22. Linux的进程管理

Posted 2023-04-27

参考技术A 1.1 在Linux中，每个执行的程序都称为一个进程，每一个进程都分配一个ID号（pid，进程号）。

1.2 每个进程都可能以两种方式存在，前台和后台。

1.2.1 前台进程：用户目前的屏幕上可以进行操作的，占据了屏幕的进程，例如vim

1.2.2 后台进程：实际上在操作，但屏幕上无法看到的进程，例如mysql服务、ssh等

1.3 一般来说，系统服务都是以后台方式存在，且常驻系统，直到关机才结束。

ps命令用来查看目前系统中，有哪些正在执行，以及它们执行的情况。可以不加任何参数。

PID：进程识别号

TTY：终端机号

TIME：此进程所消耗的CPU时间

CMD：正在执行的命令或进程名

ps -a 显示当前终端的所有进程信息

ps -u 以用户的格式显示进程信息

ps -x 显示后台进程运行的参数

USER：进程执行用户

PID：进程号

%CPU：占用CPU的百分比

%MEM：占用物理内存的百分比

VSZ：占用虚拟内存的大小，单位KB

RSS：占用物理内存的大小，单位KB

TTY：终端

STAT：当前运行状态

    S（大写）表示休眠，即sleep

    R（大写）表示正在运行

    D（大写）表示短期等待

    Z（大写）表示僵死进程

START：进程执行的开始时间

TIME：这个进程占用CPU的时间

COMMAND：进程的名字，也可以理解为执行该进程的指令

ps -ef 可以以全格式显示当前所有进程

-e显示所有进程

-f以全格式显示，如下面两幅图所示。

可以看到，/usr/sbin/sshd的进程号为7092，其父进程为1号进程，1号进程是systemd进程，而systemd进程的父进程为0号，也就是没有父进程。即，系统启动后的第一个进程就是systemd进程，systemd进程会启动sshd进程。

再仔细看，sshd: root@pts/1是xshell登陆root用户后的进程，进程号为7183，父进程为7092，也即sshd进程。继续用其他用户远程登陆linux，就会增加7092进程的子进程。

当某个进程执行过程中需要停止，或者已经消耗了太多的系统资源时，可以考虑停止这个进程，使用kill命令。

kill [选项] 进程号

killall 进程名称 这个命令通过进程名称杀死进程，支持通配符，当系统因负载过大而很慢时，这个指令就很有用了。假如abc进程有3个子进程，killall abc就会把abc停止，并且停止其所有3个子进程。

常用选项，

    -9 强迫进程立即停止

示例，

4.1 踢掉某个用户

ps -aux | grep sshd

kill 17204 （因为在我这里查到，17204是该用户ssh登陆linux的进程）

4.2 终止远程登陆服务sshd，在适当时候再次重启sshd服务

kill sshd对应的进程号PID

/bin/systemctl start sshd.service

4.3 终止多个gedit，演示killall

比如用gedit打开多个文本文件，然后进程中会出现gedit

killall gedit就会杀掉gedit进程，同时看到文本文档编辑页面被关掉了。

4.4 强制杀掉一个终端

kill -9 10487 强制杀掉10487进程（比如terminal这样的进程，如果不加-9是不可以杀掉的）

pstree [选项] 这条指令可以更加直观的查看进程信息

常用选项，

-p 显示进程的PID

-u 显示进程的所属用户

示例，

5.1 以树状的形式显示进程的PID

pstree -p

5.2 以树状的形式显示进程的用户id

pstree -u

linux进程管理

Linux进程及作业管理

内核的功用：进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能

    Process: 运行中的程序的一个副本；存在生命周期

            用户空间：执行用户代码；内核空间：执行系统调用的过程。

      Linux内核存储进程信息的固定格式：task struct

多个任务的的task struct组件的链表：task list

进程创建：

init，systemctl

 父子关系

进程：都由其父进程创建,子进程复制父进程的过程称cow。

fork() 

                            clone()

进程优先级：

0-139：

1-99：实时优先级；

100-139：静态优先级；

数字越小，优先级越高；

Nice值：

-20,19

Big O-算法复杂度标准

O(1), O(logn), O(n), O(n^2), O(2^n)

进程内存：

Page Frame: 页框，用存储页面数据---物理地址空间。

存储Page

MMU：Memory Management Unit

 进程通信机制：IPC: Inter Process Communication

同一主机上：

signal

shm: shared memory

semerphor

不同主机上：

rpc: remote procecure call

socket: 

Linux内核：抢占式多任务

进程类型：

守护进程: 在系统引导过程中启动的进程，跟终端无关的进程；

前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程

注意：也可把在前台启动的进程送往后台，以守护模式运行；

进程状态：

运行态：running

就绪态：ready

睡眠态：

可中断：interruptable

不可中断：uninterruptable----不可中断是指等待I/O读入磁盘的时间。

停止态：暂停于内存中，但不会被调度，除非手动启动之；stopped

僵死态：zombie--父进程死了，而子进程却未关闭。

进程的分类：

CPU-Bound

IO-Bound

《Linux内核设计与实现》，《深入理解Linux内核》

Linux系统上的进程查看及管理工具：pstree, ps, pidof, pgrep, top, htop, glances, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg, fg, nohup, nice, renice,                  killall, ...

CentOS 5:  SysV init

CentOS 6：upstart

CentOS 7：systemd

/sbin/init, 

pstree命令：

pstree  - display a tree of processes

ps命令：

   /proc/：内核中的状态信息；

内核参数：

可设置其值从而调整内核运行特性的参数；/proc/sys/

状态变量：其用于输出内核中统计信息或状态信息，仅用于查看；

参数：模拟成文件系统类型；

进程：

/proc/#：

#：PID 

ps - report a snapshot of the current processes.

ps [options]：

选项有三种风格：

1   UNIX options, which may be grouped and must be preceded by a dash.

2   BSD options, which may be grouped and must not be used with a dash.

3   GNU long options, which are preceded by two dashes.

启动进程的方式：

系统启动过程中自动启动：与终端无关的进程；

用户通过终端启动：与终端相关的进程；

选项：

a：所有与终端相关的进程；

x：所有与终端无关的进程；

u：以用户为中心组织进程状态信息显示；

常用组合之一：aux

VSZ：虚拟内存集；RSS：Resident Size，常驻内存集；C： cpu utilization    PSR：运行于哪颗CPU之上

STAT：R：running、S：interruptable sleepingD：uninterruptable sleeping、T：Stopped、Z：zombie

+：前台进程     l：多线程进程    N：低优先级进程    <：高优先级进程  s：session leader 

-e：显示所有进程

-f：显示完整格式的进程信息

常用组合之二：-ef

-F：显示完整格式的进程信息；

-H：以层级结构显示进程的相关信息；

常用组合之三：-eFH

常用组合之四：-eo, axo

-o  field1, field2,...：自定义要显示的字段列表，以逗号分隔；

常用的field：pid, ni, pri, psr, pcpu, stat, comm, tty, ppid, rtprio

ni：nice值；

priority：priority, 优先级；

rtprio：real time priority，实时优先级；

pgrep, pkill命令： - look up or signal processes based on name and other attributes

pgrep [options] pattern

-u uid：effective user

-U uid：read user

-t  TERMINAL：与指定的终端相关的进程；

-l：显示进程名；

-a：显示完整格式的进程名；

-P pid：显示此进程的子进程；

pidof命令：

根据进程名，取其pid；

top命令：

- display Linux processes

CPU：us, sy, ni, id, hi, si, cs, st

Memory：VSZ，RSS，SHM

排序：

P：以占据CPU百分比排序；

M：以占据内存百分比排序；

T：累积占用CPU时间排序；

首部信息：

uptime信息：l命令

tasks及cpu信息：t命令

内存信息：m命令

退出命令：q

修改刷新时间间隔：s

终止指定的进程：k

选项：

-d #：指定刷新时间间隔，默认为3秒；

-b：以批次方式显示；

-n #：显示多少批次；

uptime命令：显示系统时间、运行时长及平均负载；

过去1分钟、5分钟和15分钟的平均负载；

等待运行的进程队列的长度；

回顾： Linux OS基础概念、进程查看的几工具；

内核的功能：进程管理（进程调度）

进程调度：保存现场，恢复现场；

task struct：任务结构；

task list：任务列表；

命令： pstree, pgrep, pkill, ps, top, uptime 

Linux进程及作业管理(2)

CentOS 6: http://172.16.0.1/fedora-epel/

CentOS 7: http://172.16.0.1/fedora-epel/

进程管理类命令：

htop命令：

选项：

-d #：指定延迟时间间隔；

-u UserName：仅显示指定用户的进程；

-s COLUME：以指定字段进行排序；

子命令：

l：显示选定的进程打开的文件列表；---重要

s：跟踪选定的进程的系统调用；---重要

t：以层级关系显示各进程状态；

a：将选定的进程绑定至某指定的CPU核心；

vmstat命令：

- Report virtual memory statistics

vmstat  [options]  [delay [count]]

procs：

r：等待运行的进程的个数；CPU上等待运行的任务的队列长度；

b：处于不可中断睡眠态的进程个数；被阻塞的任务队列的长度；

memory：

swpd：交换内存使用总量；

free：空闲的物理内存总量；

buffer：用于buffer的内存总量；

cache：用于cache的内存总量；

swap---si,so大量数据换进换出说明物理内存不够用了。

si：数据进入swap中的数据速率（kb/s）

so：数据离开swap的速率(kb/s)

io

bi：从块设备读入数据到系统的速度（kb/s）

bo：保存数据至块设备的速率（kb/s）

system---cs切换速率过大说明cpu性能套差

in：interrupts，中断速率；

cs：context switch, 上下文 切换的速率；

cpu 

us： user space

sy：system call

id：idle

wa：wait  I/O完成。

st: stolen

选项：

-s：显示内存统计数据；

pmap命令：- report memory map of a process(内存映射表)

pmap  [options]  pid [...]     

       -x：显示详细格式的信息；例#pmap -x 1

另一种查看方式：cat  /proc/PID/maps

glances命令：

- A cross-platform curses-based monitoring tool

内建命令：

   常用选项：

-b：以Byte为单位显示网上数据速率；

-d：关闭磁盘I/O模块；

-m：关闭mount模块；

-n：关闭network模块；

-t #：刷新时间间隔；

-1：每个cpu的相关数据单独显示；

-o {HTML|CSV}：输出格式；

-f  /PATH/TO/SOMEDIR：设定输出文件的位置；

C/S模式下运行glances命令：

服务模式：

glances  -s  -B  IPADDR

IPADDR：本机的某地址，用于监听；

客户端模式：

glances  -c  IPADDR

IPADDR：是远程服务器的地址；

dstat命令：

- versatile tool for generating system resource statistics

dstat [-afv] [options..] [delay [count]]

常用选项：

-c， --cpu：显示cpu相关信息；

-C #,#,...,total

-d, --disk：显示磁盘的相关信息

-D sda,sdb,...,tobal

-g：显示page相关的速率数据；

-m：Memory的相关统计数据

-n：Interface的相关统计数据；

-p：显示process的相关统计数据；

-r：显示io请求的相关的统计数据；

-s：显示swapped的相关统计数据；

--tcp 

--udp

--raw 

--socket 

--ipc 

--top-cpu：显示最占用CPU的进程；

--top-io：最占用io的进程；

--top-mem：最占用内存的进程；

--top-lantency：延迟最大的进程；

kill命令：

- terminate a process

用于向进程发送信号，以实现对进程的管理；

显示当前系统可用信号：

kill -l [signal]

每个信号的标识方法有三种：

1) 信号的数字标识；

2) 信号的完整名称；

3) 信号的简写名称；

向进程发信号：

kill  [-s signal|-SIGNAL]  pid...

常用信号：

1） SIGHUP：无须关闭进程而让其重读配置文件；

2）SIGINT：终止正在运行的进程，相当于Ctrl+c

9）SIGKILL：杀死运行中的进程；

15）SIGTERM：终止运行中的进程；

18）SIGCONT：

19）SIGSTOP：

killall命令：

- kill processes by name

killall  [-SIGNAL]  program

Linux系统作业控制：

job：

前台作业(foregroud)：通过终端启动，且启动后会一直占据终端；

后台作业(backgroud)：可以通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）；

如何让作业运行于后台？

(1) 运行中的作业

Ctrl+z

注意：送往后台后，作业会转为停止态；

(2) 尚未启动的作业

# COMMAND &

注意：此类作业虽然被送往后台，但其依然与终端相关；如果希望把送往后台的作业剥离与终端的关系：

# nohup  COMMAND  &

查看所有的作业：

# jobs

可实现作业控制的常用命令：

# fg  [[%]JOB_NUM]：把指定的作业调回前台；

# bg  [[%]JOB_NUM]：让送往后台的作业在后台继续运行；

# kill  %JOB_NUM：终止指定的作业；

调整进程优先级：

可通过nice值调整的优先级范围：100-139

分别对应于：-20, 19

进程启动时，其nice值默认为0，其优先级是120；

nice命令：

以指定的nice值启动并运行命令

# nice  [OPTION]  [COMMAND [ARGU]...]

选项：

-n NICE

注意：仅管理员可调低nice值； 

renice命令：

# renice  [-n]  NICE  PID...

查看Nice值和优先级：

ps  axo  pid, ni, priority, comm  

未涉及到的命令：sar,  tsar,  iostat,  iftop,  nethog,  ...

博客作业： htop/dstat/top/ps命令的使用；

网络客户端工具：

ping/lftp/ftp/lftpget/wget等；

ping命令：

send ICMP ECHO_REQUEST to network hosts

ICMP：Internet Control Message Protocol

ping  [OPTION]  destination

-c #：发送的ping包个数；

-w #：ping命令超时时长；

-W #：一次ping操作中，等待对方响应的超时时长；

-s #：指明ping包报文大小；

hping命令： （package: hping3）

send (almost) arbitrary TCP/IP packets to network hosts

--fast

--faster

--flood

-i uX

traceroute命令：

- print the route packets trace to network host

跟踪从源主机到目标主机之间经过的网关；

ftp命令：

ftp: File Transfer Protocol

ftp服务命令行客户端工具；

lftp命令：

lftp  [-p port]  [-u user[,pass]] [site]

get, mget

put, mput

rm, mrm

lftpget命令：

lftpget [-c] [-d] [-v] URL [URL...]

-c：继续此前的下载；

wget命令：

The non-interactive network downloader.

wget [option]... [URL]...

-b：在后台执行下载操作；

-q：静默模式，不显示下载进度；

-O file：下载的文件的保存位置；

-c：续传；

--limit-rate=amount：以指定的速率传输文件；

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