linux 系统监控、诊断工具之 lsof 用法简介

1、lsof 简介

lsof 是 linux 下的一个非常实用的系统级的监控、诊断工具。
它的意思是 List Open Files，很容易你就记住了它是 “ls + of”的组合~
它可以用来列出被各种进程打开的文件信息，记住：linux 下 “一切皆文件”，
包括但不限于 pipes, sockets, directories, devices, 等等。
因此，使用 lsof，你可以获取任何被打开文件的各种信息。

只需输入 lsof 就可以生成大量的信息，因为 lsof 需要访问核心内存和各种文件，所以必须以 root 用户的身份运行它才能够充分地发挥其功能。

lsof 的示例输出:

root@YLinux:~/lab 0# lsof
COMMAND     PID   TID       USER   FD      TYPE     DEVICE SIZE/OFF       NODE NAME
systemd       1             root  cwd       DIR        8,6     4096          2 /
systemd       1             root  rtd       DIR        8,6     4096          2 /
systemd       1             root  txt       REG        8,6  2273340    1834909 /usr/lib/systemd/systemd
systemd       1             root  mem       REG        8,6   210473    1700647 /lib/libnss_files-2.15.s
...

2、lsof 常用用法

2.1 监控打开的文件、设备

查看文件、设备被哪些进程占用

# lsof /dev/tty1
COMMAND     PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
bash       1770 jian    0u   CHR    4,1      0t0 1045 /dev/tty1
bash       1770 jian    1u   CHR    4,1      0t0 1045 /dev/tty1
bash       1770 jian    2u   CHR    4,1      0t0 1045 /dev/tty1
bash       1770 jian  255u   CHR    4,1      0t0 1045 /dev/tty1
startx     1845 jian    0u   CHR    4,1      0t0 1045 /dev/tty1
startx     1845 jian    1u   CHR    4,1      0t0 1045 /dev/tty1
...

2.2 监控文件系统

指定目录、挂载点，可以看到有哪些进程打开了其下的文件：

# lsof /data/
COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
bash    15983 jian  cwd    DIR    8,5     4096 8252 /data/backup
...

这在 umount 某个文件系统失败时非常有用（通常会报该 FS is busy）。

列出某个目录（挂载点如 /home 也行）下被打开的文件：

# lsof +D /var/log/

COMMAND   PID   USER  FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF   NODE NAME
rsyslogd  488 syslog   1w   REG    8,1     1151 268940 /var/log/syslog
rsyslogd  488 syslog   2w   REG    8,1     2405 269616 /var/log/auth.log
console-k 144   root   9w   REG    8,1    10871 269369 /var/log/ConsoleKit/history

列出被指定进程名打开的文件：

# lsof -c ssh -c init

COMMAND    PID   USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF   NODE NAME
init         1       root  txt    REG        8,1   124704  917562 /sbin/init
init         1       root  mem    REG        8,1  1434180 1442625 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so
init         1       root  mem    REG        8,1    30684 1442694 /lib/i386-linux-gnu/librt-2.13.so
...
ssh-agent 1528 lakshmanan    1u   CHR        1,3      0t0    4369 /dev/null
ssh-agent 1528 lakshmanan    2u   CHR        1,3      0t0    4369 /dev/null
ssh-agent 1528 lakshmanan    3u  unix 0xdf70e240      0t0   10464 /tmp/ssh-sUymKXxw1495/agent.1495

2.3 监控进程

指定进程号，可以查看该进程打开的文件：

# lsof -p 2064
COMMAND  PID USER   FD   TYPE     DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
firefox 2064 jian  cwd    DIR        8,6     4096 1571780 /home/jian
firefox 2064 jian  rtd    DIR        8,6     4096       2 /
firefox 2064 jian  txt    REG        8,6    44224 1985670 /usr/lib/firefox-12.0/firefox
firefox 2064 jian  mem    REG        8,6 14707012  925361 /usr/share/fonts/chinese/msyhbd.ttf
firefox 2064 jian  mem    REG        8,6 15067744  925362 /usr/share/fonts/chinese/msyh.ttf
firefox 2064 jian  mem    REG        8,6 16791251 1701681 /usr/share/fonts/wenquanyi/wqy-zenhei.ttc
firefox 2064 jian  mem    REG       0,16 67108904   10203 /dev/shm/pulse-shm-3021850167
...

当你想要杀掉某个用户所有打开的文件、设备，你可以这样：

kill -9 `lsof -t -u lakshmanan`

此处 -t 的作用是单独的列出进程 id 这一列。

关于杀死进程的 4 种方式，请参考：

http://www.thegeekstuff.com/2009/12/4-ways-to-kill-a-process-kill-killall-pkill-xkill/

2.4 监控网络

查看指定端口有哪些进程在使用（lsof -i 列出所有的打开的网络连接）：

# lsof -i:22
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
sshd    1569 root    3u  IPv4  10303      0t0  TCP *:ssh (LISTEN)
sshd    1569 root    4u  IPv6  10305      0t0  TCP *:ssh (LISTEN)
...

列出被某个进程打开所有的网络文件：

lsof -i -a -p 234

或者

lsof -i -a -c ssh

列出所有 tcp、udp 连接：

lsof -i tcp; 
lsof -i udp;

列出所有 NFS 文件：

lsof -N -u lakshmanan -a

查看指定网口有哪些进程在使用：

# lsof -i@192.168.1.91
COMMAND     PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
skype      1909 jian   54u  IPv4   9116      0t0  TCP 192.168.1.91:40640->64.4.23.153:40047 (ESTABLISHED)
pidgin     1973 jian    7u  IPv4   6599      0t0  TCP 192.168.1.91:59311->hx-in-f125.1e100.net:https (ESTABLISHED)
pidgin     1973 jian   13u  IPv4   9260      0t0  TCP 192.168.1.91:54447->by2msg3010511.phx.gbl:msnp (ESTABLISHED)
...

3、更多使用技巧

3.1 监控用戶

查看指定用戶打开的文件（lsof -u ^lakshmanan 可以排除某用户）：

# lsof -u messagebus
COMMAND    PID       USER   FD   TYPE     DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
dbus-daem 1805 messagebus  cwd    DIR        8,6     4096       2 /
dbus-daem 1805 messagebus  rtd    DIR        8,6     4096       2 /
dbus-daem 1805 messagebus  txt    REG        8,6  1235361 1834948 /usr/bin/dbus-daemon
dbus-daem 1805 messagebus  mem    REG        8,6   210473 1700647 /lib/libnss_files-2.15.so
dbus-daem 1805 messagebus  mem    REG        8,6   190145 1700642 /lib/libnss_nis-2.15.so
dbus-daem 1805 messagebus  mem    REG        8,6   490366 1700636 /lib/libnsl-2.15.so
...

3.2 监控应用程序

查看指定程序打开的文件：

# lsof -c firefox
COMMAND  PID USER   FD   TYPE     DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
firefox 2064 jian  cwd    DIR        8,6     4096 1571780 /home/jian
firefox 2064 jian  rtd    DIR        8,6     4096       2 /
firefox 2064 jian  txt    REG        8,6    44224 1985670 /usr/lib/firefox-12.0/firefox
firefox 2064 jian  mem    REG        8,6 14707012  925361 /usr/share/fonts/chinese/msyhbd.ttf
firefox 2064 jian  mem    REG        8,6 15067744  925362 /usr/share/fonts/chinese/msyh.ttf
firefox 2064 jian  mem    REG        8,6 16791251 1701681 /usr/share/fonts/wenquanyi/wqy-zenhei.ttc
...

4、命令模式技巧

4.1 组合逻辑查询条件

只有多个查询条件都满足，用 "-a" 参数，默认是 -o 。

# lsof -a -c bash -u root
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
bash    1986 root  cwd    DIR    8,6     4096 1701593 /root/lab
bash    1986 root  rtd    DIR    8,6     4096       2 /
bash    1986 root  txt    REG    8,6  1994157 1700632 /bin/bash
bash    1986 root  mem    REG    8,6  9690800  405214 /usr/lib/locale/locale-archive
bash    1986 root  mem    REG    8,6   210473 1700647 /lib/libnss_files-2.15.so

4.2 lsof 命令的重复执行模式：

基于给定的参数延时多少秒重复执行 lsof

+r 表示当没有文件被打开的时候，repeat mode 将自行结束。

-r 表示不管文件是否存在或者被打开，它都将执行，直到你中断它。

每个循环的输出使用 ‘=======’ 做分隔符，你也可以用 ‘-r’ | ‘+r’ 指定延时时间。

# lsof -u lakshmanan -c init -a -r5

=======
=======
COMMAND   PID       USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
inita.sh 2971 lakshmanan  cwd    DIR    8,1     4096  393218 /home/lakshmanan
inita.sh 2971 lakshmanan  rtd    DIR    8,1     4096       2 /
inita.sh 2971 lakshmanan  txt    REG    8,1    83848  524315 /bin/dash
inita.sh 2971 lakshmanan  mem    REG    8,1  1434180 1442625 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so
inita.sh 2971 lakshmanan  mem    REG    8,1   117960 1442612 /lib/i386-linux-gnu/ld-2.13.so
inita.sh 2971 lakshmanan    0u   CHR  136,4      0t0       7 /dev/pts/4
inita.sh 2971 lakshmanan    1u   CHR  136,4      0t0       7 /dev/pts/4
inita.sh 2971 lakshmanan    2u   CHR  136,4      0t0       7 /dev/pts/4
inita.sh 2971 lakshmanan   10r   REG    8,1       20  393578 /home/lakshmanan/inita.sh
=======

以上输出是前 5 秒没有输出，然后 “inita.sh” 启动后，开始有了输出。

5、最后的技巧

关于磁盘空间告警 df -h --max=1 与 du -hx --max=1 显示不一致的问题，

最常见的的还是下面这种情况：

lsof|grep -i delete

看看被删除的文件：有些删了文件，但是进程没 reload，那些空间还是占用的，你可以理解为类似 windows 下的进程句柄没释放的概念吧~

只是 windows 下如果有文件被进程使用，你一般是删不掉的，而 linux 虽然不做删除限制，但却要等到进程使用完文件才能完全释放，以防止进程奔溃，这是操作系统对资源的管理差异吧~
例如 nginx 会有很多临时文件占用了 /tmp 目录，删掉后，依然占用着空间，

此时你可以：

pkill -9 nginx && /etc/init.d/nginx restart

那如果你想更优雅的释放空间，而不是强制重启进程呢？

可以借助 gdb 或者直接清空进程空间所持有的 fd：

let's assume we have a file my10MBfile

$ dd if=/dev/zero of=/tmp/my10MBfile bs=1M count=10
10+0 enregistrements lus
10+0 enregistrements écrits
10485760 octets (10 MB) copiés, 0,0454491 s, 231 MB/s

$ ls -l /tmp/my10MBfile
-rw-r--r-- 1 max max 10485760 avril 23 22:49 /tmp/my10MBfile

$ df -m /tmp
/dev/disk/by-uuid/6835b2fd-971d-420c-ba18-3c729ec2e8a0     14637  9225       4662  67% /
Now i open that file with less (yes it is a binary file... nevermind)

$ less /tmp/my10MBfile &

$ lsof -p $(pidof less) | grep 10MBfile
less    29351  max    4r   REG    8,3 10485760 521464 /tmp/my10MBfile
Then I remove that file

$ rm /tmp/my10MBfile

$ lsof -p $(pidof less) | grep 10MBfile
less    29351  max    4r   REG    8,3 10485760 521464 /tmp/my10MBfile (deleted)

$ df -m /tmp
/dev/disk/by-uuid/6835b2fd-971d-420c-ba18-3c729ec2e8a0     14637  9225       4662  67% /
Still there but deleted, look at the 4th column of the lsof output: File Descriptor number 4 open for Reading (4r)

let's running GDB!

$ gdb -p $(pidof less)

GNU gdb (GDB) 7.4.1-debian
....
Attaching to process 29351
....

(gdb) p close(4)
$1 = 0
(gdb) q
That's it!

$ df -m /tmp
/dev/disk/by-uuid/6835b2fd-971d-420c-ba18-3c729ec2e8a0     14637  9215       4672  67% /
Our 10MB are welcome back :)

$ ls /proc/29351/fd
0  1  2  3

$ ps 29351
29351 pts/0    S+     0:00 less /tmp/my10MBfile
Process is still running.

###############################################
## 如果想要更直接的话可以：
###############################################

find /proc/*/fd -ls 2> /dev/null | grep '(deleted)'
Find all opened file descriptors.

Grep deleted.

StdError to /dev/null

Output:

160448715    0 lrwx------   1 user      user            64 Nov 29 15:34 /proc/28680/fd/113 -> /tmp/vteT3FWPX\ (deleted)
Or you can use awk

find /proc/*/fd -ls 2> /dev/null | awk '/deleted/ {print $11}';

awk output(tested in bash Ubuntu 12.04):

/proc/28680/fd/113
Find and truncate all deleted files(tested in bash Ubuntu 12.04):

(DON'T DO THIS IF YOU DON'T KNOW WHAT YOU DO)

find /proc/*/fd -ls 2> /dev/null | awk '/deleted/ {print $11}' | xargs -p -n 1 truncate -s 0
-p prompt before execute truncate

Better way is manual truncate

Manual truncate:

: > /proc/28680/fd/113
or:

> /proc/28680/fd/113
or:

truncate -s 0 /proc/28680/fd/113
Enjoy ;)

好吧，本文到此结束了，关于 lsof 还有很多很多，不过笔者常用、知道的就这些了，也欢迎给位朋友留言交流分享。