你一定用過 htop，但你有看懂每個欄位嗎？
身為一個工程師，不管你寫的是前端、後端、全端還是什麼端，一定多少用過 htop，就算真的沒用過也會聽同事說過。htop 是一個 process manager，他可以讓你看到執行中的 process、系統資源的使用量，也可以讓你輕鬆 kill 掉任何一個 process，總之，你想得到的功能統統都有～
雖然大家都說 htop 很好用，但許多人打開 htop 也只看得懂 CPU、Mem、PID、Command 這些簡單的欄位，對於 Load average、NI、State、SHR 就沒那麼熟悉
不過 htop 都幫你列出來了，看不懂好像又有點可惜對吧！所以這篇文章要跟大家鉅細彌遺的介紹 htop 每個欄位的意義，也許哪天有需要時就能派上用場呢！
CPU
首先來說說最重要的 CPU，在 htop 最上方會列出各 CPU 的使用率，值得注意的是這邊顯示的是 CPU 的邏輯核心數，譬如說你的電腦有四核心八執行緒，意思是同時可以執行八個 thread，那這邊就會顯示八個 CPU 哦～
另外不知道有沒有人發現這個使用率的 bar 包含了紅色跟綠色，有時甚至還會有藍色，那其實是有意義的哦：
- 紅色 代表的是 kernel thread 佔用的 CPU，像是系統需要自動做 process scheduling、memory management 等等，是整個系統中最重要、優先權也最高的任務
- 綠色 代表的是 normal priority thread，排程的優先權比 kernel thread 低一些，一般來說使用者執行的程式如果沒有特別調優先權的話，都會歸在這一類
- 藍色 的話就是 low priority thread，因為優先權比較低，分配到的 CPU 自然也比較少，適合「我 ok，你先跑」那類比較無關緊要的 process，如果 CPU 已經被操到快不行了，或是 memory 真的不夠用了，第一個殺掉的也是這類 process
Memory & Swap
緊接在 CPU 下面的是 memory 跟 swap 的使用量，memory 這邊應該大家都看得懂，值得一提的是他的顏色也是有意義的：
- 綠色 指的是被 process 佔用的記憶體，譬如說你開的瀏覽器、VSCode、終端機等等程式，還有正在執行的 htop 都算是這一類
- 藍色 則是 buffer pages，他是用來儲存一些 metadata。譬如說當你第一次執行
ls -l時系統會去硬碟撈看這個資料夾有哪些檔案、每個檔案的權限等等，然後幫你存在 buffer pages，當你短時間內再執行ls -l時就不用再進入硬碟（因為硬碟很慢），直接從 buffer 拿即可 - 橘色 的 cache pages 跟 buffer 很像，只不過 buffer 存的是 metadata，而 cache 存的是檔案內容。像你第一次下
cat index.js時就會把內容讀取到 cache pages，如果你 cat 之後發現程式碼太長，決定先看前十行就好了，那再下head -n 10 index.js就會從 cache pages 直接讀取
這也代表說記憶體使用量並非越低越好，畢竟閒在那邊也沒啥用，不如讓系統把閒置的部分拿去當 buffer 跟 cache，讀取時能不碰硬碟就不碰硬碟，才可以讓程式執行得更快
所以千萬不要相信什麼「記憶體清理大師」可以幫你提升效能，說真的沒變慢就不錯了XD，隨便把 buffer 跟 cache 都清掉了只會加重系統負擔。記憶體管理就交給系統來，十之八九都可以管理得還不錯
而 swap 的部分雖然上圖完全沒用到，但還是解釋一下：swap 的機制跟剛剛提到的 cache & buffer 正好相反，萬一你實在開了太多程式，而且每個程式都跟 chrome 一樣狂吃猛吃，導致 memory 快要不夠了
那系統就會把記憶體裡面一些東西 swap 到硬碟上，等真的需要那些東西時再從硬碟拿回來。雖然這樣做看似有更多記憶體可以用，但代價就是程式速度會慢上許多，因為硬碟實在是太慢了
順帶一提 swap 的發音是「司哇ㄆㄜ」，不要再唸成「司位ㄆㄜ」了～
Load Average
接著來看看螢幕右上方那堆神奇的數字
首先 Tasks 欄位的 488, 1994 thr; 3 running 代表的是目前總共有 488 的 process、1994 個 thread，其中 3 個 thread 正在執行（這數字最大就是你的邏輯核心數）
而 Load Average(LA) 是用來判斷斷目前系統有多繁忙，三個數字代表的是系統在最近 1分鐘、5分鐘、15 分鐘內，平均有多少個 thread 需要 CPU
以上圖來說，近一分鐘內平均有 5.9 個 thread 需要使用 CPU 進行運算，但無奈我只有 4 個邏輯核心，所以 CPU 是忙到翻過來（因為我正在編譯 Rust 執行檔XD），而最近十五分鐘的 LA 是 3.49，其實也算是高了
一般來說電腦完全沒在用時 LA 會低於 1，而平常在上網、聽音樂、做簡報則是會介於 1 到 2 之間
所以如果覺得自己寫的程式跑很慢，不妨先看看 LA 確認瓶頸是不是在 CPU，如果 LA 很低但程式卻慢得誇張，那很可能程式並沒有善用多核心，或是瓶頸卡在硬碟跟網路 IO；如果 LA 已經很高了但還是覺得太慢，那就只能改善演算法、或是換更快的 CPU 了
PID/USER
上面講完之後來看看下面這一大塊，這部分每個 row 都是一個 process，而 PID 就是每個 process 的 ID
那知道 PID 之後可以幹嘛呢？其實他的用途挺多的，譬如說你可以用 kill -KILL <pid> 來殺掉某個 process；或是使用 kill -STOP 來暫停 process 再用 kill -CONT 讓他繼續執行（這超好用 👍，但好像很多人都不知道）
而 USER 欄位沒什麼好解釋的XD，就是把這個 process 跑起來的人。不管程式是誰寫的，只要是我把他跑起來，USER 那欄就會顯示我的名字
PRI & NI
接下來的 Priority 跟 Nice 兩個都是跟優先權有關的指標，注意數字越小表示優先權越高，也就可以分配到越多 CPU 時間
其中 PRI 是由系統幫你決定的，無法自行修改，像上圖 mdbulkimport 的 PRI 值是 17，而 ping 8.8.8.8 則是 24，代表系統認為 mdbulkimport 比 ping 來得重要
註：mdbulkimport 是 mac spotlight 功能的一部分
而 nice 值的部分預設是 0，可以用 renice -n 19 -p <pid> 調整到最低優先權 19，想要調高的話最高也可以調到 -20
雖然 nice 值可以隨自己高興調高調低，但系統不見得都會聽你的。有的系統比較友善會願意參考你設的 nice 值，但也有一些只看 PRI 系統根本不在乎 nice，你設你的我排我的XD，所以不要太期待提高優先權可以為效能帶來多大的變化，想要提升效能還是乖乖把程式寫好比較重要～
VIRT/RES/SHR
這三個數字都是跟記憶體有關的，分別代表 Virtual memory、Resident 跟 Shared memory
Virtual memory 的概念比較複雜一點，基本上你可以把他想成 process 可以存取到的 memory 總和。譬如說 head -n index.js 內部運作的方式是先把 index.js 打開，然後讀取前十行
雖然他只讀取前十行，但 head process 已經把檔案打開了，他其實有權限 access 到整個檔案的內容（只是它沒有這麼做），所以 virtual memory 會把整個檔案的大小算進去
而 Resident 正好相反，他指的是物理上你到底佔用了多少記憶體。以同樣的例子來說，若你只讀取前十行，那系統就只把前十行從硬碟讀進記憶體，RES 也就只算那十行
因此在 htop 裡面 RES 一定會小於 VIRT（如下圖），而且通常是遠小於，因為 VIRT 會把一堆哩哩叩叩的東西都算進去，所以就算看到 VIRT 很肥也完全不用擔心
而 Shared memory 的話顧名思義就是可以跟別人分享的 memory，像程式執行時很常會用的 glibc，或是在讀取 read-only 檔案時，這些東西都只需要讀進記憶體一次就可以了，所以就會被算進 SHR 裡面
雖說能跟其他 process 共用記憶體是好事，但這種事也強求不來，所以一般我都只看 RES，很少在管 SHR 是多少
State
接著來看這小小一個 S，代表的是 process 的 state，比較常見的有以下幾個
- R: 意思是 process 正在跑或是在 running queue 裡等待 CPU 排程
如果你的程式長時間處於 R 狀態但還是跑很慢，代表可能是演算法太慢了，或是 CPU 實在太忙一直把你丟在 queue 裡面，可以再透過 CPU% 來確認是哪個問題
- S: 目前正在睡覺，有事做才會醒來
通常定時執行的、要使用者互動的程式如 ping 跟 VSCode 很常會處於 S 狀態（上圖），畢竟 ping 一秒只送一個封包，但現今的 CPU 一秒可以跑十億個 cycle，所以 CPU 當然是送出封包後就馬上把你踢到旁邊去睡覺，等一秒後你睡醒了再回來
VSCode 的話是因為你總不可能一秒打十億個字吧，所以沒事做的時候他會馬上被 CPU 踢出去，等你打字了他再被叫回來動一下，然後馬上又被踢出去（怎麼感覺有點慘XD）
- D: 這個也是在睡覺，只不過等待的一定是 IO，譬如說讀取檔案、寫入資料庫等等
如果你的 process 長時間處於 D 狀態，代表 IO 所佔的時間比較多，三不五時就被 CPU 踢出去睡覺。因此想改善效能也要從 IO 著手，譬如用 redis 做快取或是換 SSD 等等，若只是單純更換程式語言或是升級 CPU 可能沒什麼效果
CPU%/MEM%
CPU% 意思是你在這段時間平均用了幾顆 CPU，因為 htop 預設 3 秒更新一次，假如前 1.5 秒你用了一顆，後 1.5 都沒用，那平均就是 50%；如果你這三秒用好用滿四個核心，那就是漂亮的 400%（上圖 Rust 編譯器的其中一個 process 就有用到 331%）
因為 CPU% 是很短期的數據，所以當你突然覺得電腦當當的快不行時，直接看 CPU% 就可以知道是誰在作怪，然後看是要用 signal 把他暫停還是乾脆直接殺掉
MEM% 也很類似，就是使用記憶體的比例，要注意的是他是用 RES 來做計算，所以如果電腦配有 4GB 的記憶體、某個 process 的 RES 是 1GB，那他就是用掉實體記憶體的 25%
Time+
最後要來說說 Time+，這個時間很有意思，他代表的並不是程式從啟動到現在總共經過了多久，而是這個程式總共佔用了多少 CPU Time
譬如說上圖我在編譯 Rust 時，雖然我才剛跑十秒而已，但 CPU Time 已經有 28 秒，代表說這個 process 在十秒內平均使用了 2.8 顆 CPU，也就是平均的 CPU% 是 280% 左右
相反的如果像 ping 8.8.8.8 這種幾乎不需要 CPU 運算的 process（就只是把封包送出去而已），那即便跑了十多分鐘，佔用的 CPU Time 也不過 12 秒而已，平均起來的 CPU% 大概是 2% 左右
因此如果想知道長期而言哪個程式最佔 CPU 的話，就看 Time+ 的數值；如果是想看短期、目前正在暴衝的程式，那就是看先前提到的 CPU%
總結
今天介紹了怎麼用 htop 看系統的負載狀態、各種記憶體使用量、以及長短期的 CPU 使用率，看到這我想大家都累了，一下子資訊量太大說不定也忘得差不多了XD
但也沒關係，看完腦袋中有個概念就好了，先把文章收藏起來，哪天發現又看不太懂 htop 時，再回來當技術文件翻一下也可以哦～
