进程和计划任务

进程和计划任务

一、 进程

程序:是在磁盘上的一个文件,只要不去运行它就是一个静态文件,不占用内存空间;

进程:process是一个动态的概念,只有当用户将程序运行起来时才会有进程,当进程执行完毕时,就会从内存中删除。

线程:thread   pstree –p 命令显示中{}中的即为线程。

一个进程会对应一个程序,而一个程序可能会对应多个进程。

一个进程里至少有一个线程。

 

进程ID(Process ID,PID)号码被用来标记各个进程

除了PID还有一些额外信息,例如:UID(谁运行了这个程序)、GID(运行者所属主组)、和SELinux语境决定对文件系统的存取和访问权限

task struct(任务结构):存放了进程的必要信息;(PID,UID,GID,SELinux)每个进程都有一个struct。

task list:多个任务的的task struct组成的链表

系统中的第一个进程 :init(Centos6)

system(Centos7)

fork(生成子进程), clone(生成子进程以及兄弟进程)都可以用来生成下一级的子进程。

在生成进程时为了优化空间一般来说都会采用CoW(Copy on Write 写时复制)机制;

 

进程的状态:创建、就绪、阻塞、执行、终止。

QQ截图20180505094557

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

 

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个运行队列过期队列 (同级的运行队列中若任务全部完成,则过期队列转化为同级的运行队列)

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

QQ截图20180505100855

Big O:时间复杂度,用时和规模的关系。

 

进程内存

Page Frame: 页框,用存储页面数据,存储Page 4k

LRU:Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存 ,存放缓存数据的基本算法。

内存空间:物理地址空间和线性地址空间

MMU:Memory Management Unit(内存处理单元)负责转换线性和物理地址

TLB:Translation Lookaside Buffer (翻译后备缓冲器)用于保存虚拟地址和物理地址映射关系的缓存

IPC: Inter Process Communication (进程间通讯)

同一主机: signal:信号

shm: shared memory (共享内存)

semaphore:信号量,一种计数器 ,表示资源是否可用

不同主机:socket: IP和端口号

RPC: remote procedure call (远程过程调用)

MQ:消息队列,Kafka,ActiveMQ

进程类型

守护进程(后台执行): daemon,在系统引导过程中启动的进程,和终端无关进程

前台进程(前台执行):跟终端相关,通过终端启动的进程,占用终端资源

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

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

 

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   显示进程树

pstree –p  显示详细的进程树

ps: process state 显示进程状态,基于快照,即当时瞬间状态,默认显示当前这一个用户的前台进程。(不包括后台进程以及与终端无关的进程)

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

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:ps默认显示当前终端中的进程

ps  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

o 属性… 选项显示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem

L 显示支持的属性列表

-C cmdlist 指定命令,多个命令用,分隔

  -L 显示线程

-e: 显示所有进程,相当于-A

  -f: 显示完整格式程序信息

  -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

  -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Z

 

ps xo ni: nice值

    pri: priority 优先级

    psr: processor CPU编号

    rtprio: 实时优先级

 

使用watch实用程序执行重复的输出以实现对就程进行实时的监视,如下面的命令显示每秒钟的监视:

watch -n 1 ‘ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu –sort=-%mem | head’

 

renice命令: 可以调整进程nice优先级。

renice [-n] priority pid…

例:renice  -n  -10  2162      将2162号进程nice优先级调为-10

nice命令: 可以指定程序的优先级运行。

nice [OPTION] [COMMAND [ARG]…]

例:nice –n -5 cmd     以-5的优先级运行cmd程序

nice -5 cmd         以5的优先级运行cmd程序

nice –5 cmd        以-5的优先级运行cmd程序

 

按预定义的模式搜索进程: pgrep [options] pattern (支持正则表达式)

pgrep   -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

按确切的程序名称搜索进程:pidof

例:pidof  bash      显示bash进程的PID

 

uptime

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(指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数)。

load overage  ____1____  ____2____  ____3____

1.1分钟内的平均负载

2.5分钟内的平均负载

3.10分钟内的平均负载

注:平均负载值一般不会超过1

 

top:    动态观察进程

输入  P:以占据的CPU百分比,%CPU 排序

M:占据内存百分比,%MEM 排序

T:累积占据CPU时长,TIME+ 排序

q: 退出观察界面

s: 修改刷新时间间隔

k:终止指定进程

l:首部信息显示uptime信息

t:首部信息显示tasks及cpu信息

1(数字一):首部信息显示cpu分别显示

m:首部信息显示memory信息

W:保存文件

top   -d # 指定刷新时间间隔为#秒,默认为3秒

-b    全部显示所有进程

-n #  刷新#次后退出

 

htop命令:EPEL源

htop -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

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

 

free [OPTION]:显示内存空间使用状态

free -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行

-t 显示RAM + swap的总和

-s n 刷新间隔为n秒

-c n 刷新n次后即退出

 

vmstat命令:查看虚拟内存信息 ,默认执行完就退出,也可以通过加数字来动态观察。

例:vmstat 2 5      2秒执行命令一次,执行5次后退出

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

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)

 

iostat:统计CPU和设备IO信息

 

pmap命令:显示进程对应的内存映射关系

pmap –x  显示详细的信息

脏数据:正在修改尚未结束的数据

 

glances命令:EPEL源 ,远程监控远程主机上的状态。

 

dstat命令:系统资源统计,代替vmstat,iostat

dstat -c: 显示cpu相关信息

-d: 显示disk相关信息

-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

–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命令是一个用来监视磁盘I/O使用状况的top类工具

 

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

查看常用信号: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

 

killall (-15) sleep   杀死同样名字为sleep的程序。(killall默认为15号信号)

 

pkill [options] pattern(支持正则表达式)

-SIGNAL(信号编号)

-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:

查看当前终端所有作业:jobs

将命令从前台执行改为后台执行:cmd  &

将#号命令从后台放回前台:fg  #

将前台命令放入后台,但会使命令处于休眠状态:ctrl + z

将#号命令从休眠状态恢复到运行状态:bg  #

关闭#号命令:kill  %#

 

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(创建会话)

 

多进程并行执行:

方法一:编写脚本

vi all.sh

f1.sh&

f2.sh&

f3.sh&

方法二:

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

方法三:

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

 

、任务管理

未来的某时间点执行一次任务:at

周期性运行某任务:cron

 

执行一次任务:

at  -V 显示版本信息:

-l: 列出指定队列中等待运行的作业;相当于atq

-d: 删除指定的作业;相当于atrm

-c: 查看具体作业任务

-f /path/from/somefile:从指定的文件中读取任务

-m:当任务被完成之后,将给用户发送邮件,即使没有标准输出

at的时间格式:

  at now + #minutes    15分钟后执行命令

at 02pm + 3day       三天后的下午2点执行命令

 

noon, midnight, teatime(4pm)

tomorrow

now+#{minutes,hours,days, OR weeks}

 

白名单:/etc/at.allow 默认不存在,只有该文件中的用户才能执行at命令

黑名单:/etc/at.deny 默认存在,拒绝该文件中用户执行at命令,而没有在at.deny 文件中的使用者则可执行

如果两个文件都不存在,只有 root 可以执行 at 命令

若两个文件都存在则只有在白名单的用户才可以使用at命令

 

周期性运行任务:

确保crond守护处于运行状态:

CentOS 7:

systemctl status crond

CentOS 6:

service crond status

 

系统cron任务:vim  /etc/crontab

 

# .—————- minute (0 – 59)

# | .————- hour (0 – 23)

# | | .———- day of month (1 – 31)

# | | | .——- month (1 – 12) OR jan,feb,mar,apr …

# | | | | .—- day of week (0 – 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat

# | | | | |

# * * * * * user-name command to be executed

分 时 日 月 周几 执行人  命令

*/10   每10分钟执行一次

‘日’和‘周几’时“或”的关系

@monthly    每个月一号0点执行任务

@reboot     每次启动系统时执行任务

@yearly     每年一月一日0点执行任务

@daily      每天0点执行任务

@hourly     每个小时0分执行任务

@weekly     每周日0点执行任务

 

crontab   -l: 列出所有任务

-e: 编辑任务

-r: 移除所有任务

-i:同-r一同使用,以交互式模式移除指定任务

-u user: 仅root可运行,指定用户管理cron任务

控制用户执行计划任务

/etc/cron.{allow,deny}        (与at的黑白名单相同)

 

注:可以利用sleep命令达到秒级运行任务。

例:vim  f1.sh

cmd

sleep  20

cmd

sleep  20                     实现了每20秒执行一次任务

cmd

 

vim  /etc/crontab

* * * * * f1.sh

 

sleep命令:

sleep NUMBER[SUFFIX]…

SUFFIX:

s: 秒, 默认

m: 分

h: 小时

d: 天

 

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