【講清楚，說明白！】進程管理

目錄：
（一）瞭解進程的概念
（二）如何查看進程&&殺死進程
（三）把程序放置後臺運行
（四）瞭解進程優先級
（五）調整進程優先級

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（一）瞭解進程的概念
(1.1)在咱們系統後臺中有比較多的概念，第一個「程序」，指的是使用某種語言開發出來的一段代碼，是靜態存放在咱們計算機硬盤上的program，它既不消耗CPU資源，也不消耗內存資源。第二個是「進程」，當一個程序運行的時候，在內存和CPU裏會有體現，例如咱們計算機中運行的QQ、迅雷等應用程序，稱之爲process。第三個是「線程」，線程屬於進程裏的一個單元，一個進程裏能夠包含多個線程，這些線程會共享進程的內存空間。
(1.2)咱們知道系統中的每一個用戶都有本身的ID號，簡稱UID，一樣每一個進程頁都有本身的ID號，process id簡稱PID。進程在運行的過程當中也可能會產生子進程，例如運行的A進程進過一段時間的運行後會產生一個B進程，此時咱們稱A進程爲父進程，稱B進程爲子進程，父進程可能生成一個子進程，也可能會殺死一個子進程，所以父進程和子進程之間是會通訊的，咱們把這種通訊稱之爲「信號」

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（二）如何查看進程&&殺死進程
(2.1)pstree命令
(2.1.1)咱們首先來查看進程之間的父子關係，咱們可使用pstree命令，在vms002主機上它能夠查詢出系統中全部進程的父子關係，其中系統啓動後全部進程的父進程是systemd，它的PID爲1，而rhel6及之前的版本，全部系統的父進程是init。

(2.1.2)pstree以樹狀圖顯示進程，只顯示進程的名字，且相同進程合併顯示，咱們還能以樹狀圖顯示進程，並顯示進程PID
# pstree -p---以樹狀圖顯示進程，並顯示進程PID
# pstree -p | more

(2.2)父進程會按期的向子進程發送信號，那麼系統中的信號有哪些呢？咱們可使用「# kill -l」命令列出系統中全部的信號列表，其中1)SIGHUP表示掛起，就是是重啓，若是咱們想重啓某個服務，可是不想改變其ID號，就可使用1號信號；其中2)SIGINT表示一般狀況下，咱們使用「Ctrl+C」的方式終止進程的方式；而15)SIGTERM表示使用常規的方式終止進程，例如咱們使用kill命令不加任何參數終止某進程的時候，默認就是使用15號信號操做的，可是威力不夠強，對於異常狀態的進程是沒法終止的；此時咱們使用9)SIGKILL信號，表示強制終止某進程，威力也比較強。
# kill -l---列出系統中全部的信號列表
# kill -2 29626---使用「Ctrl+C」的方式終止29626進程

(2.3)殺死進程的方式
(2.3.1)若是咱們開啓了一個進程，例如運行了一個firefox，咱們應該怎樣查看進程的PID號呢？首先咱們可使用pgrep命令，而後直接加上程序名就能夠查詢出進程的PID號了（圖2-3），而後使用kill命令將所查詢的異常進程殺死就能夠了。固然咱們也能夠將兩個步驟合併成一個步驟執行（圖2-4）。
# pgrep firefox---查詢firefox進程的PID號
# kill -9 $(pgrep firefox)---強制殺死firefox進程
# kill -9 pgrep firefox---強制殺死firefox進程


(2.3.2)固然除了kill命令咱們也可使用killall命令，直接跟上程序名便可。
# killall firefox---殺死firefox進程

(2.3.3)咱們也可使用pkill，其中pkill能夠實現把系統中某用戶踢出的功能。首先咱們使用jerry用戶登陸到vms002主機（圖2-5-1），此時咱們發現系統中是存在jerry用戶登陸的，咱們使用pkill命令將jerry用戶踢出（圖2-5-2），此時咱們使用管理員刪除jerry用戶及其家目錄的時候，即可以順利的操做了（圖2-5-3）。
# pkill -kill -t pts/1
# userdel -r jerry



(2.4)查看進程咱們還可使用pidof命令，不過咱們發現pidof命令後須要跟具體的進程名稱，若是進程名稱查詢時有不一致的地方都是沒法查詢出來，相比pgrep命令，pgrep可使用模糊查詢的方式查詢，所以更加高效。
# pidof firefox---查詢firefox的進程號

(2.5)ps列的選項及意義
(2.5.1)若是咱們但願查詢系統中全部的進程的狀況，可使用ps命令，若是咱們只是使用ps命令的時候是隻能查詢當前終端裏shell進程下本身的幾個進程而已，並不能看到其餘終端裏的進程，也沒法看到系統的後臺進程。因此此時咱們但願查詢到系統中全部進程時，可使用以下兩種方式查詢：
# ps -ef---使用Linux風格的方式顯示系統後臺進程
# ps aux---使用Unix風格的方式顯示系統後臺進程


(2.5.2)接着咱們來了解一下「# pa aux」命令中每一列表明的含義。
# ps aux | head---查詢頭10行的信息
USER：進程的屬主
PID：進程的ID
PPID：父進程
%CPU：進程佔用的CPU百分比
%MEM：佔用內存的百分比
NI：進程的NICE值，數值大，表示較少佔用CPU時間
VSZ：該進程使用的虛擬內存集(KB)
RSS：該進程佔用的固定內存量(KB)（駐留中頁的數量）
TTY：該進程在那個終端上運行(登錄者的終端位置)，若與終端無關，則顯示(?)問號，若爲pts/0等，則表示由網絡鏈接主機進程
WCHAN：當前進程是否正在進行，若爲「-」表示正在進行
START：該進程被觸發啓動時間
TIME：該進程實際使用CPU運行的時間
COMMAND：命令的名稱和參數
(2.5.3)咱們來了解一下STAT狀態這一列的相關含義。
D：不可中斷的休眠狀態（一般IO的進程）
R：正在運行中的隊列中可執行的狀態
S：處於休眠狀態
T：中止或被追蹤
W：進入內存交換（從內核2.6開始無效）
X：死掉的進程（基本不多見）
Z：殭屍進程
<：優先級較高的進程
N：優先級較低的進程
L：有些頁被鎖進內存
s：進程的領導者（在它之下有子進程）
l：多進程的（使用CLONE_THREAD，相似NPTL pthreads）
+：位於後臺的進程組

(2.6)ps命令的其它用法
(2.6.1)咱們可使用lscpu查詢當前系統的cpu使用狀況（圖3-6），如今咱們系統中運行了一個應用程序firefox，咱們但願查詢這個程序具體是在當前系統的哪一個CPU上運行的，咱們可使用ps命令作以下的查詢（圖3-7）。
# lscpu
# ps mo pid,comm,psr $(pgrep firefox)---查詢firefox進程及其線程運行在哪一個CPU上，psr表示運行在哪顆CPU


(2.6.2)若是咱們想指定查詢ps命令具體的哪幾列的信息，則可使用以下的方式查詢：
# ps -ex -o pid,%cpu,%mem | head---查詢ps命令具體列的信息

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（三）把程序放置後臺運行
(3.1)使用nohup
(3.1.1)當父進程關閉的時候，它所對應的子進程所有跟着關閉。咱們在vms002主機上首先打開一個firefox進程，使用pstree命令發現，firefox是運行在第三個終端bash之上的。
# pstree | grep -C2 firefox
# ps aux | grep -v grep | grep firefox


(3.1.2)當咱們將第三個終端關閉以後，會發如今終端中建立的firefox應用程序也自動關閉了。
# ps aux | grep -v grep | grep firefox

(3.1.3)可是不少時候咱們會經過遠程鏈接的方式執行腳本，若是執行一個腳本須要10個小時，是不是說咱們須要將終端保持鏈接10個小時不關閉？所以爲了解決這個問題，咱們須要將運行的進程放置到後臺運行（圖3-4），此時咱們發現關閉了全部的終端後firefox仍然可以正常的運行。
# nohup firefox &> /dev/null &---咱們建立一個firefox並放置到後臺運行
# ps aux | grep -v grep | grep firefox---查詢當前firefox的運行狀態
# pstree | grep -C2 firefox---使用pstree查詢firefox的運行狀態
注意：grep -v grep表示的是反向過濾，不去搜索grep命令後包含的字段


(3.2)使用jobs
(3.2.1)當咱們在vms002的終端直接運行一個firefox進程後，發現此時終端就沒法再運行其餘的命令了，此時咱們可使用鍵盤「Ctrl+Z」將firefox程序中止並放到後臺。

(3.2.2)若是咱們但願查詢在後臺的程序狀態信息，可使用jobs命令查看。若是咱們想將中止的firefox程序放在後臺激活運行，可使用「# bg 1」命令。
# jobs---查詢進程的狀態
# bg 1---將1號jobs激活並放在後臺運行

(3.2.3)若是咱們但願將後臺運行程序調到前臺來，則可使用「# fg 1」命令，若是咱們想終止運行的程序，則可使用「Ctrl+C」命令。若是咱們在運行程序的時候想直接運行在後臺，則應該使用「# firefox &」這種方式便可，若是咱們想結束進程則可使用kill命令，其中1號jobs使用「%1」表示。
注意：雖然咱們將firefox放置到後臺運行了，可是此時firefox仍然是在當前的終端上運行的，即若是當前終端關閉了那麼此進程也會被關閉，這個要和nohup區分（圖3-12）。
# fg 1---但願將後臺運行程序調到前臺來運行
# firefox &---運行程序的時候想直接運行在後臺
# kill -9 %1---結束進程
# ps aux | grep -v grep | grep firefox

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（四）瞭解進程優先級
(4.1)在咱們系統中全部的任務都是由CPU來完成的，在系統中若是一顆CPU有多顆核，那麼咱們認爲就是有多顆CPU。在計算機中咱們是能夠一次性執行多個任務的，同時一顆CPU也是能夠同時執行多個任務的。對於CPU來講，是分爲時間片執行的，例如如今系統中有多個任務，那麼CPU會對每一個任務分片執行，假設每一個時間片的時長是1ms，由CPU輪詢的在每一個任務之間循環執行，因爲時間片循環的速度很是快，所以通常咱們在系統中操做的時候是感受不到有時間片在輪詢的。有時候咱們會感受系統中某些任務是很是重要的，須要CPU優先執行，此時咱們是能夠在系統中調整進程的優先級的。優先級的組成以下（圖4-1），通常來講，使用chrt命令能夠修改優先係數，不過通常不建議修改（圖4-2），而nice值的範圍是「-20~19」之間，nice值越小優先級越高，nice值越大優先級越低。咱們在圖形化界面中能夠調整進程的優先級的，咱們選擇「應用程序」--「系統工具」--「系統監視器」，而後即可以在圖形化界面中修改進程的優先級了。



(4.2)若是咱們的系統如今有兩個進程，同時有兩顆CPU，若是一個CPU上單獨運行一個進程，那麼對這兩個進程設置進程優先級是沒有意義的，可是咱們但願能出現搶佔資源這種狀況，所以咱們須要把兩個進程放到一顆CPU上去運行。咱們想要實現這樣的效果，通常能夠採用兩種方式，第一種是關閉掉其中的一顆CPU，第二種方式是配置CPU的親和性。

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（五）調整進程優先級
(5.1)當前系統咱們有兩顆CPU，首先咱們經過關閉其中的一顆CPU的方式來實現進程對資源搶佔的效果，咱們在vms002主機上進入到/sys/devices/system/cpu/cpu1目錄下，發現online的值爲1，表示正在啓用的狀態，咱們能夠將online的值設置爲0，此時表示1號CPU處於關閉的狀態（圖5-2），咱們發現系統中確實此時只有0號CPU在運行（圖5-3）。



(5.2)top命令每一行的含義
(5.2.1)接着咱們在vms002主機上執行兩個cat命令，實現不斷消耗內存的效果（圖5-4）。而後咱們使用top命令查詢當前系統全部進程的狀況，再按鍵盤1能夠顯示全部CPU運行的信息，其中第一行「top - 18:01:29 up 11:52, 6 users, load average: 2.72, 2.11, 1.11」分別表明的是當前的時間是18:01:29，機器一共運行了11:52的時長，當前系統有6 users個用戶登陸，機器在一分鐘、五分鐘、十五分鐘的負載分別是「2.72, 2.11, 1.11」。第二行「Tasks: 475 total, 7 running, 468 sleeping, 0 stopped, 0 zombie」表示的是系統總共有進程475 total，其中7 running在運行，有468 sleeping在睡眠狀態，有0 stopped個是中止的，有0 zombie時殭屍的狀態。因爲咱們將1號CPU關閉了，因此此時2個進程都是在0號CPU上搶佔式運行（圖5-5）。第三行「%Cpu(s): 20.4 us, 79.6 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st」表示的是系統用戶進程使用CPU百分比爲20.4 us，內核中的進程佔用CPU百分比爲79.6 sy，用戶進程空間內改變過優先級的進程佔用CPU百分比爲0.0 ni，空閒CPU百分比爲0.0 id，CPU等待I/O完成的時間總量爲0.0 wa（若是wa佔用較多CPU，緣由是磁盤性能有問題，建議更換磁盤），硬件中斷佔用CPU百分比爲0.0 hi，軟件中斷佔用CPU百分比爲0.0 si，被虛擬內存偷走佔用CPU百分比爲0.0 st。
注意：htop命令也能夠實現top命令的相關顯示，不過須要咱們額外的安裝相關的軟件包
# cat /dev/zero > /dev/null &
# top -d 1---每1秒中更新一次全部進程的顯示


(5.2.2)經驗：
0.0 hi：硬中斷，佔的CPU百分比。硬中斷是由硬件產生的，好比，像磁盤、網卡、鍵盤、時鐘等。每一個設備或設備集都有它本身的IRQ（中斷請求）。基於IRQ，CPU能夠將相應的請求分發到對應的硬件驅動上（注：硬件驅動一般是內核中的一個子程序，而不是一個獨立的進程）hi->Hardware IRQ：The amount of time the CPU has been servicing hardware interrupts
0.0 si：軟中斷，佔的CPU百分比。一般軟中斷是一些對I/O的請求。這些請求會調用內核中能夠調度I/O發生的程序。對於某些設備，I/O請求須要被當即處理，而磁盤I/O請求一般能夠排隊而且能夠稍後處理。根據I/O模型的不一樣，進程或許會被掛起直到I/O完成，此時內核調度器就會選擇另外一個進程去運行。I/O能夠在進程之間產生而且調度過程一般和磁盤I/O的方式是相同的。Si->Software Interrupts：The amount of time the CPUhas been servicing software interrupts。
0.0 st：虛擬機偷取物理CPU的時間。好比：物理機已經運行了KVM，KVM虛擬機佔用物理機的CPU時間。
(5.2.3)第四行中「Mem : 4033636 total」表示物理內存總量，「3265760 free」表示空閒內存總量，「380604 used」表示使用的物理內存總量，「387272 buff/cache」表示用做內核緩存的內存量和free -k是一個意思。第五行中「Swap: 6291448 total」表示交換區總量，「6291448 free」表示空閒交換分區總量，「0 used」表示使用的交換區總量，「3394360 avail Mem」表示總的可利用內存是多少。

(5.2.4)第六行中PID表示進程id，USER表示進程全部者的用戶名，PR表示由內核動態調整的優先級、用戶不能修改，NI表示進程優先級即nice值、負值表示高優先級、正值表示低優先級、用戶能夠本身調整，VIRT表示虛擬內存、是進程正在使用的全部內存，RES表示的是常駐內存集（resident memory usage），SHR表示的是共享內存大小（shared memory）單位kb，S表示進程狀態、其中D（不可中斷的睡眠狀態）、R（運行中或可運行）、S（睡眠中）、T（已跟蹤/已中止）、Z（僵死），%CPU表示上次更新到如今的CPU時間佔用百分比，%MEM表示進程使用的物理內存百分比，TIME+表示使用的CPU時間總計、單位1/100秒，COMMAND表示命令行。
注意：對於SHR：一、除了M自身進程的共享內存，也包括其餘進程的共享內存；二、雖然進程只使用了幾個共享庫的函數，但它包含了整個共享庫的大小；三、計算某個進程所佔的物理內存大小公式爲RES-SHR；四、swap out後，它將會降下來

(5.2.5)對於top快捷鍵：
默認3s刷新一次，按s鍵刷新時間
按空格：當即刷新
q：退出
P：按CPU排序（CPU進行排序）
M：按內存排序
T：按時間排序
數字鍵1：顯示每一個內核的CPU使用率
u/U：指定顯示的用戶
h：幫助
# top -p 9465---使用top命令動態只查看某個或某些進程的信息

(5.3)此時咱們在圖5-5中發現兩個cat進程的NICE值都是0是一致的，而咱們但願將進程11239的進程優先級提升，咱們可使用renice命令。咱們發現11239進程的nice值爲-19，CPU的佔用率爲96.1%，而11232的nice值爲0，CPU的佔用率只有1.9%，所以咱們經過設置nice值而實現了進程搶佔資源的效果，最後咱們使用killall命令終止cat命令的總線。
# renice -n -19 11239---將11239進程的nice值設置爲-19
# killall -7 cat---終止cat命令的總線


(5.4)調整進程優先級
(5.4.1)接着咱們將1號CPU開啓，實現1號CPU和0號CPU都是啓用的狀態（圖5-8），並從新運行兩個cat命令，實現不斷消耗內存的效果（圖5-9），此時咱們發現兩個進程是分別在兩個CPU上運行的（圖5-10）。
# echo 1 > cpu1/online
# cat /dev/zero > /dev/null &




(5.4.2)固然如今咱們想具體的知道每一個進程到底是在哪一個CPU上運行的，咱們可使用ps命令，此時咱們發現13884進程是在0號CPU上運行，13899是在1號CPU上運行的。
# ps mo pid,comm,psr `pgrep cat`

(5.4.3)如今咱們但願在兩顆CPU都是啓用的狀態下，仍然可以指定進程全部的進程都在同一顆CPU上運行，咱們可使用taskset命令進行指定（圖5-12），此時咱們發現兩個進程都已經在同一個CPU上運行了，且各佔0號CPU運行的50%的容量（圖5-13）。
# taskset -c 0 cat /dev/zero > /dev/null &---指定一個cat進程在0號CPU上運行
# ps mo pid,comm,psr pgrep cat---查詢進程是在哪顆CPU上運行
# top -d 1---使用top命令而且每1秒更新一次


(5.5)咱們在調整優先級的時候，都是修改已經運行了的進程的優先級，那麼咱們是否能夠以某優先級來運行某程序呢？其實這個是能夠的，咱們使用nice指定進程的優先級爲-10，而後開始運行一個cat循環的命令（圖5-14）。咱們使用top命令後發現建立的-10的nice值的進程已經運行了（圖5-15）。
# nice -n -10 taskset -c 1 cat /dev/zero > /dev/null &---咱們使用nice指定進程的優先級爲-10，而後開始運行一個cat循環的命令
# top -d 1

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