[譯] 三種系統監控工具對比：top vs Htop vs Glances

系統監控 ApacheKafka Linux命令 · 發表 2018-10-16 08:03:31

摘要：作者 | Mark Litwintschik 譯者 | ma.yao，小大非在開發軟體或監控執行的系統時，遙測和環境監測都很重要。以便了解系統的執行狀況，本文介紹了 top、Htop、Glances 三個實用工具，以及一種用於監控分散式系統的簡單解決方案。在開發軟體或...

作者 | Mark Litwintschik

譯者 | ma.yao，小大非

在開發軟體或監控執行的系統時，遙測和環境監測都很重要。以便了解系統的執行狀況，本文介紹了 top、Htop、Glances 三個實用工具，以及一種用於監控分散式系統的簡單解決方案。

在開發軟體或監控執行的系統時，遙測和環境監測都很重要。在理解了歷史情境下什麼是正常行為之後，通常兩個最緊迫的問題是：（1）什麼發生了變化？（2）什麼表現出異常？

本文將介紹三個用於臨時監控的流行工具，以及一種用於監控分散式系統的簡單解決方案。

top

在幾乎任何類 UNIX 的現代作業系統中，都可以通過輸入 top 來檢視一些系統性能指標，這些指標每幾秒鐘更新一次。

$ top -b -n2 -d5

top - 09:43:05 up1:08,0 users,load average: 0.52, 0.58, 0.59
Tasks:4 total,1 running,3 sleeping,0 stopped,0 zombie
%Cpu0:4.1 us, 22.2 sy,0.0 ni, 72.3 id,0.0 wa,1.4 hi,0.0 si,0.0 st
%Cpu1:4.3 us,7.1 sy,0.0 ni, 87.7 id,0.0 wa,0.9 hi,0.0 si,0.0 st
%Cpu2:4.4 us,9.0 sy,0.0 ni, 85.3 id,0.0 wa,1.2 hi,0.0 si,0.0 st
%Cpu3:3.6 us,6.7 sy,0.0 ni, 88.6 id,0.0 wa,1.0 hi,0.0 si,0.0 st
KiB Mem:33431016 total,9521052 used, 23909964 free,34032 buffers
KiB Swap: 62455548 total,27064 used, 62428484 free.188576 cached Mem

PID USERPRNIVIRTRESSHR S%CPU %MEMTIME+ COMMAND
1 root2008304132104 S0.00.00:00.14 /init ro
3 root20083089656 S0.00.00:00.00 /init ro
4 mark2001785653085192 S0.00.00:00.35 -bash
228 mark2001445216681172 R0.00.00:00.01 top -b -n2 -d5

其二進位制執行過程與 Comcast 公司的 James Warner 編寫的 top 版本最相似。這個版本的 top 是全新的，並且是作為由包括 Lockheed Martin and Heidelberg University 在內的各個組織開發人員的合寫版本的替代品開發而成的。

top.c 原始碼本身相當簡單，在撰寫本文時，總共有約 4900 行 C 程式碼。目前 top 仍然處於開發過程中，其原始碼可以在 GitLab 的 procps 倉庫(https://gitlab.com/procps-ng/procps)找到。該倉庫中還包含其他工具，包括 kill、ps、sysctl、uptime 和 watch。

其預設佈局一直沒有改變過。但是通過過去幾十年與 UNIX 系統打交道，每次在一臺新機器上使用 top，我都會習慣性地輸入 zc1M。

top 預設採用單色顯示模式，使用 z 將切換至指定顏色模式。數字 1 將顯示單個 CPU 的狀態，並且能夠突出顯示單個 CPU 核的負載。我喜歡輸入 M，以檢視基於記憶體容量使用壓力排序後的各程序資訊。top 總共提供了 49 個供檢視和排序的指標。

預設情況下，命令會截斷顯示，輸入 c 會顯示有關其路徑和引數的更多擴充套件資訊。我唯一不滿意的是命令和引數被截斷了。如果只保留每條命令和引數的開頭與結尾，以便區分不同程序，會更加實用。

top 配置的更改只會在當前 session 有效。為了解決這個問題，輸入大寫的 W 會預設將當前配置儲存到~/.toprc 中。我對該檔案唯一不滿的地方是，它包含了大於 0x7F 的位元組值，因而不易在 top 之外對其進行更改。

$ hexdump -C ~/.toprc | head

0000000074 6f 70 27 73 20 43 6f6e 66 69 67 20 46 69 6c|top's Config Fil|
0000001065 20 28 4c 69 6e 75 7820 70 72 6f 63 65 73 73|e (Linux process|
0000002065 73 20 77 69 74 68 2077 69 6e 64 6f 77 73 29|es with windows)|
000000300a 49 64 3a 69 2c 20 4d6f 64 65 5f 61 6c 74 73|.Id:i, Mode_alts|
0000004063 72 3d 30 2c 20 4d 6f64 65 5f 69 72 69 78 70|cr=0, Mode_irixp|
0000005073 3d 31 2c 20 44 65 6c61 79 5f 74 69 6d 65 3d|s=1, Delay_time=|
0000006033 2e 30 2c 20 43 75 7277 69 6e 3d 30 0a 44 65|3.0, Curwin=0.De|
0000007066 09 66 69 65 6c 64 7363 75 72 3d a5 a8 b3 b4|f.fieldscur=....|
00000080bb bd c0 c4 b7 ba b9 c526 27 29 2a 2b 2c 2d 2e|........&')*+,-.|
000000902f 30 31 32 35 36 38 3c3e 3f 41 42 43 46 47 48|/012568<>?ABCFGH|

Htop

2004 年，Hisham Muhammad 開始致力於建立一個截然不同的系統遙測監控工具。Htop 關注遙測顯示的重新佈局：使用條形圖展示 CPU 和記憶體的關鍵指標；使用 F5 快捷鍵，使程序資訊在扁平化列表和層次結構之間切換顯示；通過滑鼠點選，可以實現屬性排序；並且支援 7 種不同的顏色模式。

該軟體能夠很好地使您停留在應用當中。如果您想要檢視一個程序使用的檔案，您可以選擇該程序，並只需輸入 l；如果您想要通過 strace 執行該程序，在以授權使用者身份執行 htop 的情況下，只需輸入 s。

在 Ubuntu 16.04.2 LTS 上安裝和執行 htop：

$ sudo apt install htop
$ htop

1[0.0%]Tasks: 37, 145 thr; 1 running
 2[0.0%]Load average: 0.03 0.05 0.07
 3[0.0%]Uptime: 01:31:42
 4[0.0%]
 Mem[||||||||||||||||||||||||||||||||1.03G/3.84G]
 Swp[0K/4.00G]

PID USERPRINIVIRTRESSHR S CPU% MEM%TIME+Command
1 root200 3755656684004 S0.00.10:03.03 /sbin/init noprompt
27884 clickhous200 3716M359M 49184 S0.79.10:24.93 ├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/cli
29668 clickhous200 3716M359M 49184 S0.09.10:00.10 │├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/
29667 clickhous200 3716M359M 49184 S0.09.10:01.02 │├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/
29666 clickhous200 3716M359M 49184 S0.09.10:00.08 │├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/
29665 clickhous200 3716M359M 49184 S0.09.10:00.48 │├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/
29409 clickhous200 3716M359M 49184 S0.09.10:03.48 │├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/
29408 clickhous200 3716M359M 49184 S0.09.10:02.15 │├─ /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/

至於配置方面，使用該軟體的過程中，任何配置修改都會預設自動儲存至~/.config/htop/htoprc。該檔案是個文字檔案，但是附有下面的警告：

$ head -n2 ~/.config/htop/htoprc

# Beware! This file is rewritten by htop when settings are changed in the interface.
# The parser is also very primitive, and not human-friendly.

鑑於其提供的功能比較簡單，它的原始碼量還是相當小的。在撰寫本文時，它總共有約 12000 行 C 程式碼，同時還包含約 3000 行程式碼的其他檔案。

Glances

Glances (https://nicolargo.github.io/glances/)是一個基於 Python 的系統遙測監控工具。該專案由 Nicolas Hennion 於 2011 年開始建立。Nilcolas 的領英簡介顯示，他在法國南部的 Thales Alenia Space 衛星控制中心部門擔任專案經理。

當啟動 Glances 時，除了常見的 CPU、記憶體和程序列表，還將看到雲虛擬機器型別以及網路、硬碟、和 Docker 容器活動等等。

$ glances

ubuntu (Ubuntu 16.04 64bit / Linux 4.4.0-62-generic)Uptime: 18:55:00

CPU[1.7%]CPU -1.7%nice:0.0%ctx_sw:923MEM -53.1%SWAP -0.1%LOAD4-core
MEM[ 53.1%]user:0.8%irq:0.0%inter:587total:3.84Gtotal:4.00G1 min:0.20
SWAP [0.1%]system:0.7%iowait:0.0%sw_int:786used:2.04Gused:3.27M5 min:0.14
idle:98.4%steal:0.0%free:1.80Gfree:3.99G15 min:0.10

NETWORKRx/sTx/sTASKS 203 (349 thr), 1 run, 202 slp, 0 oth sorted automatically by CPU consumption
ens33152b3Kb
lo59Kb59KbCPU%MEM%VIRTRESPID USERTIME+ THRNI SR/s W/sCommand
2.64.5524M178M16470 mark35:48 10 S0 0/home/mark/.
DISK I/OR/sW/s2.30.6372M24.5M14672 mark0:01 10 R0 0/home/mark/.
fd0001.023.75.42G 931M21151 root13:00 710 S? ?java -Xmx1G
loop0000.79.83.71G 385M27884 clickhous5:29 460 S? ?/usr/bin/cli
loop1000.32.83.53G 109M12883 zookeeper1:36 200 S? ?/usr/bin/jav
loop2000.30.231.4M 6.80M333 root0:53 10 S? ?/lib/systemd
loop3000.30.113.8M 2.68M4353 mark1:07 10 S0 0watch ifconf
loop4000.00.3186M9.86M1447 root0:35 20 S? ?/usr/bin/vmt
loop5000.00.275.2M 8.11M1470 root0:00 10 S? ?/usr/bin/VGA
loop6000.00.290.6M 6.59M4381 root0:00 10 S? ?sshd: mark [
loop7000.00.1269M5.75M595 root0:13 30 S? ?/usr/lib/acc
sda078K0.00.136.7M 5.37M1 root0:37 10 S? ?/sbin/init n
sda1078K0.00.164.0M 5.31M4246 root0:00 10 S? ?/usr/sbin/ss
sda2000.00.144.3M 5.05M3402 mark0:00 10 S0 0/lib/systemd
sda5000.00.121.8M 5.04M4403 mark27:23 10 S0 0-bash
sr0000.00.121.8M 4.93M21493 mark0:10 10 S0 0/bin/bash
sr1000.00.121.7M 4.62M16114 mark0:03 10 S0 0/bin/bash
0.00.121.7M 4.47M21119 mark0:00 10 S0 0/bin/bash
FILE SYSUsedTotal0.00.190.6M 4.14M4402 mark0:08 10 S? ?0
/ (sda1)2.48G15.6G0.00.1250M3.97M588 syslog0:28 40 S? ?/usr/sbin/rs
0.00.121.8M 3.87M3407 mark0:04 10 S0 0-bash
SENSORS0.00.151.5M 3.76M21144 root0:00 10 S? ?sudo nohup /
Physical id100C0.00.141.9M 3.64M597 messagebu0:00 10 S? ?/usr/bin/dbu
Core 0100C0.00.143.2M 3.45M396 root0:01 10 S? ?/lib/systemd
Core 1100C0.00.164.3M 3.21M3377 root0:00 10 S? ?/bin/login -
Core 2100C0.00.128.0M 2.91M592 root0:00 10 S? ?/lib/systemd
Core 3100C0.00.126.7M 2.86M16113 mark0:06 10 S? ?SCREEN
0.00.115.7M 2.81M774 root0:00 10 S? ?/sbin/dhclie

Glances 由約 1 萬行 Python 程式碼和約 2.5 萬行 JavaScript 程式碼寫成，並依賴於 psutil (https://github.com/giampaolo/psutil/)軟體包以用於遙測資料收集。它還含有大量外掛，包括支援監控 GPU、Kafka、RAID 設定、資料夾監控以及 WiFi 等等。

除了基於 ncurses 的介面，Glances 也能以 Web 應用的形式執行。當在 Windows 10 上通過 cmd.exe 執行 Glances 的時候，將啟動一個執行在 TCP 埠為 61209 的 Bottle Web 應用。在瀏覽器中開啟 http://127.0.0.1:61209，會看到一個AngularJS 應用程式的歡迎頁面。該頁面模仿了 ncurses 介面。

也可以通過呼叫其暴露的 API 介面，配合其他工具使用：

$ curl http://127.0.0.1:61209/api/3/all \
| python -mjson.tool \
| head -n50
{
"alert": [],
"amps": [],
"batpercent": [],
"cloud": {},
"core": {
"log": 4,
"phys": 4
},
"cpu": {
"cpucore": 4,
"ctx_switches": 182358,
"idle": 82.9,
"interrupts": 113134,
"soft_interrupts": 0,
"syscalls": 215848,
"system": 12.5,
"time_since_update": 8.532670974731445,
"total": 9.8,
"user": 3.1
},
"diskio": [
{
"disk_name": "PhysicalDrive6",
"key": "disk_name",
"read_bytes": 0,
"read_count": 0,
"time_since_update": 8.492774963378906,
"write_bytes": 0,
"write_count": 0
},
{
"disk_name": "PhysicalDrive2",
"key": "disk_name",
"read_bytes": 0,
"read_count": 0,
"time_since_update": 8.492774963378906,
"write_bytes": 0,
"write_count": 0
},
...

雖然預設的配置檔案(https://github.com/nicolargo/glances/blob/develop/conf/glances.conf)有些冗長，但是使用者編輯起來還算方便。

Glances 還支援將遙測資料匯出到 16 個以上不同的目標檔案中，包括 StatsD、Kafka、RabbitMQ、JSON、SVG、ElasticSearch、CSV 以及自定義 RESTful API。

將 Glances 匯入 Kafka

以下將介紹將遙測資料匯入 CSV 檔案，再匯入 Kafka。我認為本地硬碟通常要比網路連線更靠譜。當網路連接出現問題的時候，我們還可以利用本地檔案再次回填 Kafka。

以下命令執行在新安裝的 Ubuntu 16.04.2 LTS 上：

$ sudo apt update
$ sudo apt install \
kafkacat \
python-pip \
python-virtualenv \
screen \
zookeeperd

使用 Apache 映象上的二進位制包，手動安裝 Kafka：

$ sudo mkdir -p /opt/kafka
$ wget -c -O kafka.tgz \
http://www-eu.apache.org/dist/kafka/1.1.1/kafka_2.11-1.1.1.tgz
$ sudo tar xzvf kafka.tgz \
--directory=/opt/kafka \
--strip 1

為 Kafka 建立日誌檔案，其許可權使用我的 UNIX 賬號：

$ sudo touch /var/log/kafka.log
$ sudo chown mark /var/log/kafka.log

ZooKeeper 支援了 Kafka 的大多數分散式功能，以下命令將啟動 ZooKeeper 服務：

$ sudo /etc/init.d/zookeeper start

啟動完 ZooKeeper，啟動 Kafka 伺服器程序：

$ sudo nohup /opt/kafka/bin/kafka-server-start.sh \
/opt/kafka/config/server.properties \
> /var/log/kafka.log 2>&1 &

建立 Python 虛擬環境，並安裝 Glances 以及 CSVKit，以便分析 Glances 的 CSV 檔案輸出：

$ virtualenv ~/.monitoring
$ source ~/.monitoring/bin/activate
$ pip install \
csvkit \
glances

接著，啟動 screen 會話和 Glances。它將顯示 ncurses 介面，並向~/glances.csv 中寫入 215 條資料：

$ screen
$ glances --export csv \
--export-csv-file ~/glances.csv

一旦執行起來，按 CTRL-A，接著按 CTRL-D，返回到常規的 Shell 介面。

如下所示，這裡有大量收集到的遙測資料：

$ csvstat --type ~/glances.csv | tail

206. mem_available: Number
207. mem_used: Number
208. mem_cached: Number
209. mem_percent: Number
210. mem_free: Number
211. mem_inactive: Number
212. mem_active: Number
213. mem_shared: Number
214. mem_total: Number
215. mem_buffers: Number

Kafkacat 是採用 C 語言寫的一個非 JVM 的 Kafka 生產者和消費者。靜態連結的包大小要小於 150KB。使用它，將~/glances.csv 中的內容匯入 Kafka Topic “glances_log”中，並對內容進行 Snappy 壓縮。

$ screen
$ tail -F ~/glances.csv \
| kafkacat -b localhost:9092 \
-t glances_log \
-z snappy

接下來，一旦執行起來，按 CTRL-A，然後按 CTRL-D，返回到常規 Shell 介面。

以上這些執行在 screen 會話中的任何命令，都可以方便地新增到 Supervisord。另外，如果這些程序因為任何原因掛了，都能很好地重啟它們。

完成上述操作之後，檢視前 100 條記錄的前三列資料：

$ /opt/kafka/bin/kafka-console-consumer.sh \
--topic glances_log \
--from-beginning \
--zookeeper localhost:2181 \
| head -n100 \
| csvstat --columns 1-3 \
--no-header-row

以下是基於前 100 條記錄，收集到的時間戳、CPU 核數以及一分鐘負載均值的統計資訊：

1. "a"

Type of data:DateTime
Contains null values:False
Unique values:100
Smallest value:2018-10-07 05:53:49
Largest value:2018-10-07 05:58:55
Most common values:2018-10-07 05:53:49 (1x)
2018-10-07 05:53:52 (1x)
2018-10-07 05:53:55 (1x)
2018-10-07 05:53:58 (1x)
2018-10-07 05:54:01 (1x)

2. "b"

Type of data:Number
Contains null values:False
Unique values:1
Smallest value:4
Largest value:4
Sum:400
Mean:4
Median:4
StDev:0
Most common values:4 (100x)

3. "c"

Type of data:Number
Contains null values:False
Unique values:18
Smallest value:0.02
Largest value:0.22
Sum:6.57
Mean:0.066
Median:0.05
StDev:0.045
Most common values:0.04 (15x)
0.02 (14x)
0.03 (13x)
0.06 (9x)
0.05 (9x)

英文原文：http://tech.marksblogg.com/top-htop-glances.html

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[譯] 三種系統監控工具對比：top vs Htop vs Glances

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