linux学习笔记27--监控命令ps和top,free

Linux中的ps命令是Process Status的缩写。ps命令用来列出系统中当前运行的那些进程。ps命令列出的是当前那些进程的快照，就是执行ps命令的那个时刻的那些进程，如果想要动态的显示进程信息，就可以使用top命令。

要对进程进行监测和控制，首先必须要了解当前进程的情况，也就是需要查看当前进程，而 ps 命令就是最基本同时也是非常强大的进程查看命令。使用该命令可以确定有哪些进程正在运行和运行的状态、进程是否结束、进程有没有僵死、哪些进程占用了过多的资源等等。总之大部分信息都是可以通过执行该命令得到的。

ps 为我们提供了进程的一次性的查看，它所提供的查看结果并不动态连续的；如果想对进程时间监控，应该用 top 工具。

kill 命令用于杀死进程。

 

linux上进程有5种状态: 

1. 运行(正在运行或在运行队列中等待) 

2. 中断(休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号) 

3. 不可中断(收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生) 

4. 僵死(进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放) 

5. 停止(进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行运行) 

 

ps工具标识进程的5种状态码: 

D 不可中断 uninterruptible sleep (usually IO) 

R 运行 runnable (on run queue) 

S 中断 sleeping 

T 停止 traced or stopped 

Z 僵死 a defunct (”zombie”) process 

 

1．命令格式：

ps[参数]

2．命令功能：

用来显示当前进程的状态

3．命令参数：

a  显示所有进程

-a 显示同一终端下的所有程序

-A 显示所有进程

c  显示进程的真实名称

-N 反向选择

-e 等于“-A”

e  显示环境变量

f  显示程序间的关系

-H 显示树状结构

r  显示当前终端的进程

T  显示当前终端的所有程序

u  指定用户的所有进程

-au 显示较详细的资讯

-aux 显示所有包含其他使用者的行程 

-C<命令> 列出指定命令的状况

--lines<行数> 每页显示的行数

--width<字符数> 每页显示的字符数

--help 显示帮助信息

--version 显示版本显示

4．使用实例：

实例1：显示所有进程信息

命令：

ps -A

输出：

[root@localhost test6]# ps -A

  PID TTY          TIME CMD

    1 ?        00:00:00 init

    2 ?        00:00:01 migration/0

    3 ?        00:00:00 ksoftirqd/0

    4 ?        00:00:01 migration/1

    5 ?        00:00:00 ksoftirqd/1

    6 ?        00:29:57 events/0

    7 ?        00:00:00 events/1

    8 ?        00:00:00 khelper

   49 ?        00:00:00 kthread

   54 ?        00:00:00 kblockd/0

   55 ?        00:00:00 kblockd/1

   56 ?        00:00:00 kacpid

  217 ?        00:00:00 cqueue/0

  ……省略部分结果

 

说明：

 

实例2：显示指定用户信息

命令：

ps -u root

输出：

[root@localhost test6]# ps -u root

  PID TTY          TIME CMD

    1 ?        00:00:00 init

    2 ?        00:00:01 migration/0

    3 ?        00:00:00 ksoftirqd/0

    4 ?        00:00:01 migration/1

    5 ?        00:00:00 ksoftirqd/1

    6 ?        00:29:57 events/0

    7 ?        00:00:00 events/1

    8 ?        00:00:00 khelper

   49 ?        00:00:00 kthread

   54 ?        00:00:00 kblockd/0

   55 ?        00:00:00 kblockd/1

   56 ?        00:00:00 kacpid

    ……省略部分结果

说明：

 

实例3：显示所有进程信息，连同命令行

命令：

ps -ef

输出：

[root@localhost test6]# ps -ef

UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD

root         1     0  0 Nov02 ?        00:00:00 init [3]                  

root         2     1  0 Nov02 ?        00:00:01 [migration/0]

root         3     1  0 Nov02 ?        00:00:00 [ksoftirqd/0]

root         4     1  0 Nov02 ?        00:00:01 [migration/1]

root         5     1  0 Nov02 ?        00:00:00 [ksoftirqd/1]

root         6     1  0 Nov02 ?        00:29:57 [events/0]

root         7     1  0 Nov02 ?        00:00:00 [events/1]

root         8     1  0 Nov02 ?        00:00:00 [khelper]

root        49     1  0 Nov02 ?        00:00:00 [kthread]

root        54    49  0 Nov02 ?        00:00:00 [kblockd/0]

root        55    49  0 Nov02 ?        00:00:00 [kblockd/1]

root        56    49  0 Nov02 ?        00:00:00 [kacpid]

……省略部分结果

 

说明：

 

实例4： ps 与grep 常用组合用法，查找特定进程

命令：

ps -ef|grep ssh

输出：

[root@localhost test6]# ps -ef|grep ssh

root      2720     1  0 Nov02 ?        00:00:00 /usr/sbin/sshd

root     17394  2720  0 14:58 ?        00:00:00 sshd: root@pts/0 

root     17465 17398  0 15:57 pts/0    00:00:00 grep ssh

说明：

 

实例5：将目前属于您自己这次登入的 PID 与相关信息列示出来

命令：

ps -l

输出：

[root@localhost test6]# ps -l

F S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD

4 S     0 17398 17394  0  75   0 - 16543 wait   pts/0    00:00:00 bash

4 R     0 17469 17398  0  77   0 - 15877 -      pts/0    00:00:00 ps

 

说明：

各相关信息的意义：

F 代表这个程序的旗标 (flag)， 4 代表使用者为 super user

S 代表这个程序的状态 (STAT)，关于各 STAT 的意义将在内文介绍

UID 程序被该 UID 所拥有

PID 就是这个程序的 ID ！

PPID 则是其上级父程序的ID

C CPU 使用的资源百分比

PRI 这个是 Priority (优先执行序) 的缩写，详细后面介绍

NI 这个是 Nice 值，在下一小节我们会持续介绍

ADDR 这个是 kernel function，指出该程序在内存的那个部分。如果是个 running的程序，一般就是 "-"

SZ 使用掉的内存大小

WCHAN 目前这个程序是否正在运作当中，若为 - 表示正在运作

TTY 登入者的终端机位置

TIME 使用掉的 CPU 时间。

CMD 所下达的指令为何

 

在预设的情况下， ps 仅会列出与目前所在的 bash shell 有关的 PID 而已，所以， 当我使用 ps -l 的时候，只有三个 PID。

 

实例6：列出目前所有的正在内存当中的程序

命令：

ps aux

输出：

[root@localhost test6]# ps aux

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

root         1  0.0  0.0  10368   676 ?        Ss   Nov02   0:00 init [3]                  

root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:01 [migration/0]

root         3  0.0  0.0      0     0 ?        SN   Nov02   0:00 [ksoftirqd/0]

root         4  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:01 [migration/1]

root         5  0.0  0.0      0     0 ?        SN   Nov02   0:00 [ksoftirqd/1]

root         6  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02  29:57 [events/0]

root         7  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:00 [events/1]

root         8  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:00 [khelper]

root        49  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:00 [kthread]

root        54  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:00 [kblockd/0]

root        55  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:00 [kblockd/1]

root        56  0.0  0.0      0     0 ?        S<   Nov02   0:00 [kacpid]

……省略部分结果

 

说明：

USER：该 process 属于那个使用者账号的

PID ：该 process 的号码

%CPU：该 process 使用掉的 CPU 资源百分比

%MEM：该 process 所占用的物理内存百分比

VSZ ：该 process 使用掉的虚拟内存量 (Kbytes)

RSS ：该 process 占用的固定的内存量 (Kbytes)

TTY ：该 process 是在那个终端机上面运作，若与终端机无关，则显示 ?，另外， tty1-tty6 是本机上面的登入者程序，若为 pts/0 等等的，则表示为由网络连接进主机的程序。

STAT：该程序目前的状态，主要的状态有

R ：该程序目前正在运作，或者是可被运作

S ：该程序目前正在睡眠当中 (可说是 idle 状态)，但可被某些讯号 (signal) 唤醒。

T ：该程序目前正在侦测或者是停止了

Z ：该程序应该已经终止，但是其父程序却无法正常的终止他，造成 zombie (疆尸) 程序的状态

START：该 process 被触发启动的时间

TIME ：该 process 实际使用 CPU 运作的时间

COMMAND：该程序的实际指令

 

实例7：列出类似程序树的程序显示

命令：

ps -axjf

输出：

[root@localhost test6]# ps -axjf

Warning: bad syntax, perhaps a bogus '-'? See /usr/share/doc/procps-3.2.7/FAQ

 PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND

    0     1     1     1 ?           -1 Ss       0   0:00 init [3]                  

    1     2     1     1 ?           -1 S<       0   0:01 [migration/0]

    1     3     1     1 ?           -1 SN       0   0:00 [ksoftirqd/0]

    1     4     1     1 ?           -1 S<       0   0:01 [migration/1]

    1     5     1     1 ?           -1 SN       0   0:00 [ksoftirqd/1]

    1     6     1     1 ?           -1 S<       0  29:58 [events/0]

    1     7     1     1 ?           -1 S<       0   0:00 [events/1]

    1     8     1     1 ?           -1 S<       0   0:00 [khelper]

    1    49     1     1 ?           -1 S<       0   0:00 [kthread]

   49    54     1     1 ?           -1 S<       0   0:00  \_ [kblockd/0]

   49    55     1     1 ?           -1 S<       0   0:00  \_ [kblockd/1]

   49    56     1     1 ?           -1 S<       0   0:00  \_ [kacpid]

 

说明：

 

实例8：找出与 cron 与 syslog 这两个服务有关的 PID 号码

命令：

输出：

[root@localhost test6]# ps aux | egrep '(cron|syslog)'

root      2682  0.0  0.0  83384  2000 ?        Sl   Nov02   0:00 /sbin/rsyslogd -i /var/run/syslogd.pid -c 5

root      2735  0.0  0.0  74812  1140 ?        Ss   Nov02   0:00 crond

root     17475  0.0  0.0  61180   832 pts/0    S+   16:27   0:00 egrep (cron|syslog)

[root@localhost test6]#

 

说明：

 

其他实例：

1. 可以用 | 管道和 more 连接起来分页查看

命令：

ps -aux |more

 

2. 把所有进程显示出来，并输出到ps001.txt文件

命令：

ps -aux > ps001.txt

 

3. 输出指定的字段

命令：

 ps -o pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm

输出：

[root@localhost test6]# ps -o pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm

  PID  PPID  PGRP  SESS TPGID COMMAND

17398 17394 17398 17398 17478 bash

17478 17398 17478 17398 17478 ps

[root@localhost test6]#

 

 

 

 

##########################

top

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统计信息区：

前五行是当前系统情况整体的统计信息区。下面我们看每一行信息的具体意义。

第一行，任务队列信息，同 uptime 命令的执行结果，具体参数说明情况如下：

14:06:23 — 当前系统时间

up 70 days, 16:44 — 系统已经运行了70天16小时44分钟（在这期间系统没有重启过的吆！）

2 users — 当前有2个用户登录系统

load average: 1.15, 1.42, 1.44 — load average后面的三个数分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。

load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数，然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。

第二行，Tasks — 任务（进程），具体信息说明如下：

系统现在共有206个进程，其中处于运行中的有1个，205个在休眠（sleep），stoped状态的有0个，zombie状态（僵尸）的有0个。

第三行，cpu状态信息，具体属性说明如下：

5.9%us — 用户空间占用CPU的百分比。

3.4% sy — 内核空间占用CPU的百分比。

0.0% ni — 改变过优先级的进程占用CPU的百分比

90.4% id — 空闲CPU百分比

0.0% wa — IO等待占用CPU的百分比

0.0% hi — 硬中断（Hardware IRQ）占用CPU的百分比

0.2% si — 软中断（Software Interrupts）占用CPU的百分比

备注：在这里CPU的使用比率和windows概念不同，需要理解linux系统用户空间和内核空间的相关知识！

第四行,内存状态，具体信息如下：

32949016k total — 物理内存总量（32GB）

14411180k used — 使用中的内存总量（14GB）

18537836k free — 空闲内存总量（18GB）

169884k buffers — 缓存的内存量 （169M）

第五行，swap交换分区信息，具体信息说明如下：

32764556k total — 交换区总量（32GB）

0k used — 使用的交换区总量（0K）

32764556k free — 空闲交换区总量（32GB）

3612636k cached — 缓冲的交换区总量（3.6GB）

 

备注：

第四行中使用中的内存总量（used）指的是现在系统内核控制的内存数，空闲内存总量（free）是内核还未纳入其管控范围的数量。纳入内核管理的内存不见得都在使用中，还包括过去使用过的现在可以被重复利用的内存，内核并不把这些可被重新使用的内存交还到free中去，因此在linux上free内存会越来越少，但不用为此担心。

如果出于习惯去计算可用内存数，这里有个近似的计算公式：第四行的free + 第四行的buffers + 第五行的cached，按这个公式此台服务器的可用内存：18537836k +169884k +3612636k = 22GB左右。

对于内存监控，在top里我们要时刻监控第五行swap交换分区的used，如果这个数值在不断的变化，说明内核在不断进行内存和swap的数据交换，这是真正的内存不够用了。

第六行，空行。

第七行以下：各进程（任务）的状态监控，项目列信息说明如下：

PID — 进程id

USER — 进程所有者

PR — 进程优先级

NI — nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级

VIRT — 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES

RES — 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA

SHR — 共享内存大小，单位kb

S — 进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程

%CPU — 上次更新到现在的CPU时间占用百分比

%MEM — 进程使用的物理内存百分比

TIME+ — 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒

COMMAND — 进程名称（命令名/命令行）

 

其他使用技巧：

1.多U多核CPU监控

在top基本视图中，按键盘数字“1”，可监控每个逻辑CPU的状况：

 

观察上图，服务器有16个逻辑CPU，实际上是4个物理CPU。再按数字键1，就会返回到top基本视图界面。

2.高亮显示当前运行进程

敲击键盘“b”（打开/关闭加亮效果），top的视图变化如下：

     

我们发现进程id为2570的“top”进程被加亮了，top进程就是视图第二行显示的唯一的运行态（runing）的那个进程，可以通过敲击“y”键关闭或打开运行态进程的加亮效果。

3.进程字段排序

默认进入top时，各进程是按照CPU的占用量来排序的，在下图中进程ID为28894的java进程排在第一（cpu占用142%），进程ID为574的java进程排在第二（cpu占用16%）。

      

    敲击键盘“x”（打开/关闭排序列的加亮效果），top的视图变化如下：

       

可以看到，top默认的排序列是“%CPU”。

 

4. 通过”shift + >”或”shift + <”可以向右或左改变排序列

下图是按一次”shift + >”的效果图,视图现在已经按照%MEM来排序。

         

 

实例2：显示 完整命令

命令：

top -c

输出：

      

说明：

 

实例3：以批处理模式显示程序信息

命令：

top -b

输出：

说明：

 

实例4：以累积模式显示程序信息

命令：

top -S

输出：

说明：

 

实例5：设置信息更新次数

命令：

  top -n 2

输出：

说明：

表示更新两次后终止更新显示

 

实例6：设置信息更新时间

命令：

top -d 3

输出：

说明：

表示更新周期为3秒

 

实例7：显示指定的进程信息

命令：

top -p 574

输出：

说明：

     5.top交互命令

 

在top 命令执行过程中可以使用的一些交互命令。这些命令都是单字母的，如果在命令行中使用了s 选项， 其中一些命令可能会被屏蔽。

h 显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明

k 终止一个进程。

i 忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。

q 退出程序

r 重新安排一个进程的优先级别

S 切换到累计模式

s 改变两次刷新之间的延迟时间（单位为s），如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s

f或者F 从当前显示中添加或者删除项目

o或者O 改变显示项目的顺序

l 切换显示平均负载和启动时间信息

m 切换显示内存信息

t 切换显示进程和CPU状态信息

c 切换显示命令名称和完整命令行

M 根据驻留内存大小进行排序

P 根据CPU使用百分比大小进行排序

T 根据时间/累计时间进行排序

W 将当前设置写入~/.toprc文件中 

####################

 

free 命令

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free命令可以显示Linux系统中空闲的、已用的物理内存及swap内存,及被内核使用的buffer。在Linux系统监控的工具中，free命令是最经常使用的命令之一。

1．命令格式：

free [参数]

2．命令功能：

free 命令显示系统使用和空闲的内存情况，包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存。共享内存将被忽略

3．命令参数：

-b 　以Byte为单位显示内存使用情况。 

-k 　以KB为单位显示内存使用情况。 

-m 　以MB为单位显示内存使用情况。

-g   以GB为单位显示内存使用情况。 

-o 　不显示缓冲区调节列。 

-s<间隔秒数> 　持续观察内存使用状况。 

-t 　显示内存总和列。 

-V 　显示版本信息。 

 

4．使用实例：

实例1：显示内存使用情况

命令：

free

free -g

free -m

输出：

[root@SF1150 service]# free

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30841684    2098428          0    4545340   11363424

-/+ buffers/cache:   14932920   18007192

Swap:     32764556    1944984   30819572

[root@SF1150 service]# free -g

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:            31         29          2          0          4         10

-/+ buffers/cache:         14         17

Swap:           31          1         29

[root@SF1150 service]# free -m

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:         32168      30119       2048          0       4438      11097

-/+ buffers/cache:      14583      17584

Swap:        31996       1899      30097

说明：

下面是对这些数值的解释：

total:总计物理内存的大小。

used:已使用多大。

free:可用有多少。

Shared:多个进程共享的内存总额。

Buffers/cached:磁盘缓存的大小。

第三行(-/+ buffers/cached):

used:已使用多大。

free:可用有多少。

第四行是交换分区SWAP的，也就是我们通常所说的虚拟内存。

区别：第二行(mem)的used/free与第三行(-/+ buffers/cache) used/free的区别。

 这两个的区别在于使用的角度来看，第一行是从OS的角度来看，因为对于OS，buffers/cached 都是属于被使用，所以他的可用内存是2098428KB,已用内存是30841684KB,其中包括，内核（OS）使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached.

第三行所指的是从应用程序角度来看，对于应用程序来说，buffers/cached 是等于可用的，因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能，当应用程序需在用到内存的时候，buffer/cached会很快地被回收。

所以从应用程序的角度来说，可用内存=系统free memory+buffers+cached。

如本机情况的可用内存为：

18007156=2098428KB+4545340KB+11363424KB

 

接下来解释什么时候内存会被交换，以及按什么方交换。 

当可用内存少于额定值的时候，就会开会进行交换.如何看额定值： 

命令：

cat /proc/meminfo 

输出：

[root@SF1150 service]# cat /proc/meminfo

MemTotal:     32940112 kB

MemFree:       2096700 kB

Buffers:       4545340 kB

Cached:       11364056 kB

SwapCached:    1896080 kB

Active:       22739776 kB

Inactive:      7427836 kB

HighTotal:           0 kB

HighFree:            0 kB

LowTotal:     32940112 kB

LowFree:       2096700 kB

SwapTotal:    32764556 kB

SwapFree:     30819572 kB

Dirty:             164 kB

Writeback:           0 kB

AnonPages:    14153592 kB

Mapped:          20748 kB

Slab:           590232 kB

PageTables:      34200 kB

NFS_Unstable:        0 kB

Bounce:              0 kB

CommitLimit:  49234612 kB

Committed_AS: 23247544 kB

VmallocTotal: 34359738367 kB

VmallocUsed:    278840 kB

VmallocChunk: 34359459371 kB

HugePages_Total:     0HugePages_Free:      0HugePages_Rsvd:      0Hugepagesize:     2048 kB

 

交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数：　 

1.减少缓冲与页面cache的大小， 

2.将系统V类型的内存页面交换出去，　 

3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页，也就是物理内存不足）。 

事实上，少量地使用swap是不是影响到系统性能的。

 

那buffers和cached都是缓存，两者有什么区别呢？

为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。

磁盘的操作有逻辑级（文件系统）和物理级（磁盘块），这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。

Page cache实际上是针对文件系统的，是文件的缓存，在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘，这种映射关系由文件系统来完成。当page cache的数据需要刷新时，page cache中的数据交给buffer cache，因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了，没有真正意义上的cache操作。

Buffer cache是针对磁盘块的缓存，也就是在没有文件系统的情况下，直接对磁盘进行操作的数据会缓存到buffer cache中，例如，文件系统的元数据都会缓存到buffer cache中。

简单说来，page cache用来缓存文件数据，buffer cache用来缓存磁盘数据。在有文件系统的情况下，对文件操作，那么数据会缓存到page cache，如果直接采用dd等工具对磁盘进行读写，那么数据会缓存到buffer cache。

所以我们看linux,只要不用swap的交换空间,就不用担心自己的内存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看内存是否够用的标准.

如果是应用服务器的话，一般只看第二行，+buffers/cache,即对应用程序来说free的内存太少了，也是该考虑优化程序或加内存了。

 

实例2：以总和的形式显示内存的使用信息

命令：

  free -t 

输出：

[root@SF1150 service]#  free -t 

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30845024    2095088          0    4545340   11364324

-/+ buffers/cache:   14935360   18004752Swap:     32764556    1944984   30819572Total:    65704668   32790008   32914660[root@SF1150 service]#

 

说明：

 

实例3：周期性的查询内存使用信息

命令：

free -s 10

输出：

[root@SF1150 service]#  free -s 10

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30844528    2095584          0    4545340   11364380

-/+ buffers/cache:   14934808   18005304Swap:     32764556    1944984   30819572

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30843932    2096180          0    4545340   11364388

-/+ buffers/cache:   14934204   18005908Swap:     32764556    1944984   30819572

 

说明：

每10s 执行一次命令

 

 

########################

我常用的ps 和top命令：

 

ps -aux :显示所有的进程。

ps -ef 

top 

free -m