Linux进程概念与管理

一、Linux进程概念

1.进程：Process，是运行中的程序的一个副本，有生命周期，都由其父进程创建

Linux内核存储进程信息的固定格式：taskstruct

多个任务的的taskstruct组件的链表：task list

2.进程优先级：0-139

0：一般不使用

1-99：实时优先级；数字越大优先级越高，系统自动安排

100-139：静态优先级；数字越小优先级越高，可手动更改

3.Nice值：-20至19，对应于100到139

普通用户只能将自己的优先级调低，root用户可以随意调制

每个队列有两对：运行队列、过期队列，140对280队，通过CPU中断控制来给进程运行时间

4.进程内存

内存是以Page Frame:页框的方式存储页面数据

每个内存页框的MMU(Memory Management Unit,内存管理单元)的大小一般为4k

进程在内存上的存储单元可能是不连续的

5.IPC:Inter Process Communication进程间通信

同一主机上：signal信号、shm: shared memory共享内存、semerphor旗语手势

不同主机上：rpc: remote procecure call远程过程调用、socket套接字

6.进程类型

守护进程:在系统引导过程中启动的进程，跟终端无关的进程；

前台(用户)进程：跟终端相关，通过终端启动的进程

注意：也可把在前台启动的进程送往后台，以守护模式运行；

7.进程状态

运行态：running,进程占用CPU，并在CPU上运行；

就绪态：ready,进程已经具备运行条件，但是CPU还没有分配过来；

可中断睡眠态：处于这个状态的进程因为等待某某事件的发生（比如等待socket连接、等待信号量），而被挂起。这些进程的task_struct结构被放入对应事件的等待队列中。当这些事件发生时（由外部中断触发、或由其他进程触发），对应的等待队列中的一个或多个进程将被唤醒。

不可中断睡眠：进程处于睡眠状态，但是此刻进程是不可中断的。不可中断，指的并不是CPU不响应外部硬件的中断，而是指进程不响应异步信号。绝大多数情况下，进程处在睡眠状态时，总是应该能够响应异步信号的。但是有延迟

可中断：interruptable

不可中断：uninterruptable,不可中断，指的并不是CPU不响应外部硬件的中断，而是指进程不响应异步信号。

停止态：暂停于内存中，但不会被调度，除非手动启动之；stopped

僵死态：zombie,结束进程，父进程结束前，子进程不关，不可被kill,　即不响应任务信号,　无法用SIGKILL杀死

8.进程的分类

CPU-Bound：cpu密集型，对CPU占用大，非交互式的占用大

IO-Bound：io密集型，对io占用大，交互式的占用大

9.进程的数字标识16bits：

0-65535：有效使用1-65535

1-1023：固定分配，服务器使用，而且只有管理员有权限启用；

1024-4W：半固定，服务，如mysql等

4W+：临时；标识临时通信进程

10.CentOS 5/6/7的启动进程

CentOS 5: SysV init，在系统启动和创建进程借助脚本，串行启动，速度慢

CentOS 6：upstart，在5的基础上升级，同为脚本启动，但时可以支持并行启动

CentOS 7：systemd，并行，以systemd为单一进程同时启动其他进程

二、进程管理相关命令

1.pstree：进程树查看

常用选项：

-p：打印个进程的pid

实例：

[root@young ~]# pstree -p
systemd(1)─┬─abrt-watch-log(791)
           ├─abrt-watch-log(799)
           ├─abrtd(788)
           ├─alsactl(785)
           ├─at-spi-bus-laun(88842)─┬─dbus-daemon(88859)
           │                        ├─{at-spi-bus-laun}(88846)
           │                        ├─{at-spi-bus-laun}(88852)
           │                        └─{at-spi-bus-laun}(88865)
           ├─at-spi2-registr(88871)───{at-spi2-registr}(88873)
            ...

2.ps：process state，查看当前进程状态

Linux各进程的相关信息在/proc目录有一个以其PID命令的目录下的众多文件中.

常用选项：

a：所有与终端相关的进程；

x：所有与终端无关的进程；

u：以用户为中心组织进程状态信息显示

-e：显示所有进程

-f：显示完整格式的进程信息

-F：显示完整格式的进程信息；

-H：以层级(树状)结构显示进程的相关信息；

o  field1, field2,...：自定义要显示的字段列表，以逗号分隔；

实例：

1) # ps aux：显示所有与终端有无关联的进程信息，一用户为中心组织状态信息显示

[root@young ~]# ps aux | head -5
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.2 128892  8792 ?        Ss   Feb06   3:34 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 21
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    Feb06   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    Feb06   0:14 [ksoftirqd/0]
root          7  0.0  0.0      0     0 ?        S    Feb06   0:00 [migration/0]

说明：

USER：运行该进程的用户

PID：进程的ID号码

%CPU：CPU的占用百分比

%MEM：内存空间占用比率，占用整个内存空间的比例

VSZ(Virutal memory SiZe)：虚拟内存集；占用的虚拟内存大小，真正用来占用的内存

每个内存占用的内存有两种：线性内存空间、物理内存空间

• 线性内存：会映射到物理内存，在线性内存空间角度看是连续的内存占用

• 物理内存：实际上是以内存页框保存，可能一个进程占用的不连续的页框

RSS：ResidentSize，常驻内存集；坚决不能转换到swap中内存集

TTY：运行终端

STAT：当前进程的运行状态，BSD样式

• R：running，运行态

• S：interruptable sleeping，可中断睡眠

• D：uninterruptable sleeping，不可中断睡眠

• T：Stopped，停止状态

• Z：zombie，僵死状态，进程结束后，在被回收之前状态

• +：表示一个前台进程，占据命令提示符

• l：多线程进程

• N：低优先级进程

• <：高优先级进程

• s：session leader ，回话主导进程，如shell，其主导其下的进程

START：进程开始时间

TIME：累计运行CPU时间

COMMAND：使用进程、线程，[]: 内核线程

2) # ps -ef：以完整格式显示所有的进程信息

[root@young ~]# ps -ef|head -5
UID         PID   PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root          1      0  0 Feb06 ?        00:03:35 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 21
root          2      0  0 Feb06 ?        00:00:00 [kthreadd]
root          3      2  0 Feb06 ?        00:00:14 [ksoftirqd/0]
root          7      2  0 Feb06 ?        00:00:00 [migration/0]

说明：

• UID：启动进程用户

• PID：运行进程号

• PPID：父进程的进程号，0在内核启动init之前存在，init启动后终止，存在过渡，一般为swap的进程

• C：cpu utilization，CPU的占用百分比

• STIME：启动时间

• TTY：与其终端相关

• TIME：累计运行CPU时间

• CMD：启动此进程的命令

3) # ps -eFH：树状层级结构显示

F比f显示的信息更加全面，层级结构显示，缩进相同同层级

PSR：运行在哪颗CPU上，十进制编号，0/1/2/3

[root@young ~]# ps -eFH|head -5
UID         PID   PPID  C    SZ   RSS PSR STIME TTY          TIME CMD
root          2      0  0     0     0   0 Feb06 ?        00:00:00 [kthreadd]
root          3      2  0     0     0   0 Feb06 ?        00:00:14   [ksoftirqd/0]
root          7      2  0     0     0   0 Feb06 ?        00:00:00   [migration/0]
root          8      2  0     0     0   0 Feb06 ?        00:00:00   [rcu_bh]

4) # ps -eo , #ps axo显示自定义字段列表

o field1, field2,...：自定义要显示的字段列表，以逗号分隔，o要写在后面，因为要带参数

常用的field：pid,ni, pri, psr, pcpu, stat, comm, tty, ppid, rtprio

• ni：nice值；

• priority：priority,优先级；

• rtprio：realtime priority，实时优先级；

  [root@young ~]# ps axo pid,ni,pri,psr|head -5
   PID  NI PRI PSR
   1   0  19   0
   2   0  19   0
   3   0  19   0
   7   - 139   0
  
  [root@young ~]# ps -eo pid,ni,pri|head -5
  PID  NI PRI
  1   0  19
  2   0  19
  3   0  19
  7   - 139

3.pgrep命令

用法：

pgrep [OPTIONS] [PATTERN]

注：PATTERN: 支持正则表达元字符书写模式实现进程过滤；

常用选项：

-U UID：仅显示由指定用户身份运行的进程PID
-G GID:仅显示以指定组身份运行的进程PID
-t term: 仅显示指定的终端设备的进程PID
-l: 显示进程PID的同时显示进程名
-a: 显示完整格式的进程名
-u uid: effective user，生效者
-P pid: 显示指定进程的子进程

实例：

1）显示以root身份运行的进程的PID

[root@young ~]# pgrep -U root|head -5 
1
2
3
7
8

2）显示以root组身份运行的进程的PID

[root@young ~]# pgrep -G root|head -5
1
2
3
7
8

3）显示以tty1终端运行的进程PID

[root@young ~]# pgrep -t tty1
88406
88472
88494
88495

4）显示以root身份运行，root组运行，且终端为tty1进程的PID与进程名

[root@young ~]# pgrep -U root -G root -t tty1 -l
88406 bash
88472 startx
88494 xinit
88495 X

5）使用正则表达式做模式匹配

[root@young ~]# pgrep "\" -l  
19320 bash
88406 bash
125591 bash

4.pidof：根据进程名获取其PID；

格式：

pidof PROGRAM

实例：

[root@young ~]# pidof bash
125591 88406 81122 19320

5.top：display Linuxprocesses，动态显示进程信息

格式：

top  [OPTION]

常用选项：

-d #：指定刷新时间间隔，默认为3秒；

-b：以批次方式显示；

-n #：显示多少批次；

-p PID：通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态。

-c：显示整个命令行而不只是显示命令名

-i： 使top不显示任何闲置或者僵死进程

常用交互式命令：

(1)在top显示过程中通过交互式命令指定排序(默认CPU)：

• P: 按照CPU百分比大小将进程降序排序

• M：Memory占用量大小将进程降序排序

• T：CPU累积时间占用量将进程降序排序

（2)首部信息关闭

• l: top行信息是否显示；

• t:是否显示进程及CPU相关的信息

• 1：是否单独显示每颗CPU的使用率

• m: 是否显示内存及swap相关的信息

（3）其他命令

• q: 退出top

• s: 修改刷新时间间隔；

• k: 杀死指定进程

• L：搜索字符串

说明：

load avg:

CPU上等待运行的进程队列的队列长度；
过去1分钟、5分钟、15分钟的平均长度；

cpu（s）行解释：

us: user space，用户空间占用CPU百分比
sy: system，内核空间占用CPU百分比
ni: nice，用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
id: idle，空闲CPU百分比
wa: waiting io，等待输入输出的CPU时间百分比
hi: hardware interrupt，硬件CPU中断占用百分比
si: software interrupt，软件CPU中断占用百分比
st: stolen，虚拟机占用百分比

默认上，top显示这些关于进程的属性：

PID

进程ID，进程的唯一标识符

USER

进程所有者的实际用户名。

PR

进程的调度优先级。这个字段的一些值是'rt'。这意味这这些进程运行在实时态。

NI

进程的nice值（优先级）。越小的值意味着越高的优先级。

VIRT

进程使用的虚拟内存。

RES

驻留内存大小。驻留内存是任务使用的非交换物理内存大小。

SHR

SHR是进程使用的共享内存。

S

这个是进程的状态。它有以下不同的值:

D - 不可中断的睡眠态。
R – 运行态
S – 睡眠态
T – 被跟踪或已停止
Z – 僵尸态

%CPU

自从上一次更新时到现在任务所使用的CPU时间百分比。

%MEM

进程使用的可用物理内存百分比。

TIME+

任务启动后到现在所使用的全部CPU时间，精确到百分之一秒。

COMMAND

运行进程所使用的命令。

还有许多在默认情况下不会显示的输出，它们可以显示进程的页错误、有效组和组ID和其他更多的信息。

实例：

[root@young ~]# top
top - 01:21:28 up 9 days, 19:36,  3 users,  load average: 0.07, 0.08, 0.06
Tasks: 419 total,   2 running, 417 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  1.6 us,  1.9 sy,  0.0 ni, 96.4 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  3098484 total,   281664 free,   566888 used,  2249932 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2097148 free,        0 used.  2393584 avail Mem 

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                 
  6851 root      20   0       0      0      0 S  6.2  0.0   0:07.28 kworker/0:1                             
 84869 root      20   0  146412   2240   1368 R  6.2  0.1   0:00.01 top                                     
     1 root      20   0  128996   8856   1712 S  0.0  0.3   3:37.38 systemd

# top   //每隔3秒显式所有进程的资源占用情况
# top -d 2  //每隔2秒显式所有进程的资源占用情况
# top -c  //每隔3秒显式进程的资源占用情况，并显示进程的命令行参数(默认只有进程名)
# top -p 12345 -p 6789//每隔5秒显示pid是12345和pid是6789的两个进程的资源占用情况
# top -d 2 -c -p 123456 //每隔2秒显示pid是12345的进程的资源使用情况，并显式该进程启动的命令行参数

更加详细内容： http://www.cnblogs.com/qiwenhui/articles/4262044.html

注：VIRT=SWAP+RES

6.htop命令

需要安装(第三方安装包)：

[root@localhost~]#  yum  install -y htop

(1)常用选项：

-d #：指定延迟时间间隔；

-u UserName：仅显示指定用户的进程；

-s COLUME：以指定字段进行排序；

(2)常用交互式命令：

l：显示选定的进程打开的文件列表；

s：跟踪选定的进程的系统调用；

t：以层级关系显示各进程状态；

u: 仅显示指定用户的进程

k:发送信号，15通常用来杀死命令，15不起作用可用用9信号

#：快速定位到PID为#的进程上

（3）显示描述

左上方数据：表示每颗CPU、内存、交换内存的使用率

右上方数据：

• Tasks：当前的任务数量，用户空间进程

• thr：线程数量

• running：运行的数量

• Load average ：过去一分钟、五分钟、十五分钟的平均负载

（4)支持鼠标操作的文本窗口

h命令获取帮助 

（5）获取支持排序字段

[root@young ~]# htop --sort-key=help 
PID
Command
STATE
PPID
PGRP
SESSION
TTY_NR
TPGID
FLAGS