Linux 第18天: (09月06日) Linux進程管理

Linux 第18天: (09月06日) Linux進程管理

 

 

 

本章內容
進程相關概念
進程及系統相關工具
計劃任務

 

 

進程概念
內核的功用：進程管理、文件系統、網絡功能、內存管理、驅動程序、安全功能等
Process: 運行中的程序的一個副本，是被載入內存的一個指令集合
進程ID（Process ID，PID）號碼被用來標記各個進程
UID、GID、和SELinux語境決定對文件系統的存取和訪問權限，
一般從執行進程的用戶來繼承
存在生命週期
task struct：Linux內核存儲進程信息的數據結構格式
task list：多個任務的的task struct組成的鏈表
進程建立：
init：第一個進程
父子關係
進程：都由其父進程建立，COW
fork(), clone()

 

進程優先級
進程優先級：
系統優先級：數字越小，優先級越高
0-139（CentOS4,5）
各有140個運行隊列和過時隊列
0-98，99（CenOS6）
實時優先級:99-0：值最大優先級最高
Nice值：-20，19對應系統優先級100-139或99
Big O：時間複雜度，用時和規模的關係
O(1), O(logn), O(n)線性, O(n^2)拋物線, O(2^n)

 

進程相關概念
進程內存：
Page Frame: 頁框，用存儲頁面數據，存儲Page 4k
LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,釋放內存
物理地址空間和線性地址空間
MMU：Memory Management Unit負責轉換線性和物理地址
IPC: Inter Process Communication
同一主機上
signal
shm: shared memory
semophore信號量，一種計數器
不一樣主機上：
rpc: remote procedure call
socket: IP和端口號

 

進程狀態
Linux內核：搶佔式多任務
進程類型：
守護進程: daemon,在系統引導過程當中啓動的進程，和終端無關進程
前臺進程：跟終端相關，經過終端啓動的進程
注意：二者可相互轉化
進程狀態：
運行態：running
就緒態：ready
睡眠態：
可中斷：interruptable
不可中斷：uninterruptable
中止態：stopped,暫停於內存中，但不會被調度，除非手動啓動
僵死態：zombie，結束進程，父進程結束前，子進程不關閉

 

系統管理工具
進程的分類：
CPU-Bound：CPU密集型，非交互
IO-Bound：IO密集型，交互
Linux系統狀態的查看及管理工具：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
ps: process state
ps-report a snapshot of the current processes
Linux系統各進程的相關信息均保存在/proc/PID目錄下的各文件中

 

列舉進程ps
適用ps來查看進程信息
ps[OPTION]...
支持三種選項：
UNIX選項如-A -e
BSD選項如a
GUN選項如--help
默認顯示當前終端中的進程
a選項包括全部終端中的進程
x選項包括不連接終端的進程
u選項顯示進程全部者的信息
f選項顯示進程的父進程
o屬性… 選項顯示定製的信息：
pid、comm、%cpu、%mem、state、tty、euser、ruser

 

進程管理工具
VSZ: Virtual memory SiZe，虛擬內存集，線性內存
RSS: ReSidentSize, 常駐內存集
STAT：進程狀態
R：running
S: interruptablesleeping
D: uninterruptable sleeping
T: stopped
Z: zombie
+: 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，會話（子進程）發起者

 

進程管理工具
經常使用組合：-ef
-e: 顯示全部進程
-f: 顯示完整格式程序信息
經常使用組合：-eFH
-F: 顯示更完整格式的進程信息
-H: 以進程層級格式顯示進程相關信息
經常使用組合：自定義
-eopid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,
pcpu,stat,comm
axostat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,
pid,pcpu,comm

 

進程管理工具
ni: nice值
pri: priority，優先級
psr: processor, CPU編號
rtprio: 實時優先級

 

搜索進程
最靈活：ps選項| 其它命令
按預約義的模式：pgrep
pgrep[options] pattern
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正發起運行命令者
-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: 顯示指定進程的子進程
按確切的程序名稱：/sbin/pidof
$pidof bash

 

系統工具
uptime
顯示當前時間，系統已啓動的時間、當前上線人數，系統平均負載（一、五、10分鐘的平均負載，通常不會超過1）
系統平均負載:
指在特定時間間隔內運行隊列中的平均進程數。
若是每一個CPU內核的當前活動進程數不大於3的話，那麼系統的性能良好。若是每一個CPU內核的任務數大於5，那麼這臺機器的性能有嚴重問題。
若是linux主機是1個雙核CPU的話，當Load Average 爲6的時候說明機器已經被充分使用了。

 

進程管理工具
top：有許多內置命令：
排序：
P：以佔據的CPU百分比,%CPU
M：佔據內存百分比,%MEM
T：累積佔據CPU時長,TIME+
首部信息顯示：
uptime信息：l命令
tasks及cpu信息：t命令
cpu分別顯示：1 (數字)
memory信息：m命令
退出命令：q
修改刷新時間間隔：s
終止指定進程：k
保存文件：W

 

top命令
欄位信息簡介
us：用戶空間
sy：內核空間
ni：調整nice時間
id：空閒
wa：等待IO時間
hi：硬中斷
si：軟中斷（模式切換）
st：虛擬機偷走的時間

 

進程管理工具
欄位信息簡介
PID (Process Id):任務的進程IDPPID (Parent Process Pid):父任務的進程IDRUSER (Real User Name):任務的全部者真實名稱UID (User Id):任務全部者IDUSER (User Name):任務全部者名稱GROUP (Group Name):任務全部者羣組名TTY (Controlling Tty):終端PR (Priority):優先級%CPU (CPU usage):CPU使用率
%MEM (Memory usage (RES)):內存使用率
S (Process Status):進程狀態
TIME+ (CPU Time, hundredths):CPU時間，精確到秒
選項：
-d #: 指定刷新時間間隔，默認爲3秒
-b: 以批次方式
-n #: 顯示多少批次
htop命令：需從Fedora-EPEL源安裝
http://172.16.0.1/fedora-epel/7/x86_64
選項：
-d #: 指定延遲時間；
-u UserName: 僅顯示指定用戶的進程；
-s COLUME: 以指定字段進行排序；
子命令：
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：將選定的進程綁定至某指定CPU核心；
t: 顯示進程樹

 

內存工具
vmstat命令：虛擬內存信息
vmstat[options] [delay [count]]
vmstat2 5
procs:
r：等待運行的進程的個數，和核心數有關
b：處於不可中斷睡眠態的進程個數(被阻塞的隊列的長度)
memory：
swpd: 交換內存的使用總量
free：空閒物理內存總量
buffer：用於buffer的內存總量
cache：用於cache的內存總量
swap:
si：從磁盤交換進內存的數據速率(kb/s)
so：從內存交換至磁盤的數據速率(kb/s)

 

內存工具
io：
bi：從塊設備讀入數據到系統的速率(kb/s)
bo: 保存數據至塊設備的速率
system：
in: interrupts, 中斷速率，包括時鐘
cs: context switch, 進程切換速率
cpu：
us:Timespent 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.
選項：
-s: 顯示內存的統計數據

 

內存工具
pmap命令：進程對應的內存映射
pmap[options] pid[...]
-x: 顯示詳細格式的信息；
#pmap1
另一種實現：
# cat /proc/PID/maps

 

系統監控工具
glances命令：EPEL源
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
iSort 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 hddtempstats
經常使用選項：
-b: 以Byte爲單位顯示網卡數據速率
-d: 關閉磁盤I/O模塊
-f /path/to/somefile: 設定輸入文件位置
-o {HTML|CSV}：輸出格式
-m: 禁用mount模塊
-n: 禁用網絡模塊
-t #: 延遲時間間隔
-1：每一個CPU的相關數據單獨顯示

C/S模式下運行glances命令
服務模式：
glances -s -B IPADDR
IPADDR: 指明監聽的本機哪一個地址
客戶端模式：
glances -c IPADDR
IPADDR：要連入的服務器端地址

 

系統監控工具
dstat命令：系統資源統計
dstat[-afv] [options..] [delay [count]]
-c: 顯示cpu相關信息
-C #,#,...,total
-d: 顯示disk相關信息
-D total,sda,sdb,...
-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請求相關的統計數據
-s: 顯示swapped相關的統計數據
--tcp
--udp
--unix
--raw
--socket
--ipc
--top-cpu：顯示最佔用CPU的進程
--top-io: 顯示最佔用io的進程
--top-mem: 顯示最佔用內存的進程
--top-latency: 顯示延遲最大的進程

 

進程管理工具
kill命令：
向進程發送控制信號，以實現對進程管理
顯示當前系統可用信號：kill -l
經常使用信號：man 7 signal
1) SIGHUP: 無須關閉進程而讓其重讀配置文件
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：繼續運行
19) SIGSTOP：後臺休眠
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；SIGHUP
(3) 信號的簡寫名稱；HUP
按PID：kill [-SIGNAL] pid…
按名稱：killall[-SIGNAL] comm…
按模式：pkill[options] pattern
-SIGNAL
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正發起運行命令者
-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: 顯示父進程爲此處指定的進程的進程列表

 

做業管理
Linux的做業控制
前臺做業：經過終端啓動，且啓動後一直佔據終端；
後臺做業：可經過終端啓動，但啓動後即轉入後臺運行（釋放終端）
如何讓做業運行於後臺？
(1) 運行中的做業：Ctrl+z
(2) 還沒有啓動的做業：# COMMAND &
後臺做業雖然被送日後臺運行，但其依然與終端相關；退出終端，將關閉後臺做業。若是但願送日後臺後，剝離與終端的關係
# nohupCOMMAND & #screen;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前臺；
# bg[[%]JOB_NUM]：讓送日後臺的做業在後臺繼續運行；
# kill [%JOB_NUM]：終止指定的做業；

 

並行運行
同時運行多個進程，提升效率
vi all.sh
f1.sh&
f2.sh&
f3.sh&
(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)
{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }

 

進程優先級進程優先級調整：靜態優先級：100-139進程默認啓動時的nice值爲0，優先級爲120只有根用戶才能下降nice值（提升優先性）nice命令：nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]renice命令：renice[-n] priority pid...查看：psaxopid,comm,ni