[Bash Shell] 24. top - 실시간 시스템 모니터링

이 장을 읽기 전에

직전 챕터인 23장: ps에서 ps는 실행 중인 프로세스 테이블을 한 번 읽어 찍는 스냅샷이라는 것, 그리고 GNU 계열(-ef, -l)과 BSD 계열(aux) 옵션 문법이 갈라진 이유를 다뤘다. 이 장은 그 스냅샷을 주기적으로 다시 찍어 화면에 계속 갱신해 보여주는 top을 다룬다.

이 장이 전제하는 지식은 23장에서 다룬 ps의 출력 필드(PID, %CPU, %MEM, TTY, STAT 등)와 GNU/BSD 옵션 문법이 갈라진 배경 정도다. 별도의 셸 스크립팅 지식은 필요 없다. 난이도는 입문–중급이며, GNU·BSD·macOS 세 계열의 옵션 의미가 서로 다르다는 점을 이해하는 데 약간의 주의가 필요하다.

다루지 않는 것: top의 k 키로도 프로세스에 시그널을 보낼 수 있지만, 셸에서 직접 시그널을 보내고 백그라운드/포그라운드 작업을 제어하는 법(kill, jobs, fg, bg)은 25장: kill, jobs에서 다룬다. top보다 가독성 높은 화면과 마우스 조작을 제공하는 htop 같은 확장 도구는 이 장에서 옵션 비교를 위해 잠깐 언급만 하고 본격적으로 다루지는 않는다.

당신의 수준에 맞는 경로

수준	읽을 부분	핵심 목표
입문	개요+정신 모델, 사용법·옵션 표의 기본 예시(1–3번)	`top`을 실행해 CPU·메모리 사용량 상위 프로세스를 확인하고 `q`로 안전하게 빠져나올 수 있다
중급	인터랙티브 키 조작, 배치 모드 예시	정렬 키(`P`/`M`/`T`)로 원하는 기준을 찾고, `-b -n`으로 스크립트에서 활용 가능한 출력을 뽑을 수 있다
심화	주의사항·함정, 흔한 오개념	GNU/BSD/macOS `top`의 옵션 문자가 정반대 의미로 쓰이는 지점을 구분하고, load average를 코어 수 대비로 정확히 해석할 수 있다

개요 + 정신 모델

ps가 프로세스 테이블을 찍은 사진 한 장이라면, top은 같은 카메라로 일정 간격마다 사진을 다시 찍어 필름을 넘기듯 화면을 계속 새로 그리는 도구다. 리눅스에서 top은 매 갱신 주기마다 /proc을 다시 읽어 각 프로세스의 CPU 시간·메모리 사용량을 다시 계산하고, 이전 주기와의 차이(delta)를 %CPU 같은 값으로 환산해 화면에 뿌린다. 따라서 top의 %CPU는 “지금 이 순간"의 값이 아니라 직전 갱신 주기 동안의 평균 사용률이며, 이 갱신 주기(delay)를 얼마나 짧게 잡느냐가 화면이 얼마나 실시간에 가까워 보이는지를 결정한다.

top의 역사는 두 갈래로 나뉜다. 전통적인 유닉스 top은 William LeFebvre가 1984년에 작성해 저작권을 등록했고, 리눅스에서 오늘날 쓰이는 top(procps-ng 패키지 소속)은 Roger Binns가 1992년 초에 작성해 이후 다른 관리자들에게 넘어갔다. 이렇게 계보가 다른 만큼, GNU/Linux top과 BSD 계열(FreeBSD·macOS) top은 겉모습은 비슷해도 옵션 문자와 기본값이 실제로는 상당히 다르다 — 뒤에서 다룰 함정의 근본 원인이다.

top을 실행하면 화면은 크게 두 영역으로 나뉜다. 위쪽 요약 영역은 가동 시간·사용자 수·load average와 CPU·메모리 전체 현황을, 아래쪽 프로세스 영역은 현재 정렬 기준(기본은 %CPU)으로 나열된 개별 프로세스 목록을 보여준다. q로 종료하기 전까지는 이 화면이 계속 갱신되며, 사용자는 키를 눌러 정렬 기준을 바꾸거나 특정 프로세스에 직접 개입할 수 있다 — 이 인터랙티브함이 ps와 결정적으로 다른 점이다.

사용법 · 옵션

기본 문법은 top [옵션]이다. ps와 마찬가지로 GNU(procps-ng) 계열과 BSD 계열(FreeBSD, macOS)의 옵션 문자가 따로 존재하는데, ps보다 더 주의할 점은 같은 옵션 문자가 계열마다 전혀 다른 의미로 쓰인다는 것이다(자세한 대조는 주의사항·함정 참고).

시작 옵션 — GNU/Linux(procps-ng)

옵션	설명
`-d SECS`	화면 갱신 간격(초)을 지정한다
`-n NUMBER`	지정한 횟수만큼 갱신한 뒤 종료한다(배치 모드에서 주로 사용)
`-p PID[,PID...]`	지정한 PID만 감시한다(최대 개수는 빌드에 따라 제한)
`-u`, `-U 사용자`	유효/실제 사용자 기준으로 프로세스를 필터링한다
`-H`	프로세스 대신 스레드 단위로 표시한다
`-b`	배치 모드로 실행한다(터미널 제어 없이 파일·파이프로 출력)
`-o`, `--sort-override FIELDNAME`	지정한 필드 기준으로 정렬한다(스크립트용)
`-w [COLUMNS]`	출력 폭을 지정한다

시작 옵션 — BSD 계열(FreeBSD)과 macOS

옵션	FreeBSD	macOS	설명
`-s`	갱신 간격(초)	갱신 간격(초, 기본값 1초)	GNU의 `-d`에 해당
`-d`	갱신 횟수	(없음)	GNU의 `-n`과 유사하지만 의미가 다름
`-l`	(없음, 로그모드는 별도)	로깅 모드 샘플 수(`0`은 무한)	GNU의 `-n`과 유사한 역할이지만 별도 문자
`-n`	표시할 프로세스 개수	표시할 프로세스 개수	GNU의 `-n`(갱신 횟수)과 전혀 다른 의미
`-o key`	정렬 필드 지정	정렬 필드 지정	GNU의 `-o`와 목적은 같지만 필드 이름 체계가 다름
`-p pid`	특정 PID만	특정 프로세스(`-pid`)
`-U 사용자`	특정 사용자만	특정 사용자(`-user`)

macOS top의 정렬 키는 cpu, pid, command, time, vsize, mem 등 자체 이름 체계를 쓰고, -u는 GNU처럼 사용자 필터가 아니라 “-o cpu -O time의 별칭”(CPU 기준 정렬 후 TIME으로 보조 정렬)이라는 점도 GNU와 또 다르다.

인터랙티브 키 조작

top을 실행한 뒤 화면에서 바로 누를 수 있는 키다. GNU와 BSD 계열 모두 q(종료)·k(kill)·r(renice)는 공통으로 지원하지만, 정렬 기준 변경 방식이 다르다.

키	동작	계열
`q`	종료	공통
`k`	프로세스에 시그널 전송(PID·시그널 번호를 프롬프트로 입력)	공통
`r`	프로세스 renice(우선순위 변경)	공통
`P`	%CPU 기준 정렬	GNU 전용 단축키
`M`	%MEM 기준 정렬	GNU 전용 단축키
`T`	TIME+ 기준 정렬	GNU 전용 단축키
`o`	정렬 필드를 대화형으로 선택	BSD/macOS(GNU에는 `f` 필드 관리 화면이 별도 존재)
`1`	코어별 CPU 표시/단일 합산 표시 토글	GNU
`H`	스레드 표시 토글	공통(문법·기본 동작은 계열마다 다름)
`l`	load average/가동시간 줄 표시 토글	GNU

예시

1
2
# GNU: 2초 간격으로 화면 갱신
top -d 2

1
2
# GNU: 특정 사용자(예: nginx 운영 계정)의 프로세스만 감시
top -u www-data

1
2
# GNU: 여러 PID를 콤마로 묶어 감시 대상 지정
top -p 1234,5678

1
2
# GNU: 배치 모드로 1회 찍은 뒤 종료 — 스크립트·크론 작업에서 사용
top -b -n 1 | head -20

1
2
# GNU: pgrep으로 얻은 PID를 top -p에 그대로 넘겨 특정 서비스만 감시
top -p $(pgrep -d, nginx)

1
2
# GNU: %MEM 기준으로 정렬해 배치 모드 5회 출력을 로그 파일에 남김
top -b -n 5 -d 2 -o %MEM >> mem_usage.log

1
2
# macOS: 5초 간격, CPU 기준 정렬로 무한 반복(로그 모드)
top -o cpu -s 5 -l 0

1
2
# FreeBSD: 2초 간격으로 딱 3번만 화면을 찍고 종료
top -s 2 -d 3

주의사항 · 함정

GNU·BSD·macOS의 옵션 문자가 정반대 의미로 겹친다. ps의 -aux vs aux 문제보다 더 헷갈리는 지점이다. GNU top의 -d는 “갱신 간격(초)“이지만, FreeBSD top의 -d는 “갱신 횟수"이고 간격은 -s로 지정한다. 반대로 GNU의 -n은 “갱신 횟수"인데 FreeBSD·macOS의 -n은 “화면에 보여줄 프로세스 개수"다. 즉 top -d 5 -n 3을 GNU 서버에서 실행하면 “5초 간격으로 3번 갱신"이라는 뜻이지만, 같은 명령을 FreeBSD에서 실행하면 “3번만 찍되 간격은 기본값, 상위 5개 프로세스만"이라는 전혀 다른 뜻이 된다. 여러 플랫폼을 오가며 스크립트를 짤 때는 반드시 해당 시스템의 man top으로 옵션 의미를 재확인해야 한다.

인터랙티브 키 조작은 되돌릴 수 없다. k로 시그널을 보내는 순간 실제로 해당 PID에 시그널이 전달되며, 확인 절차 없이 바로 실행된다. PID를 잘못 입력하거나 다른 사용자·시스템 프로세스를 잘못 골라 종료하면 되돌릴 방법이 없다. r(renice)도 마찬가지로, 우선순위를 낮추는(nice 값을 높이는) 것은 일반 사용자도 가능하지만 우선순위를 올리려면(nice 값을 낮추려면) 대개 root 권한이 필요하며 다른 사용자의 프로세스에는 애초에 적용되지 않는다.

load average는 코어 수 대비로 해석해야 한다. top 요약 영역의 load average(1분·5분·15분 평균)는 절대값 자체로는 의미가 없다. CPU 코어가 4개인 시스템에서 load average가 4.0이면 코어를 딱 채운 상태고, 8.0이면 실행 대기 중인 작업이 코어 수의 두 배라는 뜻이다. 실행 중인 시스템의 논리 코어 수는 nproc(OpenMP 환경변수·CPU 쿼터를 반영, --all을 붙이면 이를 무시하고 설치된 전체 프로세서 수)으로 바로 확인할 수 있다. 또한 리눅스의 load average는 CPU를 기다리는(runnable) 프로세스뿐 아니라 디스크 I/O 등으로 인터럽트 불가능한 대기(uninterruptible sleep, D 상태) 중인 프로세스까지 포함한다는 점도 다른 유닉스 계열과 구분되는 리눅스 커널의 구현 특성이다.

흔한 오개념

“load average는 CPU 사용률(%)이다"는 오해다. load average는 백분율이 아니라 특정 시점에 “실행 중이거나 실행을 기다리는(그리고 리눅스에서는 D 상태까지 포함한) 프로세스 개수"를 지수 이동평균으로 낸 값이다. 100%에 상한이 있는 사용률과 달리 load average는 이론상 상한이 없으며, 코어 수보다 훨씬 큰 값도 정상적으로 나올 수 있다 — 그래서 반드시 nproc으로 확인한 코어 수와 나눠서 해석해야 한다.

"top은 매 순간을 그대로 보여준다"는 오해다. top의 화면은 -d/-s로 지정한 간격(또는 플랫폼 기본값, 예: macOS는 1초)마다 다시 그려지고, 그 사이의 CPU 사용률은 직전 갱신 시점부터의 평균으로 계산된다. 갱신 간격을 아주 짧게 잡으면 더 촘촘해 보이지만, top 자신도 /proc을 다시 읽고 화면을 그리는 작업 자체가 CPU를 쓰므로 무조건 간격을 0에 가깝게 줄이는 것이 능사는 아니다.