关于Linux下进程的详解【进程查看与管理】

一、关于进程

　　进程：已经启动的可执行程序的运行实力

　　进程的组成：一个进程包含内核中的一部分地址空间和一系列数据结构。其中地址空间是内核标记的一部分内存以供进程使用，而数据结构则用来纪录每个进程的具体信息。

最主要的进程信息包括：

进程的地址空间图
进程当前的状态（ sleeping、stopped、runnable 等）
进程的执行优先级
进程调用的资源信息
进程打开的文件和网络端口信息
进程的信号掩码（指明哪种信号被屏蔽）
进程的属主

PID ：进程 ID

每个进程都会从内核获取一个唯一的 ID 值。绝大多数用来操作进程的命令和系统调用，都需要用 PID 指定操作的进程对象。

PPID ：父进程 ID

在 Unix 和 Linux 系统中，一个已经存在的进程必须“克隆”它自身来创建一个新的进程。当新的进程克隆后，最初的进程便作为父进程存在。

UID & EUID：真实用户 ID 和有效用户 ID

一个进程的 UID 是其创建者的身份标志（也是对其父进程 UID 的复制）。通常只有进程的创建者和超级用户才有操作该进程的权限。
EUID 是一个额外的 UID，用来决定在任意一个特定时间点，一个进程有权限访问的文件和资源。对绝大多数进程而言，UID 和 EUID 是相同的（特殊情况即 setuid）

Niceness

一个进程的计划优先级决定了它能获取到的 CPU 时间。内核有一个动态的算法来计算优先级，同时也会关注一个 Niceness 值，来决定程序运行的优先顺序。

二、信号

　　信号属于进程级别的中断请求。它们可以作为进程间通信的手段，或者由终端发送以杀死、中断、挂起某个进程。

　　Linux的信号列表：

[root@web ~]# kill -l
 ) SIGHUP       ) SIGINT       ) SIGQUIT      ) SIGILL       ) SIGTRAP
 ) SIGABRT      ) SIGBUS       ) SIGFPE       ) SIGKILL     ) SIGUSR1
) SIGSEGV     ) SIGUSR2     ) SIGPIPE     ) SIGALRM     ) SIGTERM
) SIGSTKFLT   ) SIGCHLD     ) SIGCONT     ) SIGSTOP     ) SIGTSTP
) SIGTTIN     ) SIGTTOU     ) SIGURG      ) SIGXCPU     ) SIGXFSZ
) SIGVTALRM   ) SIGPROF     ) SIGWINCH    ) SIGIO       ) SIGPWR
) SIGSYS      ) SIGRTMIN    ) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+
) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+
) SIGRTMIN+  ) SIGRTMIN+ ) SIGRTMIN+ ) SIGRTMIN+ ) SIGRTMIN+
) SIGRTMIN+ ) SIGRTMIN+ ) SIGRTMAX- ) SIGRTMAX- ) SIGRTMAX-
) SIGRTMAX- ) SIGRTMAX- ) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX-
) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX-
) SIGRTMAX-  ) SIGRTMAX

常用信号：

9)SIGKILL：用来立即结束程序的运行。本信号不能被阻塞、处理和忽略。

15)SIGTERM：程序结束(terminate)信号。与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序自己正常（优雅地）退出。shell命令kill缺省产生这个信号。

19)SIGSTOP：停止(stopped)进程的执行。注意它和terminate以及interrupt的区别：该进程还未结束，只是暂停执行。本信号不能被阻塞、处理或忽略。

三、ps命令

　　简介：ps 命令就是最根本相应情况下也是相当强大地进程查看命令.运用该命令可以确定有哪些进程正在运行和运行地状态、进程是否结束、进程有没有僵死、哪些进程占用了过多地资源等等.总之大部分信息均为可以通过执行该命令得到

　　命令常用参数：ps【选项】

-e 显示所有进程,环境变量
-f 全格式
-h 不显示标题
-l 长格式
-w 宽输出
a
显示终端上地所有进程,包括其他用户地进程

　　命令使用案例：

列出所有进程：

[root@web ~]# ps aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root            0.0  0.7    ?        Ss   :   : /usr/lib/syste
root            0.0  0.0            ?        S    :   : [kthreadd]
root            0.0  0.0            ?        S<   :   : [kworker/:0H]
root            0.0  0.0            ?        S    :   : [kworker/u256:
root            0.0  0.0            ?        S    :   : [ksoftirqd/]

[root@web ~]# ps ef
   PID TTY      STAT   TIME COMMAND
    pts/    Ss     : -bash USER=root LOGNAME=root HOME=/root PATH=/usr/lo
    pts/    S      :  \_ bash XDG_SESSION_ID= HOSTNAME=172.16.234.111 TE
   pts/    R+     :      \_ ps ef XDG_SESSION_ID= HOSTNAME=172.16.234.1

列出类似进程树的程序：

[root@web ~]# ps axjf
  PPID    PID   PGID    SID TTY       TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
                        ?            - S           : [kthreadd]
                        ?            - S<          :  \_ [kworker/:0H]
                        ?            - S           :  \_ [kworker/u256:
                        ?            - S           :  \_ [ksoftirqd/]
                        ?            - S           :  \_ [migration/]

-l ：列出和当前用户有关的进程　　-u 用户：查看某一用户的进程状态

进程的五种状态码表示：

D 不可中断(收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生)
R 运行(正在运行或在运行队列中等待)
S 中断(休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号)
T 停止(进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行运行
Z 僵死(进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放)

ps -aux 参数解释

%CPU：占用的CPU使用率
%MEM：占用的记忆体 / 内存使用率
VSZ：占用虚拟记忆体 / 内存大小
RSS：占用的记忆体 / 内存大小
TTY：终端的次要装置号码 / 线路
STAT：该进程的状态
START：进程开始时间
TIME：执行的时间
COMMAND：所执行的指令

注：在 STAT 栏目中：

< 表示高优先级
n 表示低优先级
s 包含子进程
+ 位于后台的进程组

四、top命令

查看实时的进程状态，实现动态监控进程，top 命令可以实时显示系统当前活跃进程的总体信息及其占用的资源。

top - :: up  :,   user,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks:   total,    running,   sleeping,    stopped,    zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,100.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :    total,    free,     used,    buff/cache
KiB Swap:   total,   free,         used.    avail Mem
 
   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
    root                             S  0.3  0.0   :01.19 xfsaild/dm+
      root                  S  0.0  0.8   :02.00 systemd
      root                             S  0.0  0.0   :00.00 kthreadd
      root        -                    S  0.0  0.0   :00.00 kworker/:+
      root                             S  0.0  0.0   :00.57 kworker/u2+
      root                             S  0.0  0.0   :00.74 ksoftirqd/
      root      rt                       S  0.0  0.0   :00.00 migration/

top 命令的 -d 选项可以指定信息刷新的时间间隔。同时还有一些常用的交互命令

K：杀死一个进程，后面接进程的PID和指定需要处理的信号；默认值为15，强制杀死进程为9
M：按驻留内存使用率大小排序
P：按CPU使用率百分比大小排序
q：退出top程序
s：修改两次信息刷新的时间间隔，默认单位为秒
W：将当前设置写入~/.toprc文件中

top命令一些信息字段含义：

1.系统运行时间和负载情况：

top - :: up  :,   users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05

系统当前时间
系统已运行的时长
登陆用户数量
系统在5分钟、10分钟、15分钟的负载情况；

注意 load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数，然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了

2.任务：

Tasks:   total,    running,   sleeping,    stopped,    zombie

Task-任务，分别显示任务进程的总数量以及正在运行、睡眠、停止、僵死的进程数

3.CPU状态：

%Cpu(s):  1.0 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 98.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

us：用户空间占用CPU的百分比
sy：系统空间占用CPU的百分比
ni：改变过优先级的进程占用CPU的百分比
id：空闲CPU的百分比
wa：IO等待占用CPU的百分比
hi：处理硬件中断的CPU时间（Hardware IRQ）
si：处理软件中断的CPU时间（Software Interrupts）
st：这个虚拟机被hypervisor偷去的CPU时间（译注：如果当前处于一个hypervisor下的vm，实际上hypervisor也是要消耗一部分CPU处理时间的）

注：在这里CPU的使用比率和windows概念不同，如果你不理解用户空间和内核空间——>传送门：https://www.cnblogs.com/sparkdev/p/8410350.html

4.内存使用：

KiB Mem :    total,    free,     used,    buff/cache
KiB Swap:   total,   free,         used.    avail Mem

第一行是物理内存使用，第二行是虚拟内存使用(交换空间)

内存显示以KB为单位，物理内存显示如下:全部可用内存、空闲内存、已使用内存、缓冲内存。交换部分显示的是：全部、空闲、已使用、总的可使用内存。

5.各进程任务状态监控：

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
      root                   S  0.0  0.8   :01.71 systemd
      root                             S  0.0  0.0   :00.00 kthreadd
      root        -                    S  0.0  0.0   :00.00 kworker+

PID：进程ID，进程的唯一标识符

USER：进程所有者的实际用户名。

PR：进程的调度优先级。这个字段的一些值是'rt'。这意味这这些进程运行在实时态。

NI：进程的nice值（优先级）。越小的值意味着越高的优先级。负值表示高优先级，正值表示低优先级

VIRT：进程使用的虚拟内存。进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES

RES：驻留内存大小。驻留内存是任务使用的非交换物理内存大小。进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA

SHR：SHR是进程使用的共享内存。共享内存大小，单位kb

S：这个是进程的状态。它有以下不同的值:

D - 不可中断的睡眠态。
R – 运行态
S – 睡眠态
T – 被跟踪或已停止
Z – 僵尸态

%CPU：自从上一次更新时到现在任务所使用的CPU时间百分比。

%MEM：进程使用的可用物理内存百分比。

TIME+：任务启动后到现在所使用的全部CPU时间，精确到百分之一秒。

COMMAND：运行进程所使用的命令。进程名称（命令名/命令行）

还有许多在默认情况下不会显示的输出，它们可以显示进程的页错误、有效组和组ID和其他更多的信息。

参考：

https://www.cnblogs.com/zhoug2020/p/6336453.html

https://www.cnblogs.com/ftl1012/p/top.html