Linux進程管理

博文結構
什麼是程序
工做管理
程序管理

一.什麼是程序

1.在 Linux 系統當中： 「 觸發任何一個事件時，系統都會將他定義成爲一個程序，而且給予這個程序一個 ID ，稱爲 PID ，同時依據啓發這個程序的使用者與相關屬性關係，給予這個 PID 一組有效的權限設置。

2.程序與進程 （ process & program ）

執行一個程序或指令 」 就能夠觸發一個事件而取得一個 PID 囉！咱們說過，系統應該是僅認識 binary file 的，那麼當咱們要讓系統工做的時候，固然就是須要啓動一個 binary file ，那個 binary file 就是程序 （ program ）

如上圖所示，程序通常是放置在實體磁盤中，而後經過使用者的執行來觸發。觸發後會載入到內存中成爲一個個體，那就是程序。 爲了操做系統可管理這個程序，所以程序有給予執行者的權限 / 屬性等參數，幷包括程序所須要的指令碼與數據或文件數據等， 最後再給予一個 PID 。系統就是經過這個 PID 來判斷該 process 是否具備權限進行工做的

• 程序 （ program ）：一般爲 binary program ，放置在儲存媒體中 （如硬盤、光盤、軟盤、磁帶等）， 爲實體文件的型態存在；

• 進程 （ process ）：程序被觸發後，執行者的權限與屬性、程序的程序碼與所需數據等都會被載入內存中， 操做系統並給予這個內存內的單元一個識別碼 （ PID ），能夠說，進程就是一個正在運行中的程序。

• 子程序與父程序：程序彼此之間是有相關性的！以上面的圖示來看，連續執行兩個 bash 後，第二個 bash的父程序就是前一個 bash 。由於每一個程序都有一個 PID ，那某個程序的父程序該如何判斷？就經過 Parent PID（ PPID ）來判斷便可。
  

• fork and exec ：程序調用的流程
  其實子程序與父程序之間的關係還挺複雜的，最大的複雜點在於程序互相之間的調用。在 Linux 的程序調用一般稱爲 fork-and-exec 的流程程序都會藉由父程序以複製 （ fork ）的方式產生一個如出一轍的子程序， 而後被複製出來的子程序再以 exec的方式來執行實際要進行的程序，最終就成爲一個子程序的存在。

如圖：

（1 ）系統先以 fork 的方式複製一個與父程序相同的暫存程序，這個程序與父程序惟一的差異就是 PID 不一樣！ 可是這個暫存程序還會多一個 PPID 的參數，PPID 如前所述，就是父程序的程序識別碼啦！而後
（ 2 ）暫存程序開始以 exec 的方式載入實際要執行的程序，以上述圖示來說，新的程序名稱爲 qqq ，最終子程序的程序碼就會變成 qqq 了！

二.工做管理

• 這個工做管理 （ job control ） 是用在 bash 環境下的，也就是說： 「 當咱們登錄系統取得 bash shell 以後，在單一終端機接口下同時進行多個工做的行爲管理 」 。舉例來講，咱們在登錄 bash 後， 想要一邊複製文件、一邊進行數據搜尋、一邊進行編譯，還能夠一邊進行 vim 程序撰寫！ 固然咱們能夠重複登錄那六個命令行的終端機環境中

• 要進行 bash 的工做管理必需要注意到的限制是：

這些工做所觸發的程序必須來自於你 shell 的子程序（只管理本身的 bash ）；
前景：你能夠控制與下達指令的這個環境稱爲前景的工做 （ foreground ）；
背景：能夠自行運行的工做，你沒法使用 [ctrl]+c 終止他，可以使用 bg/fg 調用該工做；
背景中 「 執行 」 的程序不能等待 terminal（終端）/shell 的輸入（ input ）

例如：能夠隱藏執行程序

[root@localhost ~]# tar -zpcf /tmp/etc.tar.gz /etc/&
[1] 3433            \\PID

• 觀察目前的背景工做狀態： jobs

[root@localhost ~]# jobs
參數以下：
-l ： 除了列出job number與指令串以外，還列出PID
-r :   僅列出正在背景run的工做
- s :僅列出正在背景當中暫停（stop）  的工做
[root@localhost ~]# jobs -l
[1]-  3516 中止                  vim aaa
[2]+  3520 中止                  vim abbb

• 將背景工做拿到前景來處理： fg

[root@localhost ~]# fg %1

選項與參數:
%jobnumber : jobnumber爲工做號碼（數字），注意，那個%是無關緊要的

• 讓工做在背景下的狀態變成運行中： bg

舉例：執行以下命令後，馬上丟掉背景去工做

[root@localhost ~]# find / -perm /7000 > /tmp/test.txt     \\查詢過程當中按下ctrl+z暫停
find: ‘/proc/3585/task/3585/fd/6’: 沒有那個文件或目錄
find: ‘/proc/3585/task/3585/fdinfo/6’: 沒有那個文件或目錄
find: ‘/proc/3585/fd/6’: 沒有那個文件或目錄
find: ‘/proc/3585/fdinfo/6’: 沒有那個文件或目錄
[3]+  已中止               find / -perm /7000 > /tmp/test.txt
[root@localhost ~]# jobs   \\查看一下
[1]-  已中止               vim aaa
[2]   已中止               vim abbb
[3]+  已中止               find / -perm /7000 > /tmp/test.txt

• 管理背景當中的工做： kill

[root@localhost ~]# kill -signal %jobnumber    \\命令格式
[root@localhost ~]# kill -l
選項與參數
-l ：這個是L的小寫，列出目前kill可以使用的訊號有哪些
signal ：表明給與後面接的那個工做什麼樣的指示
-1 : 從新讀取一次參數的配置文件相似（reload）
-2 : 表明與由鍵盤輸入【ctrl】-c一樣的動做
-9 ： 馬上強制刪除一個工做
-15 ： 以正常的程序方式終止一項工做，與-9不同
例如：
[root@localhost ~]# kill -9 %2
[2]   已殺死               vim abbb

• ps ：將某個時間點的程序運行狀況擷取下來

[root@localhost ~]# ps aux     \\觀察系統全部的程序數據
[root@localhost ~]# ps -lA       \\也是可以觀察全部系統數據
[root@localhost ~]# ps axjf       \\連同部分程序樹狀態
選項與參數：
-A :全部的process :均顯示出來，與-e具備一樣的效用;
-a :不與terminal 有關的全部process ;
-u :有效使用者( effective user)相關的process ;
-x:一般與a這個參數一塊兒使用，可列出較完整信息。
輸出長格式規則：
1 :較長、較詳細的將該PID的的信息列出;
j :工做的格式( jobs format )
-f:作一個更爲完整的輸出。0

• 僅觀察本身的 bash 相關程序： ps -l

[root@localhost ~]# ps -l
F S   UID    PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
4 S     0   3373   3368  0  80   0 - 29191 wait   pts/0    00:00:00 bash
4 T     0   3516   3373  0  80   0 - 37936 signal pts/0    00:00:00 vim
4 T     0   3585   3373  0  80   0 - 30320 signal pts/0    00:00:00 find
0 R     0   3852   3373  0  80   0 - 37233 -      pts/0    00:00:00 ps

F ：表明這個程序旗標 （ process flags ），說明這個程序的總結權限，常見號碼有：
若爲 4 表示此程序的權限爲 root ；
若爲 1 則表示此子程序僅進行復制（ fork ）而沒有實際執行（ exec ）。
S ：表明這個程序的狀態 （ STAT ），主要的狀態有：
R（ Running ）：該程序正在運行中；
S（ Sleep ）：該程序目前正在睡眠狀態（ idle ），但能夠被喚醒（ signal ）。
D：不可被喚醒的睡眠狀態，一般這支程序可能在等待 I/O 的狀況（ ex> 打印）
T：中止狀態（ stop ），多是在工做控制（背景暫停）或除錯 （ traced ） 狀態；
Z（ Zombie ）：殭屍狀態，程序已經終止但卻沒法被移除至內存外。
UID/PID/PPID：表明 「 此程序被該 UID 所擁有 / 程序的 PID 號碼 / 此程序的父程序 PID 號碼 」
C：表明 CPU 使用率，單位爲百分比；
PRI/NI： Priority/Nice 的縮寫，表明此程序被 CPU 所執行的優先順序，數值越小表明該程序越快被 CPU 執行。詳細的 PRI與 NI 將在下一小節說明。
ADDR/SZ/WCHAN ：都與內存有關， ADDR 是 kernel function 
TTY：登錄者的終端機位置，若爲遠端登錄則使用動態終端接口 （ pts/n ）；
TIME：使用掉的 CPU 時間，注意，是此程序實際花費 CPU 運行的時間，而不是系統時間；
CMD：就是 command 的縮寫，形成此程序的觸發程序之指令爲什麼

• 觀察系統全部程序： ps aux

[root@localhost ~]# ps -aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.3 125288  3832 ?        Ss   21:36   0:01 /usr/lib/systemd/syst
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    21:36   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    21:36   0:00 [ksoftirqd/0]
root          6  0.0  0.0      0     0 ?        S    21:36   0:00 [kworker/u256:0]
root          7  0.0  0.0      0     0 ?        S    21:36   0:00 [migration/0]
root          8  0.0  0.0      0     0 ?        S    21:36   0:00 [rcu_bh]
root          9  0.0  0.0      0     0 ?        R    21:36   0:00 [rcu_sched]
............................
USER ：該 process 屬於那個使用者賬號的？
PID ：該 process 的程序識別碼。
%CPU ：該 process 使用掉的 CPU 資源百分比；
%MEM ：該 process 所佔用的實體內存百分比；
VSZ ：該 process 使用掉的虛擬內存量 （ KBytes ）
RSS ：該 process 佔用的固定的內存量 （ KBytes ）
TTY ：該 process 是在那個終端機上面運行
STAT ：該程序目前的狀態，狀態顯示與 ps -l 的 S 旗標相同 （ R/S/T/Z ）
START ：該 process 被觸發啓動的時間；
TIME ：該 process 實際使用 CPU 運行的時間。
COMMAND ：該程序的實際指令

[root@localhost ~]# ps -lA
F S   UID    PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
4 S     0      1      0  0  80   0 - 31322 ep_pol ?        00:00:01 systemd
1 S     0      2      0  0  80   0 -     0 kthrea ?        00:00:00 kthreadd
1 S     0      3      2  0  80   0 -     0 smpboo ?        00:00:00 ksoftirqd/0
1 S     0      6      2  0  80   0 -     0 worker ?        00:00:00 kworker/u256:0
..................................
能夠發現每一個字段與ps -l 的輸出狀況相同，但顯示的程序則包括系統所的程序有

• top ：動態觀察程序的變化

選項與參數:
-d :後面能夠接秒數，就是整個程序畫面更新的秒數。默認是5秒;
-b :以批次的方式執行top，還有更多的參數可使用喔!一般會搭配數據流重響來將批次的結果輸出成爲文件。
-n:與-b搭配，意義是，須要進行幾回top的輸出結果。
p :指定某些個PID來進行觀察監測而已。在top執行過程中可使用的按鍵指令:
? :示在top 當中能夠輸入的按鍵指令;
P :以CPU的使用資源排序顯示;
M :以Memory的使用資源排序顯示;
N :以PID來排序
T :由該Process使用的CPU時間累積(TIME+) 排序。
k :給予某個PID一個訊號( signa1)
r：給予某個PID從新制訂一個nice值。
q。開top軟件的按鍵。

[root@localhost ~]# top -d 2   \\在裏面按下r，則會輸入東西
top - 22:12:54 up 35 min,  2 users,  load average: 0.27, 0.20, 0.14
Tasks: 172 total,   2 running, 168 sleeping,   2 stopped,   0 zombie
%Cpu(s): 12.8 us,  2.1 sy,  0.0 ni, 85.1 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :   999936 total,    76540 free,   540976 used,   382420 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2094632 free,     2516 used.   233744 avail Mem 

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND           
  2867 root      20   0 1484940 170296  49456 S  6.5 17.0   0:30.15 gnome-shell       
  1747 root      20   0  215824  26092  10428 R  4.0  2.6   0:11.07 Xorg              
  3368 root      20   0  574040  23780  14652 S  2.0  2.4   0:06.29 gnome-terminal-   
  2833 root      20   0 1094016  24516  15828 S  1.5  2.5   0:00.73 gnome-settings-   
  2904 root      20   0  574456   8876   5320 S  1.0  0.9   0:01.23 caribou           
   676 root      20   0    4368    592    496 S  0.5  0.1   0:01.79 rngd              
  2654 root      20   0   27644   1844    620 S  0.5  0.2   0:00.30 dbus-daemon       
  2821 root      20   0  201268   3428   2768 S  0.5  0.3   0:00.31 at-spi2-registr   
 43813 root      20   0  157708   2288   1584 R  0.5  0.2   0:00.03 top               
     1 root      20   0  125288   3832   2404 S  0.0  0.4   0:01.70 systemd           ..........................

top主要分爲兩個畫面，上面的畫面爲整個系統的資源使用狀態，基本上總共有六行，顯示的內容依序是： 

第一行（ top...） ：目前的時間，亦便是 10:52:16 那個項目；
開機到目前爲止所通過的時間，亦便是 up 1:40, 那個項目；
已經登錄系統的使用者人數，亦便是 2 users, 項目；
系統在 1, 5, 15 分鐘的平均工做負載

第二行（ Tasks... ）：顯示的是目前程序的總量與個別程序在什麼狀態（ running, sleeping, stopped, zombie ）

第三行（ %Cpus... ）：顯示的是 CPU 的總體負載
6.7% us — 用戶空間佔用CPU的百分比。
0.4% sy — 內核空間佔用CPU的百分比。
0.0% ni — 改變過優先級的進程佔用CPU的百分比
92.9% id — 空閒CPU百分比
0.0% wa — IO等待佔用CPU的百分比
0.0% hi — 硬中斷（Hardware IRQ）佔用CPU的百分比
0.0% si — 軟中斷（Software Interrupts）佔用CPU的百分比
0.0% st ---虛擬cpu等待實際cpu的時間百分比

第四行：內存狀態
8306544k total — 物理內存總量（8GB）
7775876k used — 使用中的內存總量（7.7GB）
530668k free — 空閒內存總量（530M）
79236k buffers — 緩存的內存量 （79M）

第五行：swap交換分區
2031608k total — 交換區總量（2GB）
2556k used — 使用的交換區總量（2.5M）
2029052k free — 空閒交換區總量（2GB）
4231276k cached — 緩衝的交換區總量（4GB）

第六行：這個是當在 top 程序當中輸入指令時，顯示狀態的地方。
PID ：每一個 process 的 ID 啦！
USER ：該 process 所屬的使用者；
PR ： Priority 的簡寫，程序的優先執行順序，越小越早被執行；
NI ： Nice 的簡寫，與 Priority 有關，也是越小越早被執行；
%CPU ： CPU 的使用率；
%MEM ：內存的使用率；
TIME+ ： CPU 使用時間的累加；

[root@localhost ~]# top -b -n 2 > /tmp/123.txt
將top的信息進行2次，而後將結果輸出到/tmp/123.txt文件中
[root@localhost ~]# cat /tmp/123.txt

• pstree

選項與參數:

-A :各程序樹之間的鏈接以ASCII 字符來鏈接;
-U :各程序樹之間的鏈接以萬國碼的字符來鏈接。在某些終端接口下可能會有錯誤;
P :並同時列出每一個process 的PID;
u :並同時列出每一個process的所屬賬號名稱。