Linux自学笔记——linux进程及作业管理

Posted 2020-10-04

 

 

内核的功用主要有进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能这几个方面，本文主要讨论linux进程及作业管理。

进程管理：

      进程，process，运行中程序的一个副本，且存在生命周期；

      进程分为CPU bound和I/Obound。

           CPU bound：CPU密集型（类似于高清视频）

           I/O bound：IO密集型（编辑器等频繁IO操作）

      Linux内核存储进程信息的固定格式为：task struct（结构体）

           多个任务的task struct组件的链表：task list

      进程创建：

           在centos6上，init为初始化进程，父进程。

           请求发出者（进程）都由父进程创建，然后为系统调用；

           进程：fork（）   clone（）

      IPC: Inter Process Communication

           同一主机上：

                 signal

                 shm: shared memory

                 semerphor

           不同主机上：

                 rpc: remote procecure call

                 socket:

      进程调度：保存现场，恢复现场

           进程运行程序，是程序的一部分

                 多任务：多进程同时运行

                            抢占式多任务

      进程优先级：

      0-139：

           1-99：实时优先级，数字越大，优先级越高；

           100-139：静态优先级，数字越小，优先级越高；

           Nice值：-20,19   -20相当于100,19相当于139；

      每个进程运行时间不同，linux支持抢占式多任务，当一个低优先级的程序在运行，这时有一个高优先级的运行，过段时间后这个高优先级的提前运行。

      算法复杂度：Big 0 （衡量标准算法）

           o(1)：恒定的，无论优先级，消耗时间相同（最佳的）

o(logn)：每次调度，调度程序需要从树中找出优先级最高的进程

o(n)：线性的

o(n^2)：抛物线机制

o(2^n)：随队列深度增长

      进程状态：

           运行态：running

           就绪态：ready

           睡眠态：

                 可中断：interruptable

                 不可中断：uninterruptable

           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

Linux系统上的进程查看及管理工具：

     在linux系统中主要的进程管理工具有：pstree，ps，pidof，pgrep，top，htop，glances，pmap，vmstat，dstat，kill，job，bg，fg，nohup，nice，renice，killall，…

1.     pstree命令：

pstree - display a tree of processes

    

在centos6中父进程为init，而在centos7中，父进程为systemd

 

pstree –p：显示各进程的PID

其它用法选项可参照man手册。

2.     ps命令：process state

ps命令显示的是ps命令执行时系统上进程信息的快照，是静态的结果。

Linux运行中的内核的相关信息是通过/proc伪文件系统输出的；各进程都有一个其PID命名的子目录，每个子目录中许多文件存储了进程的相关信息。

进程文件：/proc/#

             #:PID

ps - report a snapshot of the current processes.

ps [options]

选项有三种风格：

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

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

3 GNU long options, which arepreceded 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；

           通过用户终端启动：与终端相关的进程；

      常用组合之一：aux

           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；

          

           VSZ：虚拟内存集；

           RSS：Resident Size，常驻内存集；

           STAT：

                 R：running；

                 S：interruptable sleeping

                 D：uninterruptable sleeping

                 T：stopped

                 Z：zombie

             

                 +：前台进程；

                 1：多线程进程；

                 N：低优先级进程；

                 <：高优先级进程；

                 s：session leader；

      常用组合之二：-ef

           -e：显示所有进程；

           -f：显示完整格式的进程信息；

          

      常用组合之三：-eFH

           -F：显示额外信息

                 C：cpu utilization   cpu利用率

                 PSR：运行在哪一颗cpu之上

           -H：以层级结构显示进程的相关信息；

              

         常用组合之四：-eo，axo

           o field2，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：优先级；

                      rtprio：realtime priority，实时优先级；

          

3.     pgrep，pkill命令：

pgrep, pkill - look up or signalprocesses based on name and other attributes

pgrep [options] pattern

  -uuid：effectiveuser；

  -Uuid：readuser；

  -tTERMINAL：与指定的终端相关的进程；

  -l：显示进程名；

  -Ppid：显示此进程的子进程；

  

pkill的用法与pgrep完全一样。

4.     pidof命令：根据进程名，取其id

pidof -- find the process ID of a running program.

pidof  [ program ]

5.     top命令：

top - display Linux tasks

排序：

  P：以占据cpu百分比排序；

 

  M：已占据内存百分比排序；

 

  T：累计占用CPU时间排序；

 

首部信息：按以下命令可以显示或隐藏指定的信息；

  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；

       #top –d 1：指定刷新时间为1秒刷新一次；

 

  -b：以批次方式显示；

  -n #：显示多少批次；

        #top –b –n 2：以批次显示显示两批，自动退出；

 

6.     uptime命令：显示系统时间、运行时长及平均负载；

过去一分钟、五分钟和十五分钟的平均负载；

  等待运行的进程队列的长度；

uptime - Tell how long the system has been running.

#uptime

7.     htop命令：

centos6上没有htop的安装包，我们需要手动配置epel的yum源安装htop；

htop - interactive process viewer：交互式进程查看器

选项：

  -d #：指定延迟时间间隔；

  -u USERNAME：仅显示指定用户的进程；

       #htop –u rpc

 

  -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；

  s：跟踪选定的进程的系统调用；

  t：以层级关系显示各种进程状态；

  a：将选定的进程绑定至某指定的CPU核心；

8.     vmstat命令：

vmstat - Report virtual memory statistics  显示虚拟内存状态

vmstat  [options]  [delay [count]]

proc：

  r：等待运行的进程运行的任务队列的长度；

  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的内存的总量；

  cache：用于cache的内存总量；

swap：

  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：

           in：interrupts，中断速率；

           cs：context switch，上下文切换的速率；

      cpu：

           us：user space；

           sy：system；

           id：idle；

           wa：wait；

           st：stolen；

      选项：

           -s：显示内存统计数据；

          

      #vmstat 2 6          每两秒显示一次，显示六次退出；

     

9.     pmap命令：

pmap - report memory map of a process显示一个进程的内存映射

pmap [options] pid [...]

  -x：显示详细信息的格式；

另一种查看方式：cat /proc/PID/maps

10.glances命令：

glances - A cross-platform curses-based monitoring tool      一个跨平台的多视窗根基的监控工具

glances [-bdehmnrsvyz1]  [-B  bind] [-c  server]  [-C conffile] [-p port] [-P password]

       [--password] [-trefresh] [-f file] [-o output]

#glances

按“h”帮助选项：

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；

  -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/SOMEWHERE：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 -BIPADDR

       IPADDR：本机的某地址，用于监听；

 

  客户端模式：

       glances –c IPADDR

       IPADDR：是远程某服务器的地址；

 

11.dstat命令：

- versatile tool for generating system resource statistics    显示系统资源状态的通用工具

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，…，total

      

  -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请求的相关统计数据；

 

  -s：显示swapped的相关统计数据；

 

  -y：显示系统相关数据，包括中断和进程切换；

 

  --tcp：显示tcp的相关数据

  --udp：显示udp的相关数据

  --raw：显示raw的相关数据

  --socket：显示套接字的相关数据

  --ipc：显示进程通信相关的速率数据

 

  --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；

      用于向进程发送信号，以实现对进程的管理；

      显示当期系统可用信号：

12.kill 命令：

kill- terminate a process

用于向进程发送信号，以实现对进程的管理；

显示当期系统可用信号：

           kill –l [signal]

          

            每个信号的标识有三种：

1）         信号的数字标识；

2）         信号的完整名称；

3）         信号的简写名称；

向进程发送信号：

  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：中止正在运行中的进程；

18）     SIGCONT：继续运行指定进程；

19）   SIGSTOP：暂停进程；

示例：启用httpd服务，对此进程进行管理；

1.     启用httpd服务，检查80端口是否处于监听状态。

2.     查看httpd进程；

3.     杀死运行中的pid为3099的进程，并查看结果；

#kill -9 3099

4.     默认信号为15，用下面的方法可以中止信号；

或者

13.kllall命令：

killall - kill processes by name

killall  [-SIGNAL]  program

示例：禁用httpd服务；

Linux系统作业控制：

job：

前台作业（foregroud）：通过终端启动后，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；如果希望把送网后台的作业剥离与终端的关系；

      #nohup COMMAND &

查看所有作业：

#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；但是此作业必须支持后台运行；

# kill %JOB_NUM：终止指定的作业，kill作业号的%不可以省略；

调整进程的优先级：

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