Linux進程管理

一、  進程管理的基礎概念

1. 什麼是進程

顧名思義，進程是指當前系統運行的程序，每一個進程有惟一的標識符PID，進程由內核管理經過task_struck和task_list來調度和管理的。

1. 內核的定義及功能

內核是操做系統的核心，控制的計算機的基本硬件，全部程序和CPU、內存等計算機硬件通信都須要向內核申請。內核負責進程管理、文件系統、網絡功能、內存管理、驅動程序、安全功能。

1. 進程建立

Linux全部進程都是經過init建立，init是全部進程的父進程，父進程的子進程必須又父進程來關閉，若是父進程被關閉，子進程也會被關閉。進程建立方法由三種：fork()、clone()、vfork()。fork()經過克隆的方式建立子進程，可是子進程擁有本身的結構和 PID，修改子進程的配置文件，並不會影響父進程；系統調用fork()和vfork()是無參數的，而clone()則帶有參數，clone()會有選擇的將父進程的資源複製給子進程，沒有複製的部分將經過指針共享；vfork()建立的子進程會與父進程共享空間和資源，子進程的變量修改會直接影響父進程。

1. 進程優先級

進程的優先級在系統中經過數字0-139表示，數字越小優先級越高。

0：爲全部進程的父進程

1-99：顯示進程的實時優先級，爲內核調度，動態分配

100-139：顯示進程的靜態優先級

Nice值：調整進程靜態優先級，nice值範圍爲-20，19，依次對應100-139，負值爲高優先級，正值爲低優先級，0表示不調整優先級。

1. 進程通訊（Inter process communication）

同主機經過singnal（信號）、shared memory（共享內存）、semerphore（旗語）來通信，若是不在贊成主機上須要經過remote procecure call（RPC遠程通信協議）、socket（套接字）來通訊。

1. 進程管理機制

Linux內核的特色是Preemption（搶佔）多任務運行，這種搶佔不須要徵求正在運行的進程的贊成而強制打斷。

進程的類型分爲一下兩種：

守護進程：在系統引導過程當中啓動的進程，跟終端無關，通常稱之爲後臺進程；

前臺進程：跟終端相關，經過終端啓動的進程，通常稱之爲前臺進程，能夠將前臺進程送日後臺，以守護模式運行

進程運行狀態主要有如下幾種：

running：運行態

ready：就緒態

睡眠態：睡眠態分爲interruptable（可中斷睡眠）和uninterruptable（不可中斷睡眠），可中斷睡眠表示隨時能夠喚醒的，不可中斷失眠表示不能隨時喚醒的，通常不可中斷睡眠發生在外部條件不知足，沒法繼續進行時，例如磁盤I/O的時候。

stopped：中止態，暫停於內存中，但不會被調度，除非手動啓動

zomble：僵死態，每一個進程都由其父進程建立，子進程銷燬後由父進程進行回收，可是父進程被銷燬於子進程以前，則該子進程被稱爲僵死進程。

進程分類：

CPU-Bound：計算密集型，只大部分時間用來計算，I/O一直處於等待中的較多；

IO-Bound：只CPU一直出於等待中中，IO頻率較高。

 

二、  進程查看管理工具詳解

經常使用的進程管理命令和工具備pstree、ps、pidof、top、htop、glances、pmap、vmstat、dstat、kill、pkill、job、bg、fg、nohup

 

2.1 pstree

   功能：使用樹型顯示進程

   用法：pstree

   示例：

[root@localhost ~]# pstree

systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]

        ├─NetworkManager─┬─dhclient

        │                └─2*[{NetworkManager}]

        ├─2*[abrt-watch-log]

        ├─abrtd

        ├─accounts-daemon───2*[{accounts-daemon}]

        ├─alsactl

        ├─at-spi-bus-laun─┬─dbus-daemon───{dbus-daemon}

        │                 └─3*[{at-spi-bus-laun}]

        ├─at-spi2-registr───{at-spi2-registr}

        ├─atd

        ├─auditd─┬─audispd─┬─sedispatch

        │        │         └─{audispd}

        │        └─{auditd}

        ├─avahi-daemon───avahi-daemon

        ├─bluetoothd

        ├─caribou───2*[{caribou}]

        ├─colord───2*[{colord}]

        ├─crond

        ├─cupsd

        ├─2*[dbus-daemon───{dbus-daemon}]

        ├─dbus-launch

        ├─dconf-service───2*[{dconf-service}]

        ├─dnsmasq───dnsmasq

        ├─evolution-calen───5*[{evolution-calen}]

        ├─evolution-sourc───2*[{evolution-sourc}]

        ├─firewalld───{firewalld}

        ├─gconfd-2

        ├─gdm─┬─Xorg

        │     ├─gdm-session-wor─┬─gnome-session─┬─abrt-applet───{abrt-applet}

        │     │                 │               ├─gnome-settings-───4*[{gnome-settings-}]

        │     │                 │               ├─gnome-shell─┬─ibus-daemon─┬─ibus-dconf───3*[{ibus-dconf}]

        │     │                 │               │             │             ├─ibus-engine-sim───2*[{ibus-engine-sim}]

        │     │                 │               │             │             └─2*[{ibus-daemon}]

        │     │                 │               │             └─6*[{gnome-shell}]

        │     │                 │               ├─gnome-software───3*[{gnome-software}]

        │     │                 │               ├─nautilus───3*[{nautilus}]

        │     │                 │               ├─seapplet

        │     │                 │               ├─ssh-agent

        │     │                 │               ├─tracker-extract───13*[{tracker-extract}]

        │     │                 │               ├─tracker-miner-a───2*[{tracker-miner-a}]

        │     │                 │               ├─tracker-miner-f───3*[{tracker-miner-f}]

        │     │                 │               ├─tracker-miner-u───2*[{tracker-miner-u}]

        │     │                 │               └─3*[{gnome-session}]

        │     │                 └─2*[{gdm-session-wor}]

        │     └─3*[{gdm}]

        ├─gnome-keyring-d───4*[{gnome-keyring-d}]

        ├─gnome-shell-cal───4*[{gnome-shell-cal}]

        ├─gnome-terminal-─┬─bash

        │                 ├─gnome-pty-helpe

        │                 └─3*[{gnome-terminal-}]

        ├─goa-daemon───3*[{goa-daemon}]

        ├─goa-identity-se───2*[{goa-identity-se}]

        ├─gsd-printer───{gsd-printer}

        ├─gssproxy───5*[{gssproxy}]

        ├─gvfs-afc-volume───2*[{gvfs-afc-volume}]

        ├─gvfs-goa-volume───{gvfs-goa-volume}

        ├─gvfs-gphoto2-vo───{gvfs-gphoto2-vo}

        ├─gvfs-mtp-volume───{gvfs-mtp-volume}

        ├─gvfs-udisks2-vo───2*[{gvfs-udisks2-vo}]

        ├─gvfsd───{gvfsd}

        ├─gvfsd-fuse───4*[{gvfsd-fuse}]

        ├─gvfsd-metadata───{gvfsd-metadata}

        ├─gvfsd-trash───2*[{gvfsd-trash}]

        ├─httpd───5*[httpd]

        ├─ibus-x11───2*[{ibus-x11}]

        ├─ksmtuned───sleep

        ├─libvirtd───15*[{libvirtd}]

        ├─lsmd

        ├─lvmetad

        ├─master─┬─pickup

        │        └─qmgr

        ├─mission-control───2*[{mission-control}]

        ├─packagekitd───2*[{packagekitd}]

        ├─polkitd───5*[{polkitd}]

        ├─pulseaudio───2*[{pulseaudio}]

        ├─rngd

        ├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}]

        ├─rtkit-daemon───2*[{rtkit-daemon}]

        ├─smartd

        ├─sshd───sshd───bash───pstree

        ├─systemd-journal

        ├─systemd-logind

        ├─systemd-udevd

        ├─tracker-store───7*[{tracker-store}]

        ├─tuned───4*[{tuned}]

        ├─udisksd───4*[{udisksd}]

        ├─upowerd───2*[{upowerd}]

        ├─vmtoolsd───{vmtoolsd}

        ├─vmtoolsd

        └─wpa_supplicant

 

2.2 pstree

   用途：report a snapshot of the current processes（當前進程快照的報告）

   語法：ps [option]…

   選項：

     經常使用組合：aux

       u：以用戶爲中心組織進程狀態信息的顯示

            a：與用戶終端相關的進程

       x：與用戶終端無關的進程

     [root@localhost ~]# ps aux

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

     命令顯示內容解析：

       VSZ: Virtual memory Size ，虛擬內存集

       RSS: Resident size    ，常駐內存集

       STAT：進程狀態

          R：running，運行態

          S：interruptable sleeping，可中斷睡眠

          D：uninterruptable sleeping，不可中斷睡眠

          T：stopped，中止態

          Z：zamble，僵死態

         

          +：前臺進程

          l：多線程進程

          N：低優先級進程

          <：高優先級進程

          s：session leader

 

     經常使用組合：-ef

            -e : 顯示全部的進程

       -f ：顯示完整格式的程序信息

 

     經常使用組合：-eFH

       -F : 顯示完整格式的進程信息

       -H : 以進程層級格式顯示進程的相關信息

 

     經常使用組合：-eo,axo

       -eo : pid , tid , class , rtprio , ni ,pri , psr , pcup , stat , comm

       -axo : stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm

            ni: nice值

            pri : priority ，優先級

            prs: processor ,cpu

            rtprio：實時優先級

 

2.2 pgrep，pkill

         用途：

                   pgrep : 以名稱爲依據顯示對應進程的PID

                   pkill：殺死運行中的進程

         格式：

pgrep[ option ] pattern

pkill [ option ] pattern

         選項：

                   -u uid ： effective user

                   -U uid ： real user

                   -t terminal : 與指定終端相關的進程

                   -l ：顯示進程名

                   -a ：顯示完整格式的進程名

                   -p pid : 顯示其父進程爲此處指定的進程的進程列表

 

2.3 pidof

         用途：根據進程名獲取其PID

 

2.4 top

         內置命令

                   排序

                            P：以佔據的CPU顯示百分比

                            M：以佔據的內存百分比

                            T：累計佔據CPU時長

 

                   首部信息顯示

                            Uptime信息：l

                            task及CPU信息：t

                                     CPU分別顯示：1

                            Memory信息：m

                  

                   退出命令：q

                   更改刷新時間：s

                   殺死進程：k

 

         選項：

                   -d：指定刷新間隔，默認爲3s

                   -b：以批次方式顯示

                   -n #：顯示多少批次

 

2.5 htop

         用途：功能和top同樣，可是更強大，顯示更直觀。

         安裝方法：htop並非centos自帶工具，須要配置EPEL源，而後使用yum安裝，安裝過程以下：

在/etc/yum.repos.d目錄下新建一個以.repo結尾的文件，例如CentOS-EPEL.repo

[root@localhost yum.repos.d]# vi /etc/yum.repos.d/CentOS-EPEL.repo

[EPEL]               ####yum源描述

name=EPEL          ####yum源名稱

baseurl=http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/  ####yum源地址

gpgcheck=0       ####是否檢查檢查來源合法性，0爲不檢查，1爲檢查

enable=1         ####是否啓用此yum源

                            yum –y install htop

        

         選項：

                   -d #：指定刷新時間間隔，默認爲3s

                   -b：以批次方式顯示

                   -n # ：顯示多少批次

        

         命令：

                   s：跟蹤選定進程的系統調用

                   l：顯示選定進程打開的文件列表

                   a：將進程綁定在指定CPU核心上

                   t：顯示進程樹

 

2.5 vmstat

         用途：報告虛擬內存狀態

         格式：vmstat [ options ] [ delay [ conut ] ]

[root@localhost yum.repos.d]# vmstat

procs ----------------memory------------------ ---swap-- -----io------------ -system-- ------cpu-----

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st

 3  0      0 876260   1368 638152  0    0     8    2    43   70  0  0 99  0  0

        

procs:

         r：等待運行的進程個數

         b：出於不可中斷睡眠的進程個數（被阻塞的隊列長度）

memeory：
                   swpd：交換分區的使用總量

         free：空閒的物理內存總量

         buffer：用於buffer的內存總量

         cache：用於cache的內存總量

swap：

         si：數據進入swap中的數據速率（kb/s）

         so：數據離開swap中的數據速率（kb/s）

io：

         bi：從塊設備讀取數據的速率（kb/s）

         bo：保存數據到數據塊的速率（kb/s）

system：

         cs（centext switch）：進程切換的速率

         in（interrupts）：中斷速率

cpu：

         us：用戶空間

         sy：內核空間

         id：空閒比例

         wa：等待運行進程的個數

         st：別虛擬化佔據的時間比例

         選項：

                   -s：顯示內存的統計數據

 

2.6 pmap命令

         用途：報告進程佔用內存空間的明細圖

         格式：pmap [ option ] pid [ … ]

         選項：

                   -x：顯示詳細格式的信息

         也可經過 cat /proc/PID/maps來查看，功能等同於pmap

 

2.7 glances

         用途：監控本地或遠程主機系統的CPU、內存、交換分區、網絡、進程等相關參數。

         安裝：須要先配置EPEL源，而後使用yum安裝，EPEL配置方法請參考2.5

         格式：glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]

         內建命令

                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            z  Show/hide processes list

                y  Show/hide hddtemp stats          q  Quit (Esc and Ctrl-C also work)      

 

         經常使用選項：

                   -b ：以byte爲單位顯示網卡速率

                   -d ：關閉磁盤I/O模塊

                   -f  /path/to/somfile ：設定輸入文件的位置

                   -o ｛HTML|CSV｝:輸出格式

                   -m：禁用mount模塊

                   -n：禁用網絡模塊

                   -t #：延時時間間隔

                   -1：每一個cpu的相關數據單獨顯示

        

         C/S模式下glances使用方法：

                   服務模式：

[root@localhost ~]# glances -s -B IPADDR（本地監聽的IP地址）

Glances server is running on IPADDR:61209

                   客戶端模式：

            [root@localhost ~]# glances -c IPADDR（服務端IP地址）

 

2.8 dstat

         用途：生成系統資源統計

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

         生成信息解析：

[root@localhost ~]# dstat

You did not select any stats, using -cdngy by default.

----total-cpu-usage---- -dsk/total- -net/total- ---paging-- ---system--

usr sys idl wai hiq siq| read  writ| recv  send|  in   out | int   csw

                0   0  99   0   0   0|6504B 1665B|   0     0 |   0     0 |  43    68

                 0   1  99   0   0   0|   0     0 | 180B  934B|   0     0 |  35    47

                0   0 100   0   0   0|   0     0 |  60B  346B|   0     0 |  29    31    

                   Total cpu usage：          

                            usr：用戶空間            

                            sys：內核空間            

                            idl：空閒比例

                            hiq：硬中斷次數

                            siq：軟中斷次數

                   dsk/total：

                            read：從塊設備讀取數據的速率

                            writ：數據寫入塊設備的速率

                   net/total：

                            recv：當前網絡接收數據包接受的速率，以kb/s爲單位

                            send：當前網絡發送數據包的速率，以kb/s爲單位

                   paging：

                            in：換進

                            out：換出

                   system：

                            int：系統中斷次數

                            csw：安全上下文切換次數

         選項：

                   -c：顯示CPU相關統計數據

                   -C：當cpu有多個是可使用 –C 0,1…，total分別顯示多塊cpu狀態

                   -d：顯示硬盤相關信息

                   -D：當硬盤有多塊時可使用 –D hda1,…,total分別顯示多塊硬盤狀態

                   -g：顯示page相關統計數據

                   -m：顯示memory相關統計數據

                   -n：顯示network相關統計數據

                   -p：顯示process相關統計數據

                   -r：顯示IO相關統計數據

                   -s：顯示swapped相關的統計數據

 

                   --tcp：顯示TCP協議相關統計數據

                   --udp：顯示UDP協議相關的統計數據

                   --unix：顯示unix協議相關的統計數據

                   --socket：顯示套接字相關的統計數據

                  

                   --top-tcp：顯示CPU佔用最高的進程

                   --top-mem：顯示內存佔用最高的進程

                   --top-io：顯示IO佔用最高的進程

                   --top-lantency：顯示最大延遲的進程

                  

                   --out-file /path/to/file.csv：能夠將信息輸出至指定的csv文件便於之後查看。

 

2.9 kill

         用途：向進程發送控制信號，以實現對進程的管理

         顯示當前系統可用信號：

                   # kill -l

                   #man 7 signal

                   經常使用信號：

1)  SIGHUB：無需關閉進程而讓其從新讀取配置文件

2)  SIGINT：停止正在運行的進程，至關於Ctrl+c

9)  SIGKILL：殺死正在運行的進程

15) SIGTERM：終止正在運行的進程

18) SIGCONT：將中止的進程繼續運行

19) SIGSTOP：中止進程

 

                   指定信號的方法：

（1）       信號的數字標識 1，2，9

（2）       信號完整名稱 SIGHUB

（3）       信號簡寫名稱 HUB

 

進程發送信號格式：

         # kill [ - signal ] pid

終止名稱下的全部進程：

         # killall [ - signal ] Program

 

2.10 Linux做業控制

         做業類型一般分爲兩種：

                   前臺做業：經過終端啓動，且啓動後一直佔據終端

                   後臺做業：能夠經過終端啓動，但啓動後即轉入後臺（釋放終端）；

         讓做業運行於後臺有兩種方法：

（1）       運行中的做業

Ctrl+z

（2）       還沒有運行的做業

# COMMAND &

                   此類做業雖然被送日後臺但依然與終端相關，若是但願送日後臺後，剝離與終端的關係：

                            # nohub COMMAND &

                   查看全部做業：

                            # jobs

                   做業控制：

                            # fg [ % ] [job_num ] :把指定的後臺做業調回到前臺

                            # bg [ % ] [ job_num]:把送日後臺的進程在後臺繼續運行

                            # kill [ % job_num]:終止指定的做業

 

2.11 進程優先級調整

         Nice命令

                   用途：調整進程靜態優先級，靜態優先級爲100-139，用nice值表示依次對應-20 – 19，進程默認啓動時nice值爲0，優先級爲120

                   格式：nice [ option ] [ command [ ARG ] …]

                   示例：# nice –10 htop   ####以-10的nice值運行htop進程

 

         Renice命令

                   用途：重置設置進程的nice值

                   格式：renice [ -n ] priority pid…

                   示例：# renice -1 33508  ####將進程號33508的進程的nice值變動爲-1

 

         查看nice值的方法

                   # ps axo pid,comm,ni