进程

进程

进程概念

Process: 运行中的程序的一个副本,是被载入内存的一个指令集合进程ID(Process ID,PID)号码被用来标

记各个进程UID、GID、和SELinux语境决定对文件系统的存取和访问权限,通常从执行进程的用户来继承

存在生命周期

task struct:Linux内核存储进程信息的数据结构格式

task list:多个任务的的task struct组成的链表

进程创建:

init:第一个进程   (centos6)               centos7 第一个进程是 system

父子关系

进程:都由其父进程创建,CoW        【copy  on write】 写时复制

fork() 调用函数, 生成子进程              clone()生成子进程也可以生成兄弟进程

 

进程的基本状态和转换LB$5@1[Q_OI(@5I1L7Z(S83

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

 

运行——>就绪:1,主要是进程占用CPU的时间过长,而系统分配给该进程占用CPU的时间是有限的;

2,在采用抢先式优先级调度算法的系统中,当有更高优先级的进程要运行时,该进程就被

迫让出CPU,该进程便由执行状态转变为就绪状态

就绪——>运行:运行的进程的时间片用完,调度就转到就绪队列中选择合适的进程分配CPU

运行——>阻塞:正在执行的进程因发生某等待事件而无法执行,则进程由执行状态变为阻塞状态,如发生

了I/O请求

阻塞——>就绪:进程所等待的事件已经发生,就进入就绪队列

以下两种状态是不可能发生的:

阻塞——>运行:即使给阻塞进程分配CPU,也无法执行,操作系统在进行调度时不会从阻塞队列进行挑

选,而是从就绪队列中选取

就绪——>阻塞:就绪态根本就没有执行,谈不上进入阻塞态

 

进程优先级

系统优先级:数字越小,优先级越高   0-139(CentOS4 , 5)

各有140个运行队列和过期队列

0-98,99(CentOS6)

实时优先级: 99-0 值最大优先级最高

nice值:-20到19,对应系统优先级100-139或99

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)

 

进程相关概念

进程内存:Page Frame: 页框,用存储页面数据,存储Page 4k   (磁盘是用快存放   size 块 )

LRU:Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存

4UM9VK1H9M[K~)A_%CPMNPV

根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据,其核心思想是“如果数据最近被访问过,那么将来被访问的几率

也更高”

 

进程状态

Linux内核:抢占式多任务

进程类型:

守护进程: daemon,在系统引导过程中启动的进程,和终端无关进程

执行命令,不占用终端资源叫后台执行

执行命令,占用终端资源叫前台执行       前台进程:跟终端相关,通过终端启动的进程

注意:两者可相互转化

进程状态:

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:stopped,暂停于内存,但不会被调度,除非手动启动

僵死态:zombie,结束进程,父进程结束前,子进程不关闭

ps输出属性

VSZ: Virtual memory SiZe,虚拟内存集,线性内存

RSS: ReSident Size, 常驻内存集

STAT:进程状态

R:running

S: interruptable sleeping

D: uninterruptable sleeping

T: stopped

Z: zombie

+: 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

 

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,

pkill,  job , bg , fg,  nohup ,kill

pstree命令    pstree  -p  查看进程数

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

LW$H)M8QJT`P@`XSL}W)VU2

D@R6~C([7Y)`9A``C0~@ZNI

查看进程进程ps

支持三种选项:UNIX选项 如-A -e

BSD选项 如a

GNU选项 如–help

选项:默认显示当前终端中的进程

a 选项包括所有终端中的进程

x 选项包括不链接终端的进程

u 选项显示进程所有者的信息

f 选项显示进程树,相当于 –forest

k|–sort 属性 对属性排序,属性前加- 表示倒序

不加k是默认按照PID选项排序  加k后面指定用哪个选项排序

(R@}F6MC}}YJLJ1_~_]XS%T

用k指定选项排序加- 就反向排序按照 %mem 内存使用率

CNZJIK10)BBU)0B4Y3MF2[S

o 属性… 选项显示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem

${G]U]]9AJ~SIF7]B(LLMTR

L 显示支持的属性列表

 

ps常见选项:UNIX选项 如-A -e

-C cmdlist 指定命令,多个命令用,分隔

-e: 显示所有进程,相当于-A

$ZJ$AP1`L8O)F_2S3_0QQ)H

-F: 显示更完整格式的进程信息

L88~MYE2K8MA2EDN}W%T4(S

-H: 以进程层级格式显示进程相关信息

-u userlist 指定有效的用户ID或名称

-U userlist 指定真正的用户ID或名称

-g gid或groupname 指定有效的gid或组名称

-G gid或groupname 指定真正的gid或组名称

-p pid 显示指pid的进程

–ppid pid 显示属于pid的子进程

-M 显示SELinux信息,相当于

 

PS 优先级

QU2Q9K4L1A[9{M_1]F(JZTR

ni: nice值    【  -20——-19   】

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

4TFL3C}$987SNKJGY7{YD85

常用组合:    aux             -ef                     -eFH

 

搜索进程

按预定义的模式:pgrep                  pgrep    [options]    pattern

-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

HG`LQB6`)K$`}HXPFOA@}V2

-P pid: 显示指定进程的子进程

RDM$_L$GV%P$5O(Y`[8429H

pgrep   也支持正则表达式

0UV48GT~}K8K55W8N{UA)@C

 

系统工具  uptime

)@UJ}8~%4Y@YLF}`E0DLFIT

显示当前时间,系统已启动的时间、当前上线人数,系统平均负载(1、5、10分钟的平均负载,一般不会超过1)

uptime   系统启动时间       2 users  当前在线人数    load  average  系统平均负载       1     5     10分钟

系统平均负载:     指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数

通常每个CPU内核的当前活动进程数不大于3,那么系统的性能良好

如果每个CPU内核的任务数大于5, 那么此主机的性能有严重问题

如果linux主机是1个双核CPU,当Load Average 为6的时候说明机器已经被充分使用

 

进程管理工具

top:有许多内置命令  默认以CPU消耗排序的

排序:
P:以占据的CPU百分比,%CPU

M:占据内存百分比,%MEM

T:累积占据CPU时长,TIME+

17`YZWECH%H0}I6H9H9W9HA

  • top – 00:09:50[当前系统时间]
  • 1user[用户当前登录],
  • load average:0.00,0.01,0.05[系统负载,即任务队列的平均长度]
  • Tasks: 183 total[总进程数],
  • 2 running[正在运行的进程数],
  • 181 sleeping[睡眠的进程数],
  • 0 stopped[停止的进程数],
  • 0 zombie[冻结进程数],
  • Cpu(s): 0.2%us[用户空间占用CPU百分比],
  • 0.2%sy[内核空间占用CPU百分比],
  • 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],
  • 99.7%id[空闲CPU百分比], 0.0%wa[等待输入输出的CPU时间百分比],
  • 0.0%hi[硬中断],
  • 0.0%st[软中断],
  • Mem:1867048k total[物理内存总量],
  • 634096k used[使用的物理内存总量],
  • 574864k free[空闲内存总量],
  • 658088k buffers[用作内核缓存的内存量]
  • Swap:  2097148k total[交换区总量],
  • 0k used[使用的交换区总量],
  • 2097148k free[空闲交换区总量],
  • 1019512k avail Mem[有效的交换区总量],

首部信息显示:

uptime信息:l命令

tasks及cpu信息:t命令

cpu分别显示:1 (数字)  显示所有CPU

{FW@TE``6R$C`DZ9E5MD_TK

memory信息:m命令

修改刷新时间间隔:s   默认3秒刷新  改为5秒

G1@}M3V`K{%2SE]~)]BMN`T

终止指定进程:k      杀掉当前%CPU 使用率最高的

7H3$PT%HC8001}F)VI_I(IP

不想杀掉按 esc  退出

保存文件:W

在家目录里面 是隐藏文件    ls   -a

7T[%8PU@M%_LTAC1_1SNQ]U

看下.toprc

BA{H{]W4L@52W}I7UNT42E5

退出命令:q

选项:

-d #: 指定刷新时间间隔,默认为3秒      top  -d  6   指定为6秒刷新

TRVEBKBG(~N(F%EVV%XMU56

-b: 全部显示所有进程

-n #: 刷新多少次后退出

 

htop命令:EPEL源

选项:

-d #: 指定延迟时间;

-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:

s: 跟踪选定进程的系统调用

l: 显示选定进程打开的文件列表

a:将选定的进程绑定至某指定CPU核心

t: 显示进程树

 

内存空间    free

free [OPTION]

-b 以字节为单位              -m :以MB为单位                   -g :以GB为单位              -h :易读格式

-o :不显示-/+buffers/cache               -t :显示RAM + swap的总和

3O7]T4O1BM`LA)`WINZF`NW

-s: n 刷新间隔为n秒                              -c :n 刷新n次后即退出

3YZ(HTI6%(}VNZ`IBV69F~G

 

vmstat命令:虚拟内存信息

vmstat [options] [delay [count]]

vmstat   2 (刷新时间间隔秒)3(刷新次数完成后即退出)

`B3TUW%4T88L3{X%_[`I$]W

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:
swpd: 交换内存的使用总量

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)  (从磁盘读入内存)

bo: 保存数据至块设备的速率  (写入磁盘)

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(用户使用率)

sy: Time spent running kernel code(系统占有率)

id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.(空闲)

wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前,包括in idle.(等待)

st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown(偷到)

cs:切换

iostat:统计CPU和设备IO信息

OE7PH}QD(ULBL`]BAGAY$BW

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

cat /proc/PID/maps

cat /proc/1/maps }PXW)GT(@C{BZMQJKSOM1JR 比  pmap -x 1 显示的更详细

M9I9@ZX8T[J4`OJR@XKQ9}D

 

系统监控工具  glances  远程系统监控工具

glances命令:EPEL源

C/S模式下运行glances命令

服务器模式:

glances -s -B IPADDR                     IPADDR: 指明监听的本机哪个地址

B~A1~5L3Z$8U9)Y4K]A0O}5

MI71GXGJBG6F)5OJP$@~_W7

客户端模式:

glances -c IPADDR                         IPADDR:要连入的服务器端地址

BDM4}P~Q7[_)3HL@NI5~YTK

dstat命令:系统资源统计,代替vmstat,iostat

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

-c: 显示cpu相关信息

-C #,#,…,total

-d: 显示disk相关信息

-D total,sda,sdb,…

-g:显示page相关统计数据

-m: 显示memory相关统计数据

-n: 显示network相关统计数据

-p: 显示process相关统计数据

-r: 显示io请求相关的统计数据

-s: 显示swapped相关的统计数据

–tcp               –udp              –unix                 –raw             –socket               –ipc

–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

 

iotop 命令   EPEL源

otop命令是一个用来监视磁盘I/O使用状况的top类工具iotop具有与top相似的UI,其中包括PID、用户、

I/O、进程等相关信息,可查看每个进程是如何使用IO

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

O`P[@%J1V~@0O_`]PP3)[SJ

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

iotop常用参数

-o, –only只显示正在产生I/O的进程或线程,除了传参,可以在运行过程中按o生效

-b, –batch非交互模式,一般用来记录日志

-n NUM, –iter=NUM设置监测的次数,默认无限。在非交互模式下很有用

-d SEC, –delay=SEC设置每次监测的间隔,默认1秒,接受非整形数据例如1.1

-p PID, –pid=PID指定监测的进程/线程

-u USER, –user=USER指定监测某个用户产生的I/O

-P, –processes仅显示进程,默认iotop显示所有线程

-a, –accumulated显示累积的I/O,而不是带宽

-k, –kilobytes使用kB单位,而不是对人友好的单位。在非交互模式下,脚本编程有用

iotop常用参数和快捷键

-t, –time 加上时间戳,非交互非模式

-q, –quiet 禁止头几行,非交互模式

有三种指定方式

-q 只在第一次监测时显示列名

-qq 永远不显示列名

-qqq 永远不显示I/O汇总

交互按键

left和right方向键:改变排序

r:反向排序       o:切换至选项–only        p:切换至–processes选项     a:切换至–accumulated选项

q:退出             i:改变线程的优先级

 

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,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

按PID:kill [-SIGNAL] pid …

kill –n SIGNAL pid;kill –s SIGNAL pid

按名称:killall [-SIGNAL] comm…

按模式:pkill [options] pattern

-SIGNAL

-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(pgrep可用)

-a: 显示完整格式的进程名(pgrep可用)

-P pid: 显示指定进程的子进程

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 &

用jobs 可以查看后台执行的命令列表(只适合本终端执行的后台命令)

用killall  后面跟上进程编号 直接杀掉进程命令

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

保证断网后,程序能够继续执行

nohup COMMAND &>/dev/null &

nohup  COMMAND  &          终端显示的内容放到  nohup.out 文件中

tail    -f    nohup.out

screen;       COMMAND

用screen  -r  回复    screen  执行的命令 继续执行

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

并行运行

同时运行多个进程,提高效率

方法1

写   vi all.sh  脚本把    f1.sh&          f2.sh&           f3.sh& 放到脚本中执行脚本就可以

方法2

(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)

方法3

{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }

 

 

 

 

 

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