Linux进程管理

进程管理

    进程概念

     内核的功用:进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、 安全功能等

     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(centos6):第一个进程

    父子关系

    systemd(centos7 )

    父子进程

    进程:都由其父进程创建, COW

    fork(), clone()

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    进程优先级

     进程优先级:

    系优先级: 数字越小,优先级越高

    0-139( CentOS4,5)

    各有140个运行队列过期队列

    当进程发出请求使用cpu时,会按先后顺序或者系统优先级大小,在运行队列中等候。由于cup并非将全部时间分配给一个进程使用,而是将单位时间分为多个片段,然后按进程的优先级或多或少分配,当一个进程使用完所分配的时间,但是进程还没有完全结束,就会按顺序进入过时队列;当cpu完成所有运行队列的进程是,就会讲过时队列变为运行队列,再次运行,直至进程结束。

    0-98, 99( CenOS6)

    实时优先级: 99-0:值最大优先级最高

    Nice值: -20, 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)

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    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

    如同磁盘一样,内存并不会应内存要多少空间,就会讲整段连续空间分配给进程,内存会事先将内存如磁盘一样分block,而内存则成为page frame页框,进程需要多大的空间,内存将会按其所需分配相应数量的页框,或连续或不连续,然后标记其位置,cup会按位置调用指定地址的内存内容

    LRU: Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存

    物理地址空间和线性地址空间

    MMU: Memory Management Unit负责转换线性和物理地址

     IPC: Inter Process Communication

    同一主机上

    signal

    shm: shared memory

    semophore 信号量,一种计数器

    不同主机上:

    rpc: remote procedure call

    socket: IP和端口号

    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(一般标记为?)

    前台进程:跟终端相关,通过终端启动的进程(一般标记其终端类型与终端号)

    注意:两者可相互转化

    [root@www ~]# ps aux |head

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

    root      2107  0.0  0.4  52976  4744 ?        S    07:19   0:00 /usr/libexec/polkit-1/polkitd

    rtkit     2118  0.0  0.1 168456  1192 ?        SNl  07:19   0:01 /usr/libexec/rtkit-daemon

    root      2123  0.0  0.2 141788  2064 ?        S    07:19   0:00 pam: gdm-password

    root      3272  0.0  0.4 102084  4140 ?        Ss   14:07   0:01 sshd: root@pts/1,pts/0

    root      3276  0.0  0.1 108452  1900 pts/1   Ss+  14:07   0:00 -bash

    postfix   4608  0.0  0.3  80976  3404 ?        S    22:20   0:00 pickup -l -t fifo -u

    root      4674  0.0  0.1 108352  1816 pts/0   Ss   22:51   0:00 -bash

    root      4697  0.0  0.1 110248  1148 pts/0   R+   22:51   0:00 ps aux

    root      4698  0.0  0.0 100952   644 pts/0   S+   22:51   0:00 tail

     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,暂停于内存中,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

    系统管理工具

     进程的分类:

    CPU-Bound: CPU密集型,非交互

    如图形界面,比较耗cpu资源

    IO-Bound: IO密集型,交互

    如dd命令,cpu使用率低,但是磁盘IO高

     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(以树形查看进程)

     ps: process state

    ps – report a snapshot of the current processes

    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

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    列举进程ps

     适用ps来查看进程信息

     ps [OPTION]…

     支持三种选项:

    UNIX选项 如-A -e

    BSD选项 如a

    GUN选项 如–help

    • 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 选项显示进程的父进程

    • o 属性… 选项显示定制的信息:

    pid、 comm、 %cpu、 %mem、 state、 tty、 euser、 ruser

    一般组合ps -aux 使用

    进程管理工具

     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

    N:低优先级进程

    <: 高优先级进程

    s: session leader,会话(子进程)发起者

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    进程管理工具

     常用组合: -ef

    -e: 显示所有进程

    -f: 显示完整格式程序信息

     常用组合: -eFH

    -F: 显示更完整格式的进程信息

    -H: 以进程层级格式显示进程相关信息

     常用组合:自定义

    -eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,

    pcpu,stat,comm

    axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,

    pid,pcpu,comm

    进程管理工具

     ni: nice值  

    pri: priority,优先级  

    psr: processor, CPU编号  

    rtprio: 实时优先级

    搜索进程

     最灵活: ps 选项 | 其它命令

     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

    -P pid: 显示指定进程的子进程

     按确切的程序名称: /sbin/pidof

    $pidof bash

    系统工具

     uptime

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    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)

     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。

     如果每个CPU内核的当前活动进程数不大于3的话,那么

    系统的性能良好。 如果每个CPU内核的任务数大于5,那么这台机器的性能有严重问题。

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

    (lscpu   可查看cpu情况)

    进程管理工具

     top:有许多内置命令:

    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+

    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)

    memory信息: m命令

    退出命令: q

    修改刷新时间间隔: s

    终止指定进程: k

    保存文件: W

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    top命令

     栏位信息简介

    us:用户空间

    sy:内核空间

    ni:调整nice时间

    id:空闲

    wa:等待IO时间

    hi:硬中断

    si:软中断(模式切换)

    st:虚拟机偷走的时间

    进程管理工具

    栏位信息简介

    PID (Process Id):任务的进程ID

    PPID (Parent Process Pid):父任务的进程ID

    RUSER (Real User Name):任务的所有者真实名称

    UID (User Id):任务所有者ID

    USER (User Name):任务所有者名称

    GROUP (Group Name):任务所有者群组名

    TTY (Controlling Tty):终端

    PR (Priority):优先级

    %CPU (CPU usage):CPU使用率

    %MEM (Memory usage (RES)):内存使用率

    S (Process Status):进程状态

    TIME+ (CPU Time, hundredths):CPU时间,精确到秒

    进程管理工具

     选项:

    -d #: 指定刷新时间间隔,默认为3秒

    -b: 以批次方式

    -n #: 显示多少批次

     htop命令:需从Fedora-EPEL源安装

    http://172.16.0.1/fedora-epel/7/x86_64

    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

     vmstat命令:虚拟内存信息

    vmstat [options] [delay [count]]

    vmstat 2 5(隔2秒显示一次一共显示5次)

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     procs:

    r:等待运行的进程的个数,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

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    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;

    #pmap 1

    另外一种实现:

    # cat /proc/PID/maps

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    glances命令: EPEL源

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

    password] [–password] [-t refresh] [-f file] [-o output]

     内建命令:

    a Sort processes automatically l Show/hide logs

    c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O

    m Sort processes by MEM% w Delete warning logs

    p Sort processes by name x Delete warning and critical logs

    i Sort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats

    d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen

    f Show/hide file system stats t View network I/O as combination

    n Show/hide network stats u View cumulative network I/O

    s Show/hide sensors stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)

    y Show/hide hddtemp stats

     常用选项:

    -b: 以Byte为单位显示网卡数据速率

    -d: 关闭磁盘I/O模块

    -f /path/to/somefile: 设定输入文件位置

    -o {HTML|CSV}:输出格式

    -m: 禁用mount模块

    -n: 禁用网络模块

    -t #: 延迟时间间隔

    -1:每个CPU的相关数据单独显示

     C/S模式下运行glances命令

     服务模式:

    glances -s -B IPADDR

    IPADDR: 指明监听的本机哪个地址

     客户端模式:

    glances -c IPADDR

    IPADDR:要连入的服务器端地址

    dstat命令:系统资源统计

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     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

    kill命令:(默认是发15信号)

    向进程发送控制信号,以实现对进程管理

    显示当前系统可用信号: kill -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

    9) SIGKILL: 杀死正在运行的进程(强制退出)

    15) SIGTERM:终止正在运行的进程(正常退出)

    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 …

    按名称: killall [-SIGNAL] comm…

    killall bash

    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

    -a: 显示完整格式的进程名

    -P pid: 显示父进程为此处指定的进程的进程列表

    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)

     如何让作业运行于后台?

    (1) 运行中的作业: Ctrl+z(前台到后台,在后台是休眠状态)

    (2) 尚未启动的作业: # COMMAND &

    将作业放置后台,作业会有两种状态    后台运行  与后台休眠;但是后台运行的作业有标准,有标准输出也会正常输出

     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 & #screen;COMMAND

     查看所有作业:

    # 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;(18是继续在后台运行;19是放置在后台,停止状态)

    并行运行

    f1.sh ;f2.sh ;f3.sh    顺序运行

     同时运行多个进程,提高效率

     vi all.sh

    f1.sh&

    f2.sh&

    f3.sh&

    然后运行all.sh

     (f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)

     { f1.sh& f2.sh& f3.sh& } 无名函数

    进程优先级(让cpu多分配一点时间。然而并非所有程序提高优先级,就能更快工作,如ping,需要等待对方回应才能ping第二个包)

    普通用户只能讲优先级调大(nice优先级越大资源越少)

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     进程优先级调整:

    静态优先级: 100-139

    进程默认启动时的nice值为0,优先级为120

    只有根用户才能降低nice值(提高优先性)

     nice命令:

    nice [OPTION] [COMMAND [ARG]…]

    nice -n {优先级} COMMAND

     renice命令:(运行状态下更改)

    renice [-n] priority pid…

     查看:

    ps axo pid,comm,ni

    

ps :搭配各种选项,可以详细查看当前系统运行的所有进程信息

pstree:以树形式,【搭配各种选型】查看当前系统所运行的大部分进程(可以直观地查看进程之间的父子关系)

uptime:现在的时间 、系统开机运转到现在经过的时间 、连线的使用者数量 、最近一分钟,五分钟和十五分钟的系统负载

没有更多选项,-V查看uptime版本号

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vmstat:显示的项目比较少(procs、memory、swap、disk、cpu),但是直观

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pmap:查看指定进程(pid)以及其所依赖的裤文件,内存映射。报告进程的地址空间和内存状态信息

top:比ps更加详细直观查看系统运行的状况,融合了ps、uptime、vmsta的功能,详尽列出系统各硬件当前运行状态,可执行kill命令(根据kill信号的不同,可对进程进行关闭,强制关闭,重启等操作),相应的比上边结束的工具所暂用系统资源大一点

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htop:top的升级版(用户相对关注的信息会高亮),有用户交互的操作(ssh连接状态下)

glances(需要EPEL源):与htop相同,但是比htop要耗系统资源

dstat:显示系统状况,不包括进程的监视,每秒刷新一次

kill:根于kill信号不同,对进程进行管理(不包括创建新进程)

原创文章,作者:hunter,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/45510