linux进程

Posted 2020-11-29 wangyanqiang

 

进程


进程，线程，协程
进程和线程的控制由系统完成
协程的控制由程序员来完成
协程相当于语句块

进程的基本状态
创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(process control block进程控制块)，向其中填写控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运行，把此时进程所处状态称为创建状态
就绪状态：进程已准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行
执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态
阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用
终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态。无法再执行

LRU算法：Least Recently Used,即最近最少使用，是一种常用的页面置换算法，选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间 t，当须淘汰一个页面时，选择现有页面中其 t 值最大的，即最近最少使用的页面予以淘汰。

进程之间通信
同一主机：
　　pipe:管道
　　socket:套接字文件
　　signal:信号
　　shm:
　　semaphore:信号量，一种计数器
不同主机
　　socket：IP和端口号
　　RPC
　　MQ：消息队列，kafka,rabbitMQ

进程优先级:linux内核将任务优先级进行了一个划分，实时优先级0-99，普通进程优先级100-139

0----99   实时进程
100--139  非实时进行
系统优先级system   0--------99 100--------139，数字越小，优先级越高
实时优先级relatime  99--------0
nice优先级                                 -20--------19，-20-19对应系统优先级100-139
TOR优先级              RT--------RT 0----------39
PRI优先级                139--------100 99--------0，值越大，优先级越高

Big O：时间复杂度，用时和规模的关系
O(1), O(logn), O(n)线性, O(n^2)抛物线, O(2^n)

进程状态
协作式多任务
抢占式多任务
进程类型：
1，守护进程：在系统引导过程中启动的进程
2，前台进程，跟终端相关，通过终端启动的进程
进程状态：
1，运行态：running    R
2，就绪态：ready    
3，睡眠态：
    可中断：interruptanle    S
    不可中断：uninterruptable    D
4，停止态：stopped,暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动    T
5，僵死态：zombie,结束进程，父进程结束前，子进程不关闭    S

进程分为CPU密集型和IO密集型

系统管理工具
进程的分类：
CPU-Bound：CPU密集型，非交互
IO-Bound：IO密集型，交互
Linux系统状态的查看及管理工具：pstree, ps, pidof, pgrep, top, htop,
    glance, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg, fg, nohup

pstree命令：pstree display a tree of processes
ps: process state
Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/PID目录下的各文件中

支持三种选项：
UNIX选项 如-A -e
BSD选项 如a
GNU选项 如--help
选项：
-o:显示定制的信息，pid,cmd,%CPU,%mem
ps axok -pcpu --按CPU倒序排列
ps axok pmem  --按内存排序

ps属性：
VSZ：操作系统承诺的内存（虚拟内存集，线性内存）
RSS:实际使用的内存（常驻内存集）
STAT：进程状态
R：running
S: interruptable sleeping 可中断的睡眠进程
D: uninterruptable sleeping 不可中断的睡眠进程
T: stopped
Z: zombie 僵尸进程
+: 前台进程
l: 多线程进程
L：内存分页并带锁
N：低优先级进程
<: 高优先级进程
s: session leader，会话（子进程）发起者

renice命令：调整进程优先级
renice [-n] priority PID
示例：renice -n 10 10243


ni: nice值 pri: priority 优先级
psr: processor CPU编号
rtprio: 实时优先级
示例：
ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio


pidof bash/dd --查看bash进程对应的进程编号
taskset -p PID --查看进程运行在哪颗CPU
taskset -cp 0,4 PID --修改进程可以运行的CPU为0号和4号CPU

搜索进程
最灵活：ps 选项 | 其它命令
按预定义的模式：pgrep
pgrep [options]
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正发起运行命令者
-t terminal: 与指定终端相关的进程
-l: 显示进程名
-a: 显示完整格式的进程名
-P pid: 显示指定进程的子进程

uptime/w:显示当前时间，系统已启动时间，当前上线人数，系统平均负载(1,5,10)
18:42:29 up  2:46,  1 user,  load average: 0.78, 0.94, 0.82

进程管理工具：
top - 15:53:12 up  4:58,  4 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 231 total,   1 running, 230 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.2 sy,  0.0 ni, 99.8 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
        用占空间 内核空间 优先级调整 空闲比例 等待IO时间 硬中断 软中断  被盗取的时间段
KiB Mem :  2028116 total,   535060 free,   748336 used,   744720 buff/cache
            总内存           空闲内存     以占用内存         cache占用内存
KiB Swap:  4194300 total,  4194300 free,        0 used.  1023284 avail Mem            
PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
                                  共享内存 状态

排序：
P----以CPU排序
M----以内存排序
T----以占据CPU时长排序
首部信息显示：
显示或隐藏uptime信息：l命令
tasks/cpu信息：t命令
CPU分别显示：1
memory信息：m命令
修改刷新时间：s
终止进程：k
保存文件：W

htop：epel源
选项：-d：指定时间
-u username:显示指定用户的进程
-s xx:以指定字段进行排序
子命令：
s：跟踪选定的进程
l：显示选定进程的文件列表
a:将选定进程绑定到指定CPU核心
t：显示进程树



内存工具：
vmstat命令：
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st

procs:
    r：可运行（正运行或等待运行）进程的个数，和核心数有关
    b：处于不可中断睡眠态的进程个数(被阻塞的队列的长度) ?
memory：
    swpd: 交换内存的使用总量
    free：空闲物理内存总量
    buffer：用于buffer的内存总量
cache：用于cache的内存总量
swap:
    si：从磁盘交换进内存的数据速率(kb/s)
    so：从内存交换至磁盘的数据速率(kb/s)
io：
    bi：从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)
    bo: 保存数据至块设备的速率
system：
    in: interrupts 中断速率，包括时钟
    cs: context switch 进程切换速率
cpu：
    us:Time spent running non-kernel code
    sy: Time spent running kernel code
    id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.
    wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.
    st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown.
选项：
-s: 显示内存的统计数据




系统监控工具：

1，iostat：统计CPU和设备IO信息
　　示例：iostat 1 10
2，iftop：显示带宽使用情况，EPEL源
　　示例：iftop -n -i eth1
3，pmap命令：进程对应的内存映射

　　pmap [options] pid [...]
　　-x: 显示详细格式的信息
　　示例：pmap 1

另外一种实现
　　cat /proc/PID/maps
4，glances命令：EPEL源
5，dstat命令：系统资源统计,代替vmstat,iostat
--top-cpu：显示最占用CPU的进程
--top-io: 显示最占用io的进程
--top-mem: 显示最占用内存的进程
--top-latency: 显示延迟最大的进程
6，iotop命令用来监视磁盘IO使用状况

　　iotop输出
　　第一行：Read和Write速率总计
　　第二行：实际的Read和Write速率
　　第三行：参数如下：

　　线程ID（按p切换为进程ID）
　　优先级
　　用户
　　磁盘读速率
　　磁盘写速率
　　swap交换百分比
　　IO等待所占的百分比
　　线程/进程命令
7，nload是一个实时监控网络流量和带宽使用情况，以数值和动态图展示进出的流量情况
界面操作
 　　上下方向键、左右方向键、enter键或者tab键都就可以切换查看多个网卡的流量情况
 　　按 F2 显示选项窗口
 　　按 q 或者 Ctrl+C 退出 nload
8，lsof：list open files查看当前系统文件的工具。
恢复删除文件
　　lsof |grep /var/log/messages
　　rm -f /var/log/messages
　　lsof |grep /var/log/messages
　　cat /proc/653/fd/6
　　cat /proc/653/fd/6 > /var/log/messages




进程管理工具
kill命令：向进程发送控制信号，以实现对进程管理,每个信号对应一个数字，信号名称以SIG开头（可省略），不区分大小写
显示当前系统可用信号： kill –l 或者 trap -l
常用信号：man 7 signal
　　1) SIGHUP 无须关闭进程而让其重读配置文件
　　2) SIGINT 中止正在运行的进程；相当于Ctrl+c
　　3) SIGQUIT 相当于ctrl+
　　9) SIGKILL 强制杀死正在运行的进程
　　15) SIGTERM 终止正在运行的进程
　　18) SIGCONT 继续运行
　　19) SIGSTOP 后台休眠
指定信号的方法 :
　　(1) 信号的数字标识：1, 2, 9
　　(2) 信号完整名称：SIGHUP
　　(3) 信号的简写名称：HUP



作业管理
Linux的作业控制
前台作业：通过终端启动，且启动后一直占据终端
后台作业：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）
让作业运行于后台
(1) 运行中的作业： Ctrl+z
(2) 尚未启动的作业： COMMAND &
后台作业虽然被送往后台运行，但其依然与终端相关；退出终端，将关闭后台作业。如果希望送往后台后，剥离与终端的关系
　　nohup COMMAND &>/dev/null &
　　screen；COMMAND
查看当前终端所有作业：jobs
作业控制：
　　fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后台作业调回前台
　　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
　　killall -0 httpd &> /dev/null || service httpd restart --检查到httpd进程异常时重启服务




并行运行
同时运行多个进程，提高效率
方法1
vi all.sh
　　f1.sh&
　　f2.sh&
　　f3.sh&
方法2
　　(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)
方法3
　　{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }