Linux进程管理与计划任务

进程相关概念

内核的功能

进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能等。

process

进程,正在运行中的程序的一个副本,是被加载到内存中的指令集和。

  • PID:进程ID,标记进程。
  • init: linux中有一个总进程init,这个是第一个进程,其他进程都由这个总进程创建。

进程优先级

  • 系统优先级(0--139):数字越小,优先级越高。
  • 实时优先级(99--0):值越大,优先级越高。静态优先级
  • nice(-20--19):对应系统的100--139 。动态优先级
  • Big :时间复杂度,用户和规模的关系。
  • LRU算法:淘汰不用时间最长的数据。

进程的执行需要环境,我们称之为上下文(context),也就是包含一些进程的属性(进程的执行者,PID,selinux机制,组身份)linux内核的进程工作方式是:抢占式多任务(也就是分时操作系统)。

进程类型

  • 守护进程:daemon,在系统引导过程中启动的进程,和终端无关进程。系统启动后自动加载到内存中在后台运行,也就是后台进程。
  • 前台进程:跟终端相关,通过终端启动的进程。关闭终端就会中断。

进程状态

 运行态 running
 就绪态 ready
 睡眠态:可中断 interruptable
        不可中断 UNinterruptable
 停止态:stopped 暂停于内存,但不会被调度,除非手动启动
 僵死态:zombie  结束进程,父进程结束前,子进程不关闭,这种进程已经处于死状态,没法再次杀死,只能进行重启系统才可以释放内存。

系统管理工具

进程的分类

  • CPU-bound :CPU密集型,主要使用CPU进行计算或逻辑判断的进程
  • I/O-bound :IO密集型,主要使用内存和硬盘进行读写的进程。

Linux系统状态的查看及管理工具

pstree  ps  pidof  pgrep  top  htop  glance pmap  vmstat  dstat  kill  pkill job  bg  fg  nohup 

pstree

将进程以树状结构显示,子进程为叶子节点,其中用{ } 括起来的是线程。线程依附于进程,不能独立存在,进程是独立内存空间的,线程是可以共享内存空间的,线程属于轻量级的。

Linux进程管理与计划任务_第1张图片
pstree.png

知识小扩展: 可以将httpd服务的进程改为线程,一般httpd服务是新建一个进程为用户提供服务,我们可以将其使用线程来为用户提供服务,这样就可以节省内存资源。可以修改如下文件:vim /etc/sysconfig/httpd
将配置文件中的#HTTPD=/usr/sbin/httpd.worker 前的#去掉,使该配置生效,重启服务就可以了:service httpd restart

ps

报告当前进程的快照(所谓的快照也就是当前瞬间的状态)

Linux中各个进程的相关信息都保存在/proc/目录下,对应各个进程PID的文件夹,里面有进程的所有详细信息。

  • 支持三种选项:
    • UNIX选项 如-A -e 加-的选项风格
    • BSD选项 如a 不加-的选项风格
    • GNU选项 如--help --这种长格式风格
    ps使用不同风格的选项显示结果是不同的,拿ps -a 这个例子来说,
     * ps a  BSD风格,显示比较详细
     * ps -a UNIX风格,显示不详细。这个是一个小小的区别。

选项:默认显示当前终端中的进程

• a 选项包括所有终端中的进程
• x 选项包括不链接终端的进程,也就是包括后台(守护)进程
• u 选项显示进程所有者的信息
• f 选项显示进程的父进程,同时显示父进程的PPID
• k|--sort 属性 对属性排序
• o 属性… 选项显示定制的信息 ,后可接以下的参数,指定显示特定的信息,该选项必须放在所有选项的最后,紧跟参数。
pid、comm、%cpu、%mem、state、VSZ、RSZ、tty、euser、ruser

对于带有suid权限的二进制命令来说,该二进制文件属于A,当另一个B用户执行该二进制文件的时候,这个命令的生效者是A,而命令的发起者是B

  • 参数的解释:

    • VSZ: Virtual memory SiZe,虚拟内存集,线性内存
    • RSS: ReSident Size, 常驻内存集
    • ni: nice值
    • pri: priority 优先级
    • psr: processor CPU编号
    • rtprio: 实时优先级
    • STAT:进程状态
      • R:running
      • S: interruptable sleeping
      • D: uninterruptable sleeping
      • T: stopped
      • Z: zombie
      • +: 前台进程
      • l: 多线程进程
      • L:内存分页并带锁
      • N:低优先级进程
      • <: 高优先级进程
      • s: session leader,会话(子进程)发起者

    常用组合

    aux
    auo
    -ef

    ps -C commod 可显示某一命令的进程信息,-C 就是指command

  • 进程优先级

    • 进程优先级调整:
      • 静态优先级:100---139
        进程默认启动时的nice 值是0,优先级为120
        只有root用户才能降低nice值(提高优先级)

nice 命令

nice -n -10 命令 :指定命令执行的优先级

renice 命令:

renice 10 pid 调整正在运行的进程的优先级,重新设置进程优先级(-20----19)

  • 查看进程优先级

    ps axo pid,commod,nice 其中axo中的o必须放后面

pgrep

pgrep 工具:专门支持进程搜索
pgrep [option]

-u uid: effective user,生效者
-U uid: real user,真正发起运行命令者
-t terminal: 与指定终端相关的进程,指定终端。
-l: 显示进程名
-a: 显示完整格式的进程名
-P pid: 显示指定进程的子进程
pgrep命令支持正则表达式:
pgrep -a "^vi.*"

pidof###

显示服务或命令的进程pid,可以用来监控服务

pidof bash 显示命令的进程号
  如果某个服务没有启动,这时候查找不到进程号,这个时候的echo $?查看到的返回值为1 ,可以用这个原理进行监控功能服务是否正常,如果服务关闭了,可以重新启动。
    pidof httpd > /dev/null || systemctl restart httpd.service

tu!!!!!!!

uptime

显示系统的负载均衡

显示当前时间,系统已启动的时间、当前上线人数,系统平均负载(1、5、10分钟的平均负载,一般不会超过1)(如果超过了1,说明每一分钟就会有一个进程在等待,完成不了。)

  • 系统平均负载:
    指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数
    通常每个CPU内核的当前活动进程数不大于3,那么系统的性能良好。如果每个CPU内核的任务数大于5,那么此主机的性能有严重问题
    如果linux主机是1个双核CPU,当Load Average 为6的时候说明机器已经被充分使用

tu!!!!!!!!

top

进程监视工具

 (空间概念:用户空间(应用程序不需要使用内核,该程序的进程就在用户空间中进行)内核空间(应用程序的进程需要加载内核进行,内核所使用的空间就是内核空间)

排序

P:以占据的CPU百分比,%CPU
M:占据内存百分比,%MEM
T:累积占据CPU时长,TIME+
首部信息显示
uptime信息: l命令
tasks及cpu信息: t命令
cpu分别显示: 1 (数字)
memory信息: m命令
退出命令: q
修改刷新时间间隔: s
终止指定进程: k
保存文件: W(大写)

栏位信息简介

us:用户空间
sy:内核空间
ni:调整nice时间
id:空闲
wa:等待IO时间
hi:硬中断
si:软中断(模式切换)
st:虚拟机偷走的时间

  • 进入top之前可以指定选项:

    • 选项:
      -d #: 指定刷新时间间隔,默认为3秒
      -b: 全部显示所有进程
      -n #: 刷新多少次后退出
  • 进入top后有如下快捷键:
    t 可以打开和关闭'tasks行' 和'%CPU行'(centos6)(centos7中会有些不一样)
    1 可以显示所有CPU内核的利用率
    m 可以打开和关闭'Mem行'和'Swap行'
    s 可以输入数字,修改刷新时间间隔
    l 可以打开和关闭首部的top行信息
    k 可以输入进程的PID杀死进程

htop

 **需从Fedora-EPEL源安装**
    选项:
        -d #: 指定延迟时间;
        -u UserName: 仅显示指定用户的进程
        -s COLUME: 以指定字段进行排序
    子命令:
        s: 跟踪选定进程的系统调用
        l: 显示选定进程打开的文件列表
        a:将选定的进程绑定至某指定CPU核心
        t: 显示进程树

内存工具

vmstat

虚拟内存信息
-s: 显示内存的统计数据

vmstat 2   加一个数字是指定每隔几秒刷新一次,
vmstat 2 5 加两个数字,前一个数字是表示每隔多少秒刷新一次,后一个数字是指刷新多少次退出。
  • vmstat 命令结果中的菜单项
    • procs:
      r:可运行(正运行或等待运行)进程的个数,和核心数有关
      b:处于不可中断睡眠态的进程个数(被阻塞的队列的长度)
    • memory:
      **swpd: **交换内存的使用总量
      free:空闲物理内存总量
      buffer:用于buffer的内存总量
      cache:用于cache的内存总量
    • swap:
      si:从磁盘交换进内存的数据速率(kb/s)
      so:从内存交换至磁盘的数据速率(kb/s)
      io:
      bi:从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)
      **bo: **保存数据至块设备的速率
    • system:
      in: interrupts 中断速率,包括时钟
      cs: context switch 进程切换速率
    • cpu:
      us:Time spent running non-kernel code (用户空间利用率)
      sy:Time spent running kernel code (系统内核空间利用率)
      id:Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.(CPU空闲百分比)
      wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前,包括in idle. (CPU等待IO时间)
      st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown.(被偷走的内存空间)

iostat

统计CPU和设备IO信息

示例
iostat 1 10
iostat 2 加一个数字是指定每隔几秒刷新一次,

iostat 2 5 加两个数字,前一个数字是表示每隔多少秒刷新一次,后一个数字是指刷新多少次退出。

pmap

进程对应的内存映射,进程的运行占用内存的地址对应关系

  • pmap [options] pid [...]
    -x | -d : 显示详细格式的信息
    • 示例:pmap 1
      另外一种实现:
      cat /proc/PID/maps

系统监控工具

glances

glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-Ppassword] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]
内建命令:
        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 
        q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
        y Show/hide hddtemp stats
    常用选项:
        -b: 以Byte为单位显示网卡数据速率
        -d: 关闭磁盘I/O模块
        -f /path/to/somefile: 设定输入文件位置
        -o {HTML|CSV}:输出格式
        -m: 禁用mount模块
        -n: 禁用网络模块
        -t #: 延迟时间间隔
        -1:每个CPU的相关数据单独显示
  • C/S模式下运行glances命令
    • 服务器模式:

      glances -s -B IPADDR
      IPADDR: 指明监听的本机哪个地址
      也可以不指定-B IPADDR,这样默认监听本机上所有的端口,客户端可以通过任意一个本机的IP地址进行监控。一旦-B IPADDR之后,就将glances服务器端绑定到了固定的Ip上,客户端只有通过绑定的IP地址才可以进行监控。

    • 客户端模式:

      glances -c IPADDR
      IPADDR:要连入的服务器端地址

dstat

系统资源统计,代替vmstat,iostat

  • dstat [-afv] [options..] [delay [count]]
    -c: 显示cpu相关信息
    -C #,#,...,total
    -d: 显示disk相关信息
    -D total,sda,sdb,...
    -g:显示page相关统计数据
    -m: 显示memory相关统计数据
    -n: 显示network相关统计数据
    -p: 显示process相关统计数据
    -r: 显示io请求相关的统计数据
    -s: 显示swapped相关的统计数据

kill

向进程发送控制信号,以实现对进程管理,每个信号对应一个数字,信号名称以SIG开头(可省略),不区分大小写,kill命令默认发送15代码信号。
显示当前系统可用信号: kill –l,trap -l
常用信号:man 7 signal

kill命令并不是只是用来杀死进程的,它是用来给进程发送信号的,所谓的杀死进程其实是,给进程发送信号,让进程自己自动终结。
    1) SIGHUP: 无须关闭进程而让其重读配置文件
    2) SIGINT: 中止正在运行的进程;相当于Ctrl+c
    3) SIGQUIT:相当于ctrl+\
    9) SIGKILL: 强制杀死正在运行的进程
    15) SIGTERM:终止正在运行的进程
    18) SIGCONT:继续运行
    19) SIGSTOP:后台休眠
    指定信号的方法:
    (1) 信号的数字标识:1, 2, 9
    (2) 信号完整名称:SIGHUP (3) 信号的简写名称:HUP

kill -0 pid 使用0信号,可以对进程进行错误检查。如果进程不正常,会返回错误信息,返回值为非0,如果进程正常返回正确的0值,这个可以用来检测进程是否正常。

 对于有些进程是不能杀死的,例如tty2、tty3、tty4、tty5、tty6这些控制台进程是杀不死的。
      kill (tty)pid (默认发送15代码信号)杀不死
      kill -9 (tty)pid  杀不死

可以有杀死的办法:

先将所有进程的父进程pid=1 init这个进程杀死。虽然杀不死,但是会对init这个进程造成一定得伤害,使init进程自身的一些功能受到一些破坏,造成进程的不完整性。
这个时候再次进行kill -9 tty(pid) 就会把控制台终端进程杀死。

Killall、pkill

killall Pname :指定进程名,可以批量杀死进程,不需要一个个指定进程编号那么麻烦。

  • pkill [options] pattern
    • option

      -SIGNAL
      -u uid: effective user,生效者
      -U uid: real user,真正发起运行命令者
      -t terminal: 与指定终端相关的进程
      -l: 显示进程名(pgrep可用)
      -a: 显示完整格式的进程名(pgrep可用)
      -P pid: 显示指定进程的子进程
      可加选项指定特定进程特定的条件将进程杀死。

作业管理

Linux的作业控制

前台作业:通过终端启动,且启动后一直占据终端;
后台作业:可通过终端启动,但启动后即转入后台运行(释放终端)

作业在后台有两种状态:后台运行、后台休眠

(1) 运行中的作业: Ctrl+z 将作业放入后台休眠
(2) 尚未启动的作业:# COMMAND & 命令后加上& 符号

  后台作业虽然被送往后台运行,但其依然与终端相关;退出终端,将关闭后台作业。如果希望送往后台后,剥离与终端的关系
  • nohup COMMAND &
    例如:nohup ping 127.0.1 & 关闭终端后,作业仍然在后台进行作业不会中断。
  • screen;COMMAND
    这个是新开一个screen,将作业放进去执行。

查看当前终端所有作业
# jobs 显示后台作业的编号
作业控制
# fg [作业的编号]:把指定的后台作业调回前台
# bg [作业的编号]:让送往后台的作业在后台继续运行
# kill [%作业的编号]: 终止指定的作业(作业编号前要加%)

作业并行运行
同时运行多个进程,提高效率,这个思想也可以作用与命令,可以让不同的命令并行执行。

方法1
vi all.sh 编写一个脚本,在脚本中添加不同的脚本或命令,在每一个脚本或命令后加上一个&符号
f1.sh&
f2.sh&
f3.sh&
方法2
(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&) 可以作用与脚本或命令
方法3
{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& } 可以作用与脚本或命令

任务计划

  • 执行一次:at 在指定的时间点执行一次指定的命令
  • 空闲时执行:batch 系统自动选择空闲的时间去执行指定的命令(也就是系统负载较低的情况下)
  • 周期性执行:cron 根据指定的时间自动的周期性执行指定的动作。

at

(交互式任务计划,按Ctrl + D 完成指定任务退出交互)

    可以通过管道和重定向将计划任务输入at,例如:
        cat at.txt | at 14:00
        at 14:00 < at.txt
首先需要安装at包
安装完后需要启动该服务,在不同的操作系统下服务位置不同,例如:
    centos6中
        /etc/rc.d/init.d/atd  服务路径
        service atd start     启动服务
    centos7中
        /usr/lib/systemd/system/atd.service  服务路径
        systemctl start atd.service     启动服务
        chkconfig atd.service on     指定开机自启动
  • 常用选项:
    -V 显示版本信息:
    -l 列出指定队列中等待运行的作业;相当于atq
    -d:删除指定的作业;相当于atrm
    -c 查看具体作业任务
    -f /path/from/somefile:从指定的文件中读取任务
    -m 当任务被完成之后,将给用户发送邮件,即使没有标准输出
    注意:作业执行命令的结果中的标准输出和错误以邮件通知给相关用户
  **时间格式**:
        可以在具提的时间点后加上时间来指定执行的时间,例如:
         at now + 5 minutes
        时间点有:noon(12:00) midnight(24:00) teatime(16:00) tomorrow 
        now + {minutes,hours,days, OR weeks} 

        HH:MM 02:00
            在今日的 HH:MM 进行,若该时刻已过,则明天此时执行任务
        HH:MM YYYY-MM-DD 02:00 2016-09-20
            规定在某年某月的某一天的特殊时刻进行该项任务
        HH:MM[am|pm] [Month] [Date]
            04pm March 17
            17:20 tomorrow
        HH:MM[am|pm] + number [minutes|hours|days|weeks]
            在某个时间点再加几个时间后才进行该项任务
            now + 5 minutes
            02pm + 3 days
at 任务队列存放在:/var/spool/at/目录中
    并不是所有的用户都可以使用at命令:
    安装过at命令后会有两个文件:
        白名单:/etc/at.allow   默认不存在
        黑名单:/etc/at.deny    默认存在
    白名单和黑名单中放用户名,有如下几种情况:
        两个文件都不存在,只有root用户可以使用at计划任务
        如果不存在白明单,不在黑名单中的用户可以使用at命令。
        存在白名单,白名单的优先级高于黑名单,有白名单黑名单就不起作用,不在白名单中的用户不能使用at命令。

cron

周期性计划任务(计划任务中不要有标准输出,否则会以邮件方式发送个管理员)

 相关的程序包:
    cronie: 主程序包,提供crond守护进程及相关辅助工具
    cronie-anacron:cronie的补充程序,用于监控cronie任务执行状况,如cronie中的任务在过去该运行的时间点未能正常运行,则anacron会随后启动一次此任务
    crontabs:包含CentOS提供系统维护任务
    创建周期性任务的命令是主程序包提供的crontab命令:/usr/bin/crontab
    首先要保证crond.service 服务开启
        centos6 :service crond.service start
        centos7 :systemctl start crond.service
    周期性计划任务的日志在:/var/log/cron
  • 创建周期性计划任务有两种方法:
    • 一、通过编辑文件:/etc/crontab
      在该文件中编辑指定时间就可以了格式为:
      * * * * * user command
    • 二、通过命令进行指定:
      crontab -e 该命令一执行就会自动进入编辑类似于/etc/crontab的文件,格式也是:
      * * * * * user command
  • 时间表示法:
    • (1) 特定值
      给定时间点有效取值范围内的值
    • (2) *
      给定时间点上有效取值范围内的所有值
      表示“每...”
    • (3) 离散取值
      #,#,# 1,4,6
  • 时间表示法
    • (4) 连续取值
      #-# 6-19
      (5) 在指定时间范围上,定义步长
      /#: #即为步长 例如:*/5(没五分钟执行一次)

在文件中也可以这样编辑:

例如
@reboot root echo nihao 每次重启之后以root身份执行命令。
@yearly root echo nihao 每年执行一次
@reboot Run once after reboot.

  • @yearly 0 0 1 1 *
    + @annually 0 0 1 1 *
    + @monthly 0 0 1 * *
    + @weekly 0 0 * * 0
    + @daily 0 0 * * *
    + @hourly 0 * * * *
示例:每3小时echo和wall命令
    0 */3 * * * centos /bin/echo “howdy”;/usr/bin/wall “welcome to jiakehome!”
系统的计划任务:
    /etc/crontab
    /etc/cron.d/ 配置文件
    /etc/cron.hourly/ 脚本
    /etc/cron.daily/ 脚本
    /etc/cron.weekly/ 脚本
    /etc/cron.monthly/脚本
    定义了每周、每天、每月、每小时要执行的计划任务

选项
-l: 列出所有任务;
-e: 编辑任务;
-r: 移除所有任务;
-i:同-r一同使用,以交互式模式移除指定任务
-u user: 仅root可运行,指定用户管理cron任务

crontab这命令任何用户都可以使用,它也有白名单和黑名单,
        白名单:/etc/cron.allow   默认不存在
        黑名单:/etc/cron.deny    默认存在
    白名单和黑名单中放用户名,有如下几种情况:
        两个文件都不存在,只有root用户可以使用at计划任务
        如果不存在白明单,不在黑名单中的用户可以使用at命令。
        存在白名单,白名单的优先级高于黑名单,有白名单黑名单就不起作用,不在白名单中的用户不能使用at命令。
每当有用户创建一个周期性执行任务的时候都会在/var/spool/cron/目录下有一个对应的用户文件。该文件就是对应用户的周期性执行任务的cron文件,每个用户只有一个对应用户名字的文件,如果用户想多次创建多个周期性计划任务,则打开的是同一个文件。

当作业需要精确到秒级别的时候可以使用sleep命令来配合操作,例如:
* * * * * root for A in {0-9};do echo $A;sleep 20; done

    还可以通过sleep 定义各种时长:
        sleep 数字[prefix]
            prefix : s  秒,默认
                     d  天,
                     m  分,
                     h  小时,
crontab -e 默认使用的是vi工具打开的文件,可以在/etc/profile.d/目录下定义一个环境变量:
    export EDITOR=vim
就可以默认使用vim 编辑器打开了。

!*!对于cron任务来讲,%有特殊用途;如果在命令中要使用%,则需要转义,将%放置于单引号中,则可不用转义

注意:运行结果的标准输出和错误以邮件通知给相关用户
(1) COMMAND > /dev/null
(2) COMMAND &> /dev/null

anacron系统

 运行计算机关机时cron不运行的任务,CentOS6以后版本取消anacron服务,由crond服务管理
 对笔记本电脑、台式机、工作站、偶尔要关机的服务器及其它不一直开机的系统很重要对很有用

 配置文件:/etc/anacrontab,负责执行/etc/ cron.daily
    /etc/cron.weekly /etc/cron.monthly中系统任务。
    • 字段1:如果在这些日子里没有运行这些任务……
    • 字段2:在重新引导后等待这么多分钟后运行它
    • 字段3:任务识别器,在日志文件中标识
    • 字段4:要执行的任务
    - 由/etc/cron.hourly/0anacron执行
    - 当执行任务时,更新/var/spool/anacron/cron.daily 文件
    的时间戳

知识小扩展


windows远程桌面连接:运行输入"mstsc",打开远程连接终端。输入对方的IP地址。

内存泄漏:应用程序占用内存不释放,造成内存占用越来越大。
例如应用程序打开数据库,不进行关闭,造成占用内存不释放。
可以使用pmap 内存工具查看某一进程内存占用情况。

更改httpd服务的主目录

  • 原网页存放目录:/var/www/html
  • 需要修改的文件:/etc/httpd/conf/httpd.conf
  • DecumentRoot "PATH" PATH改为你指定的目录
  • kill -1 httpd进程编号 让该服务重新读配置文件使更改后的配置文件生效。

echo $$ 查看当前bash的进程编号

crontab -e -Uwang 编辑的文件,默认是vi 打开,定义环境变量可以使用vim打开:export EDITOR=vim
计划任务中的任务不要带输出,否则会给指定用户发邮件。

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