Linux上天之路（十三）之系统进程管理

主要内容

进程介绍
进程管理
进程优先级

1. 进程介绍

Linux系统中的几乎任何行动都会以进程的形式进行。如果你用网络浏览器查看网页，浏览器就作为进程运行。如果键入bash shell的命令行，这个shell就作为进程运行。如果你用chmod命令来更改文件权限，chmod就作为单独的进程来执行。进程是完成工作的形式，linux内核的基本职责就是为进程提供做事情的地方，不让彼此撞车。

进程是已启动的可执进程序的运行实例，进程有以下组成部分:

已分配内存的地址空间

安全属性，包括所有权凭据个特权

程序代码的一个或多个执行进程

进程状态

进程与程序区分

程序：二进制文件，静态。

进程：是程序运行的过程，动态，有生命周期及运行状态

进程的属性：

进程ID（PID）：是唯一的值，用来区分进程

父进程（PPID）

启动进程的用户ID（UID）和所归属的组（GID）

进程状态：分为运行R，休眠S，僵尸Z

进程执行的优先级

进程所连接的终端名

进程资源占用：如内存、CPU等

进程（Process）是一个程序在其自身的虚拟地址空间中的一次执行活动。之所以要创建进程，就是为了使多个程序可以并发的执行，从而提高系统的资源利用率和吞吐量。

程序只是一个静态的指令集合；而进程是一个程序的动态执行过程，它具有生命期，是动态的产生和消亡的。

ps top gnome-system-monitor pstree linux并发执行 jobs fg bg crtl+z at crontab

进程家族

引导系统时，Linux内核的一个职责是启动第一个进程（通常是/sbin/init）。因为一个业已存在的进程继续派生，所有其他进程得以启动。

如何终止进程

当进程终止时，可能是通过选择退出（exit）正常终止，也可以是因为接收到信号而非正常终止。

孤儿进程

如果说处理子进程终止后的善后事宜是父进程的职责的话，那么如果父进程在子进程之前终止该怎么办？这个子进程就变成了孤儿进程。

僵尸进程

当进程退出，释放大多数资源和它的父进程收集它的返回值、释放剩余资源这两段时间之间，子进程处于一个特殊状态，被称为僵尸进程（zombie）。每个进程都会经过一个短暂的僵尸状态。

五种进程状态

可运行（R）

      处于可运行状态的进程，一旦有机会，就会访问CPU。多个进程可以（而且经常）处于可以运行状态，但是因为在任何给定时间内只有一个进程可以在CPU上运行，所以实际上这些进程中只有一个在任何给定的实例上运行。

 自愿（可中断的）睡眠（s）

      从名称中可以看出，处于自愿睡眠状态的进程选择处于该状态。通常，这一进程在某事发生之前无事可做。

 非自愿（不可中断或强制）睡眠\(D\)

      内核迫使进程进入非自愿睡眠状态。该进程并没有选择休眠，它情愿运行以便做完事情。当资源被释放时，内核会唤醒进程并将设置为可运行状态。

停止的（挂起的）进程（T）

      用户有时决定挂起进程，被挂起的进程在被用户重新启动前不会执行任何操作。

僵尸进程（Z）

    每个快要终止的进程会经历一个短暂的僵尸状态，然而有时有些进程会一直停留在僵尸状态。

静态任务管理器

ps - report a snapshot of the current processes

语法

ps [options]

命令选项：

a: 显示跟当前终端关联的所有进程

u: 基于用户的格式显示

x: 显示所有进程，不以终端机来区分

U: 显示某用户ID所有的进程

A: 显示所有程序

e: 此参数的效果和指定”A”参数相同

f: 用ASCII字符显示树状结构，表达程序间的相互关系

o: 自定义输出格式

ps -aux 输出解释

[zhangyafei@centos ~]$ ps aux

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

root         1  0.0  0.1 123024  3276 ?        Ss   2月22  14:28 /usr/lib/systemd/systemd --system --deserialize 21

root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    2月22   0:01 [kthreadd]

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

USER: 进程拥有者

PID: pid %CPU: 占用的 CPU 使用率

%MEM: 占用的内存使用率

VSZ: 占用的虚拟内存大小

RSS: 占用的内存大小

TTY: 终端的次要装置号码 (minor device number of tty)

STAT: 该进程的状态:

D: 不可中断的静止

R: 正在执行中

S: 静止状态

T: 暂停执行

Z: 不存在但暂时无法消除

W: 没有足够的内存分页可分配

<: 高优先序的进程

N: 低优先序的进程

L: 有内存分页分配并锁在内存内 (即时系统或捱A I/O)

s 表示进程是控制进程

l 表示进程是多线程

+表示当前进程运行在前台

START: 进程开始时间 TIME: 执行的时间 COMMAND:所执行的指令

top动态管理进程

[zhangyafei@centos ~]$ top

top - 10:02:38 up 213 days, 20:39,  1 user,  load average: 0.00, 0.01, 0.05

Tasks:  74 total,   2 running,  72 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

%Cpu(s):  0.3 us,  0.7 sy,  0.0 ni, 99.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

KiB Mem :  1883844 total,    85196 free,   333120 used,  1465528 buff/cache

KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.  1359848 avail Mem 

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND

17490 root      20   0  611180  13396   1984 S  0.7  0.7 405:48.20 barad_agent

17489 root      20   0  158132   9072   1756 S  0.3  0.5  79:48.97 barad_agent

第一行：当前时间

1. 运行时间

2. 当前登陆系统的用户数量，

3. load average后面的三个数字分别表示距离现在一分钟，五分钟，十五分钟的负载情况。

第二行：

1. Tasks: 119 total 总进程数为119

2. 1 running 正在运行的进程数

3. 118 sleeping 睡眠的进程数

4. 0 stopped 停止的进程数

5. 0 zombie 僵尸进程数

第三行：

1. 0.2 us 系统用户进程使用CPU百分比

2. 0.2 sy 内核中的进程占用CPU百分比

3. 0.0 ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比

4. 99.5 id 空闲的CPU百分比

5. 0.2 wa CPU等待I/O完成的时间总量

6. 0.0 hi 硬中断占比

7. 0.0 si 软中断占比

8. 0.0 st 虚拟机占用物理的时间，例如物理机运行了KVM，则表示KVM占用物理机的CPU时间

第四行：

1. Mem:物理内存

2. 3881692 total 物理内存总量

3. 240764 free 空闲内存总量

4. 683188 used 使用的物理内存总量

5. 2957740 buff/cache 内核缓存内存量

第五行:

1. Swap： 交换内存

2. 0 total 交换分区总量

3. 0 used 使用的交换分区总量

4. 0free 空闲交换分区总量

5. 2886156 cached 可利用内存总量

第六行:

1. PID 进程号

2. USER 进程管理用户

3. PR 进程优先级

4. NI nice值 负值表示高优先级，正值表示低优先级

5. VIRT 虚拟内存

6. RES 物理内存

7. SHR 共享内存

8. S 进程状态

9. %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比

10. %MEM 进程使用的物理内存百分比

11. TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒

12. COMMAND 进程名称

top快捷键：

s: 默认三秒刷新一次，按s修改刷新时间

空格： 立即刷新

q： 退出

P； 按CPU排序按CPU排序

M： 按内存排序

T： 按时间排序

数字1： 显示每个内核的CPU使用率

u/U: 指定显示的用户

h: 帮助

2. 进程管理

1）kill - terminate a process

语法

kill[选项][进程号]

选项

-l 打印信号编号，若果不加信号的编号参数，则使用“-l”参数会列出全部的信号名称

-a 当处理当前进程时，不限制命令名和进程号的对应关系

-p 只打印相关进程的进程号，而不发送任何信号

-s 指定发送信号

-u 指定用户，kill某个用户的所有进程

Kill命令工作原理：

向Linux内核发送一个系统操作信号和某个程序的进程标识号，然后系统内核就可以对进程标识号指定的进程进行操作

信号

HUP 1 重载配置文件

INT 2 中断（同 Ctrl + C）

QUIT 3 退出（同 Ctrl + \）

TERM 15 终止

KILL 9 强制终止

CONT 18 继续（与STOP相反， fg/bg命令）

STOP 19 暂停（同 Ctrl + Z）

应注意，信号使进程强行终止，这常会带来一些副作用，如数据丢失或者终端无法恢复到正常状态。发送信号时必须小心，只有在万不得已时，才用kill信号(9)，因为进程不能首先捕获它。要撤销所有的后台作业，可以输入kill 0。因为有些在后台运行的命令会启动多个进程，跟踪并找到所有要杀掉的进程的PID是件很麻烦的事。这时，使用kill 0来终止所有由当前shell启动的进程，是个有效的方法。

kill -9 强制结束

kill -0 检测进程是否存在

如何调整优先级

注意：普通用户只能降低程序的优先级不能提高程序优先级，root随便

2）killall

Linux系统中的killall命令用于杀死指定名字的进程（kill processes by name）

命令格式：

killall[选项][进程名]

命令选项：

-I 忽略小写

-g 杀死进程组而不是进程

-i 交互模式，杀死进程前先询问用户

-l 列出所有的已知信号名称

-q 不输出警告信息

-s 发送指定的信号

-v 报告信号是否成功发送

-w 等待进程死亡

—help 显示帮助信息

—version 显示版本显示

-u：杀死指定用户的进程

-r：使用正规表达式匹配要杀死的进程名称

-p：杀死进程所属的进程组

3. 进程优先级管理

nice - run a program with modified scheduling priority

语法

nice [OPTION] [COMMAND [ARG]…]

选项

-n add integer N to the niceness (default 10)

设定一个优先级默认为10

linux porcess 优先级为-20 - 19 数字越小优先级越大

调整优先级命令nice

nice —19 ping -c 500 localhost -19优先级

nice -19 ping -c 500 localhost 19优先级

renice - alter priority of running processes

renice -n -19 -p 16863

renice -n -20 -u root

0 (用户 ID) 旧优先级为 -10，新优先级为 -20