（KB）
• cmd - 完整命令行
• etime - 进程运行时间
• stat - 进程状态

连续监控：

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

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4. pidstat（详细资源统计）

安装：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install sysstat

# CentOS/RHEL
sudo yum install sysstat

基本用法：

# 每2秒刷新一次，共显示5次
pidstat -p PID 2 5

详细资源监控：

# 磁盘 I/O 统计
pidstat -d -p PID

# 内存页错误统计
pidstat -r -p PID

# 栈使用统计
pidstat -s -p PID

# 线程级统计
pidstat -t -p PID

# 综合统计（CPU、内存、I/O）
pidstat -u -r -d -p PID 2 5

输出指标：

• %usr - 用户态 CPU 使用率
• %system - 内核态 CPU 使用率
• %guest - 虚拟化 CPU 使用率
• %CPU - 总 CPU 使用率
• minflt/s - 次要页错误率
• majflt/s - 主要页错误率
• VSZ - 虚拟内存大小
• RSS - 物理内存使用
• kB_rd/s - 读取速率（KB/s）
• kB_wr/s - 写入速率（KB/s）

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5. atop（高级监控）

安装：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install atop

# CentOS/RHEL
sudo yum install atop

基本用法：

atop -p PID

功能亮点：

• 显示磁盘负载详情
• 网络带宽使用统计
• 进程级 GPU 使用（需插件支持）
• 历史资源记录（按 t 切换时间点）
• 支持记录和回放

快捷键：

• t - 切换时间点
• m - 显示内存信息
• d - 显示磁盘信息
• n - 显示网络信息
• q - 退出

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6. nmon（可视化监控）

安装：

# 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 使用情况
• m - 查看内存使用情况
• d - 查看磁盘 I/O
• n - 查看网络统计
• t - 查看进程/线程统计
• q - 退出

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7. iotop（I/O 监控）

安装：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install iotop

# CentOS/RHEL
sudo yum install iotop

基本用法：

# 实时监控指定进程的 I/O
iotop -p PID

# 显示累计 I/O
iotop -a -p PID

输出说明：

• DISK READ - 磁盘读取速率
• DISK WRITE - 磁盘写入速率
• SWAPIN - 交换分区使用率
• IO - I/O 使用百分比

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8. lsof（列出打开文件）

基本用法：

# 查看进程打开的所有文件
lsof -p PID

# 查看进程打开的网络连接
lsof -p PID -i

# 查看进程打开的文件描述符数量
lsof -p PID | wc -l

# 查看进程打开的具体文件类型
lsof -p PID | grep -E 'REG|DIR|CHR|FIFO|SOCK'

# 查看进程的端口占用
lsof -p PID -iTCP -sTCP:LISTEN

# 查看进程的工作目录
lsof -p PID | grep cwd

# 查看进程打开的文件并按类型统计
lsof -p PID | awk '{print $5}' | sort | uniq -c

字段说明：

• COMMAND - 命令名
• PID - 进程 ID
• USER - 用户
• FD - 文件描述符
• TYPE - 文件类型（REG=普通文件, DIR=目录, CHR=字符设备等）
• DEVICE - 设备号
• SIZE/OFF - 文件大小或偏移量
• NODE - inode 号
• NAME - 文件路径

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9. sar（系统活动报告）

安装：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install sysstat

# CentOS/RHEL
sudo yum install sysstat

基本用法：

# 查看当前 CPU 使用（每1秒刷新，共5次）
sar -u 1 5

# 查看内存使用
sar -r 1 5

# 查看 I/O 统计
sar -b 1 5

# 查看进程相关统计
sar -x PID 1 5

# 查看历史数据（需要启用 sysstat 数据收集）
sar -u
sar -r
sar -b

# 生成综合报告
sar -A > sar_report.txt

优势：

• 可以查看历史性能数据
• 适合长期监控和趋势分析
• 数据可以保存和回放

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10. vmstat（虚拟内存统计）

基本用法：

# 每2秒刷新一次，共显示5次
vmstat 2 5

# 查看进程相关统计
vmstat -p /dev/sda1 2 5

# 显示详细的内存统计
vmstat -s

输出说明：

• procs - 进程统计（r=运行队列, b=阻塞）
• memory - 内存统计（swpd=交换分区, free=空闲内存）
• swap - 交换分区使用
• io - I/O 统计（bi=块读取, bo=块写入）
• system - 系统统计（in=中断, cs=上下文切换）
• cpu - CPU 使用百分比

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11. pmap（内存映射查看）

基本用法：

# 查看进程的内存映射
pmap -x PID

# 显示详细信息
pmap -XX PID

# 显示设备格式
pmap -d PID

# 显示扩展格式
pmap -X PID

# 查看内存映射摘要
pmap -q PID

输出说明：

• Address - 内存地址范围
• Kbytes - 内存大小（KB）
• RSS - 实际物理内存（KB）
• Dirty - 脏页大小（KB）
• Mode - 内存权限（r=读, w=写, x=执行, s=共享, p=私有）
• Mapping - 映射的文件或设备

用途：

• 分析内存占用分布
• 查找内存泄漏
• 查看共享库占用

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12. smem（内存使用统计）

安装：

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install smem

# CentOS/RHEL
sudo yum install smem

基本用法：

# 查看进程内存使用（按 PSS 排序）
smem -P process_name

# 查看指定 PID 的内存使用
smem -p PID

# 显示详细统计
smem -t -k -p PID

# 按用户统计
smem -u

# 生成报告
smem -t -k -P process_name -c "pid user command pss rss"

优势：

• PSS (Proportional Set Size): 更准确的内存统计，考虑了共享内存
• USS (Unique Set Size): 进程独占的内存
• RSS (Resident Set Size): 实际物理内存

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13. ss（现代网络连接工具）

基本用法：

# 查看进程的网络连接
ss -tulpn | grep PID

# 查看 TCP 连接
ss -tpn | grep PID

# 查看 UDP 连接
ss -upn | grep PID

# 显示详细信息
ss -tulnap | grep PID

# 查看监听端口
ss -tlnp | grep PID

# 统计连接数
ss -s

相比 netstat 的优势：

• 更快速
• 显示更多信息
• 更好的过滤选项

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14. time 命令（执行时间统计）

基本用法：

# 使用 time 命令运行程序并统计资源
time command

# 使用 /usr/bin/time 获取更详细信息
/usr/bin/time -v command

# 查看进程运行时间
time -p sleep 5

# 详细资源统计
/usr/bin/time -f "%E real, %U user, %S sys, %M KB memory" command

输出说明：

• real - 实际运行时间（墙钟时间）
• user - 用户态 CPU 时间
• sys - 内核态 CPU 时间
• %M - 最大内存使用（KB）

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15. taskset / numactl（CPU 亲和性和 NUMA）

基本用法：

# 查看进程的 CPU 亲和性
taskset -p PID

# 查看进程的 NUMA 节点
numactl --show

# 查看进程的 NUMA 统计
numastat -p PID

# 查看系统 NUMA 信息
numactl --hardware

用途：

• 优化进程的 CPU 绑定
• 在 NUMA 系统上优化内存访问
• 提高缓存命中率

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16. prlimit（资源限制查看）

基本用法：

# 查看进程的资源限制
prlimit --pid=PID

# 查看特定资源限制
prlimit --pid=PID --as    # 虚拟内存限制
prlimit --pid=PID --rss   # 物理内存限制
prlimit --pid=PID --nofile # 文件描述符限制
prlimit --pid=PID --cpu   # CPU 时间限制

常用资源限制：

• AS - 虚拟内存大小
• RSS - 物理内存大小
• NOFILE - 文件描述符数量
• CPU - CPU 时间（秒）
• NPROC - 进程数限制

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17. systemd-cgtop（systemd 进程组监控）

基本用法：

# 查看 systemd 管理的进程组资源使用
systemd-cgtop

# 查看特定服务的资源使用
systemd-cgtop /system.slice/service-name.service

# 查看用户服务的资源使用
systemd-cgtop /user.slice/user-1000.slice

适用场景：

• 监控 systemd 管理的服务
• 查看容器资源使用（如果使用 systemd-nspawn）
• 分析服务资源消耗

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18. slabtop（内核 slab 缓存监控）

基本用法：

# 实时查看内核 slab 缓存使用
slabtop

# 按使用量排序
slabtop -s c

# 只显示正在使用的缓存
slabtop -o

用途：

• 诊断内核内存泄漏
• 查看内核缓存使用情况
• 分析系统内存压力

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系统文件分析

/proc 文件系统（底层信息）

/proc/PID/ 目录提供了进程的详细底层信息。

CPU 使用情况

# 查看进程 CPU 时间统计
cat /proc/PID/stat | awk '{print "用户态CPU: " $14 " 时钟周期"; print "内核态CPU: " $15 " 时钟周期"}'

# 实时监控 CPU 使用率
while true; do
  cat /proc/PID/stat | awk '{utime=$14; stime=$15; total=$14+$15; print "用户态: " utime " 内核态: " stime " 总计: " total}'
  sleep 1
done

内存使用情况

# 查看内存详细信息
cat /proc/PID/status | grep -E 'VmPeak|VmSize|VmRSS|VmSwap|VmHWM|VmData|VmStk|VmExe'

# 字段说明：
# VmPeak  - 虚拟内存峰值（KB）
# VmSize  - 当前虚拟内存大小（KB）
# VmRSS   - 实际物理内存使用（KB）
# VmSwap  - 交换分区使用（KB）
# VmHWM   - 物理内存峰值（KB）
# VmData  - 数据段大小（KB）
# VmStk   - 栈大小（KB）
# VmExe   - 可执行文件大小（KB）

打开文件描述符

# 查看打开的文件描述符数量
ls -l /proc/PID/fd | wc -l

# 查看具体打开的文件
ls -l /proc/PID/fd

# 查看打开的文件列表（带路径）
for fd in /proc/PID/fd/*; do
  readlink -f "$fd"
done

I/O 统计

# 查看 I/O 统计信息
cat /proc/PID/io

# 输出字段说明：
# rchar        - 读取字符数（包括缓存）
# wchar        - 写入字符数（包括缓存）
# syscr        - 系统调用读取次数
# syscw        - 系统调用写入次数
# read_bytes   - 实际磁盘读取字节数
# write_bytes  - 实际磁盘写入字节数
# cancelled_write_bytes - 取消的写入字节数

线程信息

# 查看线程数量
ls /proc/PID/task | wc -l

# 查看每个线程的详细信息
for tid in /proc/PID/task/*; do
  echo "线程 ID: $(basename $tid)"
  cat $tid/stat | awk '{print "CPU时间: " $14+$15}'
done

上下文切换

# 查看上下文切换统计
cat /proc/PID/status | grep -E 'voluntary_ctxt_switches|nonvoluntary_ctxt_switches'

# 字段说明：
# voluntary_ctxt_switches     - 自愿上下文切换（等待资源）
# nonvoluntary_ctxt_switches  - 非自愿上下文切换（时间片到期）

网络连接

# 查看进程的网络连接
cat /proc/PID/net/tcp
cat /proc/PID/net/udp

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

资源限制

# 查看进程的资源限制
cat /proc/PID/limits

# 字段说明：
# Limit           - 资源类型
# Soft Limit      - 软限制（可超过但会收到信号）
# Hard Limit      - 硬限制（不可超过）
# Units           - 单位

环境变量

# 查看进程的环境变量
cat /proc/PID/environ | tr '\0' '\n'

# 查找特定环境变量
cat /proc/PID/environ | tr '\0' '\n' | grep VARIABLE_NAME

命令行和工作目录

# 查看命令行参数
cat /proc/PID/cmdline | tr '\0' ' '

# 查看工作目录
readlink /proc/PID/cwd

# 查看可执行文件路径
readlink /proc/PID/exe

内存映射详情

# 查看详细的内存映射
cat /proc/PID/maps

# 查看内存映射摘要
cat /proc/PID/smaps

# smaps 提供更详细的信息：
# - 每个映射区域的详细统计
# - 共享/私有内存大小
# - 脏页统计
# - 交换分区使用

进程关系

# 查看进程树
pstree -p PID

# 查看子进程
ps --ppid PID

# 查看进程会话和进程组
cat /proc/PID/stat | awk '{print "会话ID: " $6 " 进程组: " $5}'

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Cgroup 资源监控

Cgroup v1 文件系统

如果进程在 cgroup 中运行（如 Docker 容器、systemd 服务），可以通过 cgroup 文件系统查看资源使用：

# 查找进程的 cgroup 路径
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

# 查看内存使用（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 统计（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

# 查看进程数限制
cat /sys/fs/cgroup/pids/cgroup_name/pids.current
cat /sys/fs/cgroup/pids/cgroup_name/pids.max

Cgroup v2 文件系统

现代 Linux 系统使用 cgroup v2：

# 查找进程的 cgroup 路径
cat /proc/PID/cgroup

# 查看资源统计（统一接口）
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

# 查看资源限制
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/memory.max
cat /sys/fs/cgroup/cgroup_name/cpu.max

systemd 服务资源监控

# 查看服务的资源使用
systemd-cgtop

# 查看特定服务的统计
systemctl status service-name
systemd-cgtop /system.slice/service-name.service

# 查看服务资源限制配置
systemctl show service-name | grep -i limit

Docker 容器资源监控

# 查看容器的资源使用
docker stats container_name

# 查看容器的详细资源统计
docker stats --no-stream container_name

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

# 进入容器查看
docker exec container_name cat /proc/self/cgroup

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高级监控工具

bpftrace（动态追踪）

安装：

# Ubuntu 20.04+
sudo apt-get install bpftrace

# 或从源码编译

基本用法：

# 实时监控 CPU 使用（按用户态堆栈）
bpftrace -e 'profile:hz:99 /pid == PID/ { @[ustack] = count(); }'

# 监控系统调用
bpftrace -e 'tracepoint:syscalls:sys_enter_* /pid == PID/ { @[probe] = count(); }'

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

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

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perf（性能分析）

安装：

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

# CentOS/RHEL
sudo yum install perf

基本用法：

# 实时查看热点函数
perf top -p PID

# 记录性能数据
perf record -p PID -g sleep 10

# 查看报告
perf report

# 统计系统调用
perf stat -p PID sleep 5

# 追踪特定事件
perf trace -p PID

---

strace（系统调用追踪）

基本用法：

# 追踪系统调用并统计
strace -cp PID

# 追踪特定系统调用
strace -e trace=open,read,write -p PID

# 显示时间戳
strace -t -p PID

# 统计系统调用耗时
strace -c -p PID

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关键指标说明

指标对照表

指标	命令/文件	说明	正常范围参考
CPU 使用	ps -o %cpu	进程占用 CPU 百分比	0-100%
内存使用	ps -o %mem,rss,vsz	%mem=物理内存百分比，rss=实际物理内存(KB)，vsz=虚拟内存大小(KB)	根据系统内存调整
线程数	ls /proc/PID/task	任务目录数量即为线程数	根据应用类型
I/O 读取	/proc/PID/io	read_bytes 显示实际磁盘读取	根据应用需求
I/O 写入	/proc/PID/io	write_bytes 显示实际磁盘写入	根据应用需求
上下文切换	/proc/PID/status	voluntary_ctxt_switches/nonvoluntary_ctxt_switches	过高可能存在问题
运行时间	ps -o etime	进程已运行时间 (格式: [[DD-]hh:]mm:ss)	-
文件描述符	ls /proc/PID/fd	打开的文件描述符数量	注意是否有泄漏

内存相关指标详解

• VIRT (Virtual Memory Size): 进程使用的虚拟内存总量，包括代码、数据、共享库等
• RES (Resident Set Size): 进程实际使用的物理内存，不包括交换分区
• SHR (Shared Memory): 共享内存大小，可能被多个进程共享
• %MEM: RES 占系统总物理内存的百分比

CPU 相关指标详解

• %CPU: 进程在采样周期内的 CPU 使用百分比，可能超过 100%（多核系统）
• 用户态时间: 进程在用户空间执行的时间
• 内核态时间: 进程在内核空间执行的时间（系统调用）

---

常见问题排查

1. CPU 使用率过高

诊断步骤：

# 查看 CPU 热点函数
perf top -p PID

# 统计系统调用
strace -cp PID

# 查看线程 CPU 使用
top -H -p PID

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

可能原因：

• 无限循环或死循环
• 频繁的系统调用
• 计算密集型任务
• 锁竞争导致的忙等待

---

2. 内存使用过高

诊断步骤：

# 查看详细内存映射
pmap -x PID

# 查看内存使用趋势
watch -n 1 'ps -p PID -o pid,%mem,rss,vsz'

# 使用 gdb 查看内存区域
gdb -p PID -ex "info proc mappings" --batch

# 检查内存泄漏（需要持续监控）
valgrind --leak-check=full ./program

可能原因：

• 内存泄漏
• 缓存过大
• 数据结构设计不合理
• 内存碎片

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3. I/O 瓶颈

诊断步骤：

# 实时监控 I/O
iotop -p PID

# 查看 I/O 统计
cat /proc/PID/io

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

# 查看磁盘使用情况
iostat -x 1

可能原因：

• 频繁的小文件读写
• 未使用缓冲
• 磁盘性能瓶颈
• 网络 I/O 延迟

---

4. 线程/进程过多

诊断步骤：

# 查看线程数量
ls /proc/PID/task | wc -l

# 查看线程详情
ps -T -p PID

# 查看进程树
pstree -p PID

---

5. 文件描述符泄漏

诊断步骤：

# 监控文件描述符数量
watch -n 1 'ls /proc/PID/fd | wc -l'

# 查看打开的文件
lsof -p PID

# 查看具体文件类型分布
ls -l /proc/PID/fd | awk '{print $NF}' | xargs -I {} readlink {} | sort | uniq -c

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自动化监控脚本

综合监控脚本

创建一个综合监控脚本，定期采集进程的各项资源指标：

#!/bin/bash

# 进程资源监控脚本
# 用法: ./monitor_process.sh <PID> [interval] [count]

if [ -z "$1" ]; then
  echo "用法: $0 <PID> [刷新间隔(秒)] [监控次数]"
  echo "示例: $0 12345 2 10"
  exit 1
fi

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

# 检查进程是否存在
if ! kill -0 $PID 2>/dev/null; then
  echo "错误: 进程 $PID 不存在"
  exit 1
fi

echo "===== 进程 $PID 资源监控 (每 ${INTERVAL} 秒刷新，共 ${COUNT} 次) ====="
echo ""

for i in $(seq 1 $COUNT); do
  echo "--- 第 $i 次监控 ($(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 "进程已结束"
  
  # 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 "用户态CPU: %d 时钟周期\n", utime
      printf "内核态CPU: %d 时钟周期\n", stime
      printf "子进程用户态: %d 时钟周期\n", cutime
      printf "子进程内核态: %d 时钟周期\n", cstime
      printf "总CPU时间: %d 时钟周期\n", total
    }'
  fi
  
  # 内存使用
  if [ -f /proc/$PID/status ]; then
    echo -e "\n【内存使用】"
    grep -E 'VmPeak|VmSize|VmRSS|VmSwap|VmHWM|VmData|VmStk|VmExe' /proc/$PID/status
  fi
  
  # I/O 统计
  if [ -f /proc/$PID/io ]; then
    echo -e "\n【I/O 统计】"
    cat /proc/$PID/io
  fi
  
  # 打开文件描述符
  if [ -d /proc/$PID/fd ]; then
    echo -e "\n【打开文件描述符数量】"
    echo "$(ls -l /proc/$PID/fd 2>/dev/null | wc -l) 个"
  fi
  
  # 线程数
  if [ -d /proc/$PID/task ]; then
    echo -e "\n【线程数】"
    echo "$(ls /proc/$PID/task 2>/dev/null | wc -l) 个"
  fi
  
  # 上下文切换
  if [ -f /proc/$PID/status ]; then
    echo -e "\n【上下文切换】"
    grep -E 'voluntary_ctxt_switches|nonvoluntary_ctxt_switches' /proc/$PID/status
  fi
  
  echo ""
  echo "=========================================="
  echo ""
  
  if [ $i -lt $COUNT ]; then
    sleep $INTERVAL
  fi
done

echo "监控完成"

保存监控数据脚本

#!/bin/bash

# 将监控数据保存到文件
# 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 "开始监控进程 $PID，数据保存到 $OUTPUT"
echo "监控间隔: ${INTERVAL} 秒，按 Ctrl+C 停止"

while true; do
  TIMESTAMP=$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')
  
  # 检查进程是否存在
  if ! kill -0 $PID 2>/dev/null; then
    echo "[$TIMESTAMP] 进程已结束" >> "$OUTPUT"
    break
  fi
  
  # 采集数据
  {
    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 "监控数据已保存到 $OUTPUT"

---

工具选择建议

根据不同场景选择合适的工具：

场景	推荐工具	说明
快速查看	ps	简单快速，适合脚本集成
实时监控	htop 或 top	交互式界面，适合手动监控
详细统计	pidstat	适合定期采样和数据分析
历史数据	sar	查看历史性能数据，适合趋势分析
I/O 分析	iotop	专门用于 I/O 监控
内存分析	pmap、smem	pmap 查看内存映射，smem 提供更准确的内存统计
网络连接	ss、lsof	ss 更现代快速，lsof 功能更全面
文件描述符	lsof	查看进程打开的文件和网络连接
综合监控	atop	功能全面，适合系统管理员
性能分析	perf 或 bpftrace	适合深度性能调优
系统调用	strace	追踪和统计系统调用
资源限制	prlimit	查看和设置进程资源限制
CPU 亲和性	taskset、numactl	查看和设置 CPU 绑定和 NUMA
容器监控	docker stats、cgroup	监控容器资源使用
systemd 服务	systemd-cgtop	监控 systemd 管理的服务
自动化	/proc 文件系统	适合脚本和自动化工具
问题排查	strace + perf + pmap	综合工具定位性能问题

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总结

分析 Linux 进程资源占用有多种方法，选择合适的工具可以事半功倍：

常用方法分类

1. 日常监控：

   • 实时监控：htop、top、atop
   • 快照查看：ps、pidstat
   • 历史数据：sar（需启用 sysstat 数据收集）

2. 专项分析：

   • 内存 ：pmap（内存映射）、smem（准确统计）、/proc/PID/smaps（详细映射）
   • I/O ：iotop、pidstat -d、/proc/PID/io
   • 网络 ：ss、lsof -i、netstat
   • 文件 ：lsof、/proc/PID/fd

3. 脚本集成：

   • /proc 文件系统：最底层的信息源，适合自动化
   • ps 命令：简单快速，输出格式统一
   • pidstat：适合定期采样

4. 性能分析：

   • perf：功能强大的性能分析工具
   • bpftrace：动态追踪，灵活强大
   • strace：系统调用追踪

5. 容器和服务监控：

   • Docker：docker stats、cgroup 文件系统
   • systemd：systemd-cgtop、systemctl status
   • Cgroup：/sys/fs/cgroup/ 文件系统

6. 系统级监控：

   • vmstat：系统整体资源统计
   • sar：历史性能数据
   • slabtop：内核缓存监控

关键指标

• CPU : %cpu、用户态/内核态时间、CPU 亲和性
• 内存 : RSS（物理内存）、VSZ（虚拟内存）、PSS（比例集大小）、内存映射
• I/O : read_bytes、write_bytes、I/O 速率
• 网络: 连接数、连接状态、端口占用
• 其他: 线程数、文件描述符数、上下文切换次数、资源限制

最佳实践

1. 定期监控：建立监控机制，定期采集关键指标
2. 建立基线：记录正常情况下的资源使用，便于对比
3. 组合使用：根据问题类型组合使用多个工具
4. 自动化：使用脚本自动化监控和告警
5. 历史数据 ：启用 sar 数据收集，便于问题回溯
6. 容器环境：在容器环境中使用 cgroup 相关工具

问题排查流程

1. 快速定位 ：使用 htop 或 top 快速查看资源占用
2. 详细分析 ：使用 pidstat、pmap 等工具深入分析
3. 性能分析 ：使用 perf、strace 定位性能瓶颈
4. 历史对比 ：使用 sar 查看历史数据，分析趋势
5. 综合诊断：结合多个工具的结果，全面分析问题

定期监控和记录这些指标，有助于及时发现和解决性能问题。根据具体场景选择合适的工具组合，可以更高效地完成资源分析和问题排查。