Linux之程序管理
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux之程序管理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
程序管理
Linux系统是一个多任务的开源操作系统，后台运行着很多的进程。今天我们来学习下进程相关的内容。
1.1 什么是进程
在linux系统中，触发任何一个事件时，系统都会将它定义为一个进程，并且给这个进程分配一个PID。
1.1.1 进程与程序
简单地说，执行一个程序、脚本或命令，就可以触发一个事件并且取得一个PID。在我看来就是内核读取磁盘中的一个程序，并且加载到内存中，给他分配一个进程号PID。总结下来，进程就是一个运行中的程序。
运行bash后会生成一个子shell，查看其产生的进程
[root@aliyun-hk1 ~]# bash
[root@aliyun-hk1 ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 3819 3817 0 80 0 - 28895 do_wai pts/0 00:00:00 bash
4 S 0 3875 3819 0 80 0 - 26989 hrtime pts/0 00:00:00 sleep
0 S 0 3881 3819 0 80 0 - 26989 hrtime pts/0 00:00:00 sleep
4 S 0 3949 3819 0 80 0 - 28894 do_wai pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 3960 3949 0 80 0 - 38312 - pts/0 00:00:00 ps
1.1.2 工作管理（job control )
将一个命令丢到后台去执行，即在命令末尾增加&，就会产生一个job，包括job number，进程id等，这里的1是job号，3991是进程号。最开始的job状态是Running，后来执行结束后就自动变成了Done。
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[root@aliyun-hk1 ~]# sleep 20 &
[1] 3991
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[1]+ Running sleep 20 &
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[1]+ Done sleep 20
[root@aliyun-hk1 ~]#
使用CTRL+Z，将目前的工作丢到后台去，所以就会产生一个job number。
[root@aliyun-hk1 ~]# vim hello.js
[1]+ Stopped vim hello.js
[root@aliyun-hk1 ~]#
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[1]+ Stopped vim hello.js
[root@aliyun-hk1 ~]#
使用jobs查看后前的后台工作状态
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[1]+ Stopped vim hello.js
[root@aliyun-hk1 ~]#
使用fg将后台作业恢复到前台执行,继续执行刚才的文件编辑。
[root@aliyun-hk1 ~]#fg
使用bg将在后台而且已暂停执行的job成为运行状态。
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[1]- Stopped vim hello.js
[2] Running nohup sleep 20000 &
[3]+ Stopped sleep 100000
[root@aliyun-hk1 ~]# bg 3
[3]+ sleep 100000 &
[root@aliyun-hk1 ~]# jobs
[1]+ Stopped vim hello.js
[2] Running nohup sleep 20000 &
[3]- Running sleep 100000 &
[root@aliyun-hk1 ~]#
管理后台运行中的job：kill
kill -signal job-number
kill -9 job-number 强制删除一个job
kill -15 以正常的程序方式终止一项工作
kill -2 代表由键盘执行CTRL+C一样的操作
1.1.3 进程管理
学习和研究进程管理的意义其实很重大。在linux每个运行的程序，都会运行一个进程，这个程序是否还在运行需要看进程是否存在；如果linux系统的资源使用情况突然异常，需要快速找出这个可疑的进程；如果某个程序写得不好，导致有问题的进程存在，也需要找出他；如果有多个重要的用户级进程在系统运行，如果调整他们的优先级，也很重要。
进程基本信息查看，可以使用ps命令
[root@aliyun-hk1 ~]# ps -l 仅查看自己的bash相关进程
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 6931 6929 0 80 0 - 28895 do_wai pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 7000 6931 0 80 0 - 38312 - pts/0 00:00:00 ps
[root@aliyun-hk1 ~]#
[root@aliyun-hk1 ~]# ps aux 列出目前所有在内存中的进程
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.6 43532 3420 ? Ss Mar15 0:07 /usr/lib/systemd/systemd
root 4 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar15 0:00 [kworker/0:0H]
root 5 0.0 0.0 0 0 ? S Mar15 0:01 [kworker/u2:0]
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S Mar15 0:01 [ksoftirqd/0]
root 7 0.0 0.0 0 0 ? S Mar15 0:00 [migration/0]
[root@aliyun-hk1 ~]# ps axjf 查看进程并且包含进程树
1 838 838 838 ? -1 Ssl 0 1:39 /usr/bin/python2 -Es /usr/sbin/tuned -l -P
6931 7004 7003 6931 pts/0 7003 S+ 0 0:00 \\_ grep --color=auto python
1 1297 1296 1266 ? -1 Sl 0 2:53 python proxyserver.py 11081
[root@aliyun-hk1 ~]#
进程动态信息查看，可以使用top命令
输入top后，默认系统就会列出所有进程的信息和整体资源的占用情况。
top - 23:14:35 up 11 days, 12:39, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 71 total, 1 running, 70 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.3 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 99.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 498664 total, 36480 free, 95232 used, 366952 buff/cache
KiB Swap: 0 total, 0 free, 0 used. 389812 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
975 root 10 -10 127960 10768 6216 S 1.3 2.2 146:08.95 AliYunDun
1 root 20 0 43532 3420 2104 S 0.0 0.7 0:07.60 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
查看某个进程的负载，可以这样玩
[root@aliyun-hk1 linux-shell-test]# top -d 2 -p 975
Tasks: 1 total, 0 running, 1 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.5 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 99.5 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 498664 total, 36232 free, 95160 used, 367272 buff/cache
KiB Swap: 0 total, 0 free, 0 used. 389892 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
975 root 10 -10 127960 10768 6216 S 1.0 2.2 146:13.63 AliYunDun
top命令很强大，可以持续监测整个系统的工作状态，默认情况下5秒更新一次。这个命令今天暂时不展开讲了。
进程之间关系的查看
[root@aliyun-hk1 ~]# pstree
systemd─┬─AliYunDun───23*[{AliYunDun}]
├─AliYunDunUpdate───3*[{AliYunDunUpdate}]
├─2*[agetty]
├─aliyun-service───2*[{aliyun-service}]
├─atd
├─auditd───{auditd}
├─chronyd
├─crond
├─dbus-daemon
├─dhclient
├─lvmetad
├─nginx───nginx
├─polkitd───6*[{polkitd}]
├─python───13*[{python}]
├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}]
├─sshd───sshd───bash───pstree
├─systemd-journal
├─systemd-logind
├─systemd-udevd
└─tuned───4*[{tuned}]
[root@aliyun-hk1 ~]#
进程的管理和控制
我们要控制某个进程，只要给他发信号就可以了，进程的唯一标识符就是进程ID。
通过进程PID来终止进程，语法为：kill -signal PID，例如: kill -9 12306
| 代号 | 含义 |
|---|---|
| 1 | 启动被终止的进程 |
| 2 | 相当于键盘输入CTRL+C来中断一个进程 |
| 9 | 强制中断某一个进程 |
| 15 | 等待进程完成后续操作后，结束该进程 |
| 17 | 相当于用户键入CTRL+Z暂停一个进程的执行 |
通过进程PID来终止进程，语法为：killall [command name]，例如：killall -9 httpd
进程的执行顺序
Linux是多用户、多任务的环境，由top输出的结果我们也可以发现，系统同时间有非常多的进程运行中，只是绝大部分的进程都在休眠（sleep)状态而已。操作系统内核，有默认的调度规则，会自动计算出一个“优先执行序”（priority,PRI)，这个PRI值越低代表越优先，用户无法干预这个PRI。
[robin@aliyun-hk1 linux-shell-test]$ ps -alt
F UID PID PPID PRI NI VSZ RSS WCHAN STAT TTY TIME COMMAND
4 0 560 1 20 0 110108 824 n_tty_ Ss+ ttyS0 0:00 /sbin/agetty --keep-baud 115200,38400,9600 ttyS0 vt220
4 0 561 1 20 0 110108 820 n_tty_ Ss+ tty1 0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 linux
4 0 8614 8612 20 0 115580 2084 do_wai Ss pts/0 0:00 -bash
4 0 8631 8614 20 0 191784 2340 do_wai S pts/0 0:00 su - robin
4 1000 8632 8631 20 0 115448 2096 do_wai S pts/0 0:00 -bash
0 1000 8675 8632 20 0 153248 1500 - R+ pts/0 0:00 ps -alt
[robin@aliyun-hk1 linux-shell-test]$
可以通过Nice来调整，也就是上面的NI，一般他们的关系如下：
PRI(new) = PRI(old) + nice
root可以随意调整自己或他人进程的nice值，调整的范围是-20~19；
一般用户可以调整的范围仅为0-19（为了避免抢占系统资源），而且只能调大，或者初次使用时设置。
新启动一个程序，并设置nice为-5
[root@aliyun-hk1 ~]# nice -n -5 vi &
[1] 8699
[root@aliyun-hk1 ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 8614 8612 0 80 0 - 28895 do_wai pts/0 00:00:00 bash
4 T 0 8699 8614 0 75 -5 - 31055 do_sig pts/0 00:00:00 vi
0 R 0 8700 8614 0 80 0 - 38312 - pts/0 00:00:00 ps
[1]+ Stopped nice -n -5 vi
[root@aliyun-hk1 ~]#
调整现有进程的优先级，nice值重新调整
[root@aliyun-hk1 ~]# renice 10 8699
8699 (process ID) old priority -5, new priority 10
[root@aliyun-hk1 ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 8614 8612 0 90 10 - 28895 do_wai pts/0 00:00:00 bash
4 T 0 8699 8614 0 90 10 - 31055 do_sig pts/0 00:00:00 vi
0 R 0 8718 8614 0 90 10 - 38312 - pts/0 00:00:00 ps
[root@aliyun-hk1 ~]# renice 9 8699
8699 (process ID) old priority 10, new priority 9
[root@aliyun-hk1 ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 8614 8612 0 90 10 - 28895 do_wai pts/0 00:00:00 bash
4 T 0 8699 8614 0 89 9 - 31055 do_sig pts/0 00:00:00 vi
0 R 0 8720 8614 0 90 10 - 38312 - pts/0 00:00:00 ps
[root@aliyun-hk1 ~]#
因为一般用户只能调高nice，即降低优先级，所以我们一般通过调大nice降低非核心任务的优先级，保证核心业务运行的优先级。
系统资源查看
除了系统进程管理外，我们还需要了解如何查询其他系统资源，例如：
[root@aliyun-hk1 ~]# free -m free 查看内存使用情况
total used free shared buff/cache available
Mem: 486 93 34 0 359 380
Swap: 0 0 0
Linux系统管理内存的方式跟windows有很大差异，为了让用户的体验更好，系统性能更好，内核会尽可能使用现有的内存，所以如果内存几乎被用光，不要心慌。除非swap开始被大量使用， 才要开始警惕。
[root@aliyun-hk1 ~]# uname -a 内核基本信息查看
Linux aliyun-hk1 3.10.0-1062.12.1.el7.x86_64 #1 SMP Tue Feb 4 23:02:59 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@aliyun-hk1 ~]#
内核基本信息主要包括，主机名、内核版本、创建日期、试用的硬件平台等。
[root@aliyun-hk1 ~]# uptime 查看系统启动时间及负载
00:03:22 up 12 days, 13:28, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05
[root@aliyun-hk1 ~]#
启动时间就是系统已经开启或重启多久了，负载就是只1，5，15分钟的平均负载。
[root@aliyun-hk1 ~]# netstat -an 查看网络信息
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:443 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:11081 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:8080 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 172.31.200.164:11081 47.103.99.182:53826 ESTABLISHED
一般我们最长去使用netstat去判断某个进程是否开启了xx监听端口。
[root@aliyun-hk1 ~]# dmesg |more 分析内核产生的信息
[ 0.000000] 0 base 000080000000 mask 3FFF80000000 uncachable
[ 0.000000] 1 disabled
[ 0.000000] 2 disabled
[ 0.000000] 3 disabled
[ 0.000000] 4 disabled
[ 0.000000] 5 disabled
[ 0.000000] 6 disabled
[ 0.000000] 7 disabled
[ 0.000000] PAT configuration [0-7]: WB WC UC- UC WB WP UC- UC
[ 0.000000] found SMP MP-table at [mem 0x000f59f0-0x000f59ff] mapped at [ffffffffff2009f0]
[ 0.000000] Base memory trampoline at [ffff9bf500099000] 99000 size 24576
[ 0.000000] Using GB pages for direct mapping
[ 0.000000] BRK [0x0b270000, 0x0b270fff] PGTABLE
[ 0.000000] BRK [0x0b271000, 0x0b271fff] PGTABLE
vmstat 检测系统资源变化，结合top分析系统瓶颈。
他可以动态查看CPU/内存/磁盘/IO等数据。
[root@aliyun-hk1 ~]# vmstat 查看一次数据
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
2 0 0 34064 67792 300812 0 0 1 2 31 4 0 0 99 0 0
[root@aliyun-hk1 ~]# vmstat 3 每3秒动态输出一次
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
1 0 0 34064 67792 300812 0 0 1 2 31 4 0 0 99 0 0
0 0 0 34064 67800 300812 0 0 0 5 267 875 0 0 99 0 0
^C
1.1.4 特殊文件与程序
1.1.4.1 具有SUID/SGID权限的命令执行状态
普通用户用户都有权限通过passwd修改自己的密码，但是密码文件的权限是root，那为什么普通用户有权限读写呢？因为普通用户有passwd程序的特殊权限，他在运行passwd程序时，会自动取得一个新的进程与PID，且具有owner的权限，即具有读写权限。
密码文件的默认权限644，也就是普通用户只可以去读。
[robin@aliyun-hk1 ~]$ ls -alt /etc/passwd
-rw-r--r-- 1 root root 1175 Mar 11 00:07 /etc/passwd
[robin@aliyun-hk1 ~]$
找到passwd程序，并看他的权限，他有SUID权限
[robin@aliyun-hk1 ~]$ whereis passwd
passwd: /usr/bin/passwd /etc/passwd /usr/share/man/man1/passwd.1.gz
[robin@aliyun-hk1 ~]$ ls -alt /usr/bin/passwd
-rwsr-xr-x 1 root root 27856 Aug 9 2019 /usr/bin/passwd
[robin@aliyun-hk1 ~]$
1.1.4.2 进程数据的查看
其实进程都是加载到内存中运行的，而内存中的数据又都是写入到/proc/*这个目录的。我们当然可以查看/proc/下面的数据。我们发现目前主机上运行的进程，都是以PID编号命名，存到这里的。
[robin@aliyun-hk1 ~]$ ls -ltr /proc/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Mar 15 10:34 self -> 10312
-r--r--r-- 1 root root 0 Mar 15 10:34 swaps
dr-xr-xr-x 9 root root 0 Mar 15 10:34 342
dr-xr-xr-x 9 root root 0 Mar 15 10:34 362
dr-xr-xr-x 9 root root 0 Mar 15 10:34 363
dr-xr-xr-x 9 root root 0 Mar 15 10:34 468
dr-xr-xr-x 9 polkitd polkitd 0 Mar 15 10:34 492
dr-xr-xr-x 9 root root 0 Mar 15 10:34 496
dr-xr-xr-x 9 dbus dbus 0 Mar 15 10:34 503
dr-xr-xr-x 9 chrony chrony 0 Mar 15 10:34 510
[robin@aliyun-hk1 ~]$ ps -ef|grep 342
root 342 1 0 Mar15 ? 00:00:03 /usr/lib/systemd/systemd-journald
robin 10314 10261 0 22:33 pts/1 00:00:00 grep --color=auto 342
[robin@aliyun-hk1 ~]$
这个以PID编号命名的为文件夹里，有什么内容呢？这里面有好多内容，我们可以先了解下cmdline和environ，前者存储的是这个进程被启动的命令串，后者存储的是进程的环境变量。
[robin@aliyun-hk1 10319]$ ps -ef|grep sleep
robin 10319 10261 0 22:34 pts/1 00:00:00 sleep 100000
robin 10346 10261 0 22:39 pts/1 00:00:00 grep --color=auto sleep
[robin@aliyun-hk1 10319]$ cd /proc/10319/
[robin@aliyun-hk1 10319]$ ll
total 0
dr-xr-xr-x 2 robin robin 0 Mar 28 22:35 attr
-rw-r--r-- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 autogroup
-r-------- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 auxv
-r--r--r-- 1 robin robin 0 Mar 28 22:34 cgroup
--w------- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 clear_refs
-r--r--r-- 1 robin robin 0 Mar 28 22:34 cmdline
-rw-r--r-- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 comm
-rw-r--r-- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 coredump_filter
-r--r--r-- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 cpuset
lrwxrwxrwx 1 robin robin 0 Mar 28 22:34 cwd -> /proc/342
-r-------- 1 robin robin 0 Mar 28 22:35 environ
.....
[robin@aliyun-hk1 10319]$ cat cmdline
sleep100000[robin@aliyun-hk1 10319]$ cat environ
XDG_SESSION_ID=2314HOSTNAME=aliyun-hk1TERM=xtermSHELL=/bin/bashHISTSIZE=1000SSH_CLIENT=
......
Linux系统，常见/prod/下文件与对应的内容。
| 文件名 | 文件内容 |
|---|---|
| /proc/cmdline | 加载kernel时所执行的相关参数 |
| /proc/cpuinfo | 本机CPU相关的信息，例如频率、类型、数量 |
| /proc/devices | 记录了系统各个主要设备的代号 |
| /proc/filesystems | 目前系统上已加载的文件系统 |
| /proc/loadavg | top uptime命令中负载的三个平均值就记录在这里 |
| /proc/meminfo | 查阅内存信息，相当于free的作用 |
| /proc/mounts | 查阅系统已经挂载的数据，相当于mount |
| /proc/swaps | 记录swap内容使用的文件系统 |
| /proc/version | 记录内核的版本 |
1.1.4.3 查询程序已打开的文件
大家都应该遇到过，“too many open files…” 之类的错误吧? 这个其实跟打开文件数量超过系统限制有关系。
使用fuser找出正在使用该文件的程序
不加参数，默认打印PID号
[robin@aliyun-hk1 ~]$ fuser nohup.out
/home/robin/nohup.out: 10319
[robin@aliyun-hk1 ~]$ ps -ef|grep 10319
robin 10319 10261 0 22:34 pts/1 00:00:00 sleep 100000
robin 10380 10261 0 22:58 pts/1 00:00:00 grep --color=auto 10319
[robin@aliyun-hk1 ~]$
加参数可以获取更多的进程信息
[robin@aliyun-hk1 ~]$ fuser -uv nohup.out
USER PID ACCESS COMMAND
/home/robin/nohup.out:
robin 10319 F.... (robin)sleep
[robin@aliyun-hk1 ~]$
使用lsof找出被进程打开的文件
找出robin用户下，被程序打开的所有文件
[root@aliyun-hk1 ~]# lsof -u robin|wc -l
108
[root@aliyun-hk1 ~]#
以上是关于Linux之程序管理的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章