Linux之程序管理
目录
1.什么是进程（Process）？
1.1.什么是程序？
1.2.进程与程序的区别与联系
1.3.Linux是多人、多任务环境
2.工作管理 (job control)
2.1.jobs命令
3.程序的观察
4.程序的管理
4.1.kill -signal PID
4.2.killall -signal 指令名称
4.3.进程的执行顺序
Priority与 Nice 值
4.4.系统资源的观察
1.什么是进程（Process）？
- 直观点说，保存在硬盘上的程序运行以后，会在内存空间里形成一个独立的内存体，这个内存体有自己的地址空间，有自己的堆，上级挂靠单位是操作系统。操作系统会以进程为单位，分配系统资源，所以我们也说，进程是资源分配的最小单位。
- Linux的进程相互之间有一定的关系。比如说，在Linux进程基础中，我们看到，每个进程都有父进程，而所有的进程以init进程为根，形成一个树状结构。我们在这里讲解进程组和会话，以便以更加丰富的方式了管理进程。
- 进程是一个程序的动态运行实例
- 一个正在执行的程序
- 能分配处理器并由处理器执行的实体
- 内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体。
- 进程的两个基本元素是程序代码和代码相关联的数据集。进程是一种动态描述，但并不代表所有的进程都在运行。（进程在内存中因策略或调度需求会处于各种状态）
1.1.什么是程序？
在 Linux 系统当中：『触发任何一个事件时，系统都会将他定义成为一个程序，并且给这个程序一个 ID ，称为 PID，同时依据启动这个程序的用户与相关属性关系，给予这个 PID 一组有效的权限设定。 以后，这个 PID 能够在系统上面进行的动作，就与这个 PID 的权限有关了。
1.2.进程与程序的区别与联系
- 进程是程序的一次动态运行实例，程序是可以被保存的，而进程只是暂时的。即进程是动态的概念，程序是静态的概念
- 程序只是文件，它是一系列代码指令的集合，而进程是程序被加载到内存，并衍生出一系列的结构体来维护
1.3.Linux是多人、多任务环境
在 Linux 底下执行一个指令时，系统会将相关癿权限、属性、程序代码与数据等均加载内存， 并给这个单元一个程序标识符 (PID)，最终该指令可以进行的任务则与这个 PID 的权限有关。
- 多人环境
在同一时间内，可以有多个用户同时登陆一个系统。
- 多任务环境
同时可以执行多个进程，比如同时打开qq和音乐播放器。
2.工作管理 (job control)
工作管理 (job control) 是用在 bash 环境下的，当我们登入系统取得 bash shell 之后，在单一终端机接口下同时进行多个工作的行为管理 。举例来说，我们在登入 bash 后， 想要一边复制档案、一边进行资料搜寻、一边进行编译，还可以一边进行 vi 程序撰写！ 当然我们可以重复登入那六个文字接口的终端机环境中，不过，能不能在一个 bash 内达成？ 当然可以啊！就是使用 job
control。
命令小结：
| CTRL + C | 终止一个程序的运行 |
| CTRL + Z | 暂停一个程序的运行，并把它放在后台 |
| jobs | 查看后台程序已经运行状态 |
| bg | 让后台暂停的程序，变成运行状态，例子：运行暂停态序号为1的程序,使用命令：bg 1 |
| fg | 将背景工作拿到前景来处理 |
| 指令 & | 直接将指令丢到背景中『执行』 |
| kill | 管理背景当中的工作 |
| ps aux | 观察系统所有的程序数据 |
例子：
当我们在终端中打开一个软件，例如：firefox（火狐浏览器）
这时候我们再使用命令的时候，终端就不会响应了，因为此时前台已经firefox浏览器被占用了。
此时使用命令：CTRL + C ,终止这个firefox程序的运行，前台又可以使用了。
再次运行firefox程序，然后使用CTRL+Z，暂停这个程序的运行，前台仍然可以保留出来，但是firefox软件在后台就停止运行了，除了暂停的状态。
firefox程序无响应
2.1.jobs命令
命令： jobs
语法：jobs [-lrs]
选项参数
| 选项 | 含义 |
| -l | 除了列出job number 与指令串之外，同时列出PID号码 |
| -r | 仅列出正在后台run的工作 |
| -s | 仅列出正在后台中停止（stop）的工作。 |
查看后台的程序有哪些，以及程序的状态，使用命令：jobs
解释：此处显示只有一个暂停的程序，名为firefox，序列号为1
如何激活后台停止的程序，使用命令：bg + 暂停态序列号
例如：启动一个序列号为1的程序，使用jobs命令可以看到后台的firefox程序已经处于运行态了：
现在firefox是运行在后台的，如何把它调到前台来呢，使用明明：fg + 序列号
2.2.运行一个程序的时候直接放在后台运行
在运行这个程序的时候直直接在其后面加一个“&”符号，例如，让firefox软件运行在后台，使用命令：firefox &
解释：此时前台的程序可以正常运行，后台的firefox程序也在运行
2.3.管理背景当中的工作： kill
命令：kill
语法：kill -signal %jobnumber
选项：
| 选项 | 含义 |
| -l | 列出目前 kill能够使用的讯号（signal）有哪些 signal：代表给予后面接的那个工作什么样的指示，使用命令man 7 signal 可查询 |
| -1 | 重新读取一次参数的配置文件 |
| -2 | 代表由键盘输入ctrl -c 同样的工作 |
| -9 | 立刻强制删除一个动作 |
| -15 | 以正常的程序方式终止一项工作，不同于-9 |
例子：杀掉后台jobnumber为1的那个程序。
使用命令：kill -9 %1
注意：如果上面的命令没有了这个符号"%",就代表是杀死进程PID为1的那个进程，而不是程序。
注意事项：
即使让一个程序在后台运行，但是如果后台有数据输出，这个数据还是显示在前台的屏幕上的，例子演示一下
使用命令：ping localhost & ,使这个命令在后台输出
3.程序的观察
3.1.ps 命令
功能：将某个时间点的程序运作情況截取下来
选项与参数
| 参数 | 含义 |
| -A | 所有的process均显示出来，与-e相同的效果 |
| -a | 不与terminal有关的所有process |
| -u | 有效使用者(effective user)相关的peocess |
| -x | 通常与a这个参数一起使用，可列出较完整的信息 |
| 输出格式规划： | |
| l | 较长、较详细的将该PID的信息列出 |
| j | 工作的格式（jobs format） |
| -f | 做一个更为完整的输出 |
例子：
ps aux:观察系统所有的程序数据
ps -lA :能够观察所有系统的数据
ps axjf:连同部分程序树状态
3.2.仅观察自己的 bash 相关程序： ps -l
各段的含义：
- F：代表这个程序旗标 (process flags)，说明这个程序的总结权限，常见号码有：
o 若为 4 表示此程序的权限为 root ；
o 若为 1 则表示此子程序仅进行复制(fork)而没有实际执行(exec)。
- S：代表这个程序的状忞 (STAT)，主要的状态有：
o R (Running)：该程序正在运作中；
o S (Sleep)：开程序目前正在睡眠状态(idle)，但可以被唤醒(signal)。
o D ：不可被唤醒的睡眠状忞，通常这支程序可能在等待 I/O 的情况(ex>打印)
o T ：停止状忞(stop)，可能是在工作控制(背景暂停)或除错 (traced) 状忞；
o Z (Zombie)：僵尸状忞，程序已经终止但即无法被移除至内存外。
- UID/PID/PPID：代表『此程序被该 UID 所拥有/程序的 PID 号码/此程序的父程序 PID 号码』
- C：代表 CPU 使用率，单位为百分比；
- PRI/NI：Priority/Nice 癿缩写，代表此程序被 CPU 所执行的优先级，数值越小代表该程序越快被 CPU 执行。
- ADDR/SZ/WCHAN：都不内存有关，ADDR 是 kernel function，指出该程序在内存的哪个部分，如果是个 running 的程序，一般就会显示『 - 』 / SZ 代表此程序用掉多少内存 / WCHAN表示目前程序是否运作中，同样癿， 若为 - 表示正在运作中。
- TTY：登入者的终端机位置，若为进程登录则使用动态终端接口 (pts/n)；
- TIME：使用掉的 CPU 时间，注意，是此程序实际花费 CPU 运作的时间，而不是系统时间；
- CMD： command 的缩写，触发此程序的命令。
解释：bash程序
bash 的程序属于 UID 为 0 的使用者，状态为睡眠(sleep)， 所以为睡眠状态因为触发了 ps (状态为 run) 。此程序的 PID 为 15142，优先执行顸序为 80， 下达 bash 所取得的终端接口为 pts/0 ，运作状态为等待 (wait) 。
3.3.观察系统所有程序： ps aux
使用命令：ps aux
各段的含义：
- USER：该 process 属于那个使用者账号的
- PID ：该 process 的程序标识符。
- %CPU：该 process 使用掉的 CPU 资源百分比；
- %MEM：该 process 所占用的物理内存百分比；
- VSZ ：该 process 使用掉的虚拟内存量 (Kbytes)
- RSS ：该 process 占用的固定的内存量 (Kbytes)
- TTY ：该 process 是在哪个终端机上面运作，若与终端机无关则显示 ?，另外， tty1-tty6 是本机上面的登入者程序，若为 pts/0 等等的，则表示为由网绚连接进主机的程序。
- STAT：该程序目前的状态，状忞显示与 ps -l 的 S 标志相同 (R/S/T/Z)
- START：该 process 被触发启动的时间；
- TIME ：该 process 实际使用 CPU 运作的时间。
- COMMAND：该程序的实际指令为何
一般来说，ps aux命令的显示结果会按照PID的大小来显示，还是找到PID为15412哪个PID来解释一下那段数据的含义：
占用了0.5%的物理内存百分比，状态为休眠（Ss）,程序的启动时间为20：58，且取得终端机环境pts/0.
3.4.脱机管理问题：nohup
要注意癿是，我们在工作管理当中提到的『背景』指的是在终端机模式下可以避克 [crtl]-c 中断的一个情境， 并不是放到系统的背景去！所以，工作管理的背景依旧与终端机有关！ 在这样的情况冴下，如果你是以进程联机方式连接到你的 Linux 主机，并且将工作以 & 的方式放到背景去， 请问，在工作尚未结束的情况下你脱机了，该工作还会继续进行吗？答案是『否』！不会继续进行，而是会被中断掉。
以尝试使用 nohup 这个指令来处理喔！这个 nohup 可以使你在脱机或注销系统后，还能够使工作继续进行。
语法：
nohup [指令与参数] <==在终端机前景中工作
nohup [指令与参数] & <==在终端机背景中工作
功能：即使你关闭运行程序的控制台，这个程序仍然会运行。
3.5.动态观察程序的变化：top
相对于 ps 是撷取一个时间点的程序状态， top 则可以持续侦测程序运作的状忞！使用方式如下：
语法：
top [-d 数字] | top [-bnp]
参数
| 指令 | 含义 |
| -d | 后面可以接秒数，就是整个程序画面更新的秒数，预设是5s |
| -b | 以批次的方式执行top,通常会搭配数据流重导向来将批次结果输出称为档案 |
| -n | 与 -b,意义是，需要进行几次top输出结果 |
| -p | 指定某个PID来进行观察检测而已 |
在 top 执行过程当中可以使用的按键指令：
- ? ：显示在 top 当中可以输入的按键指令；
- P ：以 CPU 的使用资源排序显示；
- M ：以 Memory 的使用资源排序显示；
- N ：以 PID 来排序！
- T ：由该 Process 使用的 CPU 时间累积 (TIME+) 排序。
- k ：给予某个 PID 一个讯号 (signal)
- r ：给予某个 PID 重新制订一个 nice 值。
- q ：离开 top 软件的按键。
使用top命令可以实时查看进程的变化，默认是5s变化一次：
改变刷新的时间为1s
使用命令：top -d 1
现在刷新速度是1s一次。
4.程序的管理
程序之间是可以互相控制的！举例来说，你可以关闭、重新启动服务器软件，朋务器软件本身是个程序， 你既然可以使它关闭或启动，当然就是可以控制该程序啦！那么程序是如何互相管理的呢？其实是透过给予该程序一个讯号 (signal) 去告知该程序你想要它做什么！
4.1.kill -signal PID
例子：杀死ping这个进程，例如这个进程的PID是15423
使用命令：kill -9 15423
如何查看一个进程或指令的PID？
使用命令：pidof 指令
例如查看ping的pid，使用命令：pidof ping
4.2.killall -signal 指令名称
由于 kill 后面必项要加上 PID 或者是（ job number)，所以，通常 kill 都会配合 ps, pstree 指令挃令，因为我们必项要找到相对应的那个程序的 ID 嘛！但是，如此一来，很麻烦～有没有可以利用『下达指令的名称』来给予这个信号的。
那么就是这条指令啦：killall -signal 指令名称
语法：
killall [-iIe] [command name]
选项
| 选项 | 含义 |
| -i | interactive 的意忠，交互式的，若需要删除时，会出现提示字符给用户 |
| -e | exact 的意思，表示『后面接的 command name 要一致』，但整个完整的指令不能超过 15 个字符 |
| -I | 指令名称(可能含参数)忽略大小写 |
例子：杀死ping这个进程
使用命令：killall -9 ping
4.3.进程的执行顺序
我们知道 Linux 是多人多任务的环境，由 top 的输出结果我们也发现， 系统同时间有非常多的程序在运行中，叧是绝大部分的程序都在休眠 (sleeping) 状态而已。 想一想，如果所有的程序同时被唤醒，那么 CPU 应该要先处理那个程序呢？
-
Priority与 Nice 值
由于 PRI 是核心动态调整的，我们用户也无权去干涉 PRI ！那如果你想要调整程序的优先执行序时，就得要透过 Nice 值了！Nice 值就是上表的 NI 啦！一般来说， PRI 与 NI 的相关性如下：
PRI(new) = PRI(old) + nice
注意：如果原本的 PRI 是 50 ，并不是我们给予一个 nice = 5 ，就会使 PRI 变成 55！ 因为 PRI 是系统『动态』决定的，所以，虽然 nice 值是可以影响 PRI ，不过， 最终的 PRI 仍是要经过系统分析后才会决定的。另外， nice 值是有正负的喔，而既然 PRI 越小越早被执行， 所以，当nice 值为负值时，那么该程序就会降低 PRI 值，这个进程的优先级就越高。
- nice 值可调整的范围为 -20 ~ 19 ；
- root 可随意调整自己或他人程序的 Nice 值，其范围为 -20 ~ 19 ；
- 一般用户仅可调整自己程序的 Nice 值，其范围仅为 0 ~ 19 (避免一般用户抢占系统资源)；
- 一般使用者仅可将 nice 值越调越高，例如本来 nice 为 5 ，则未来仅能调整到大于 5
- nice ：新执行的指令即给予新的 nice 值
语法：
nice [-n 数字] command
选项：
-n ：后面接一个数值，数值癿范围 -20 ~ 19
例子：
用 root 给一个 nice 植为 -5 ，用于执行 vi ，并观察该程序！
- renice ：已存在程序的 nice 重新调整
语法：
renice [number] PID
选项：PID ：某个程序的 ID
例子：
找出自己的 bash PID ，并将该 PID 的 nice 调整到 10
同样可以使用top命令里面使用指令去修改。
4.4.系统资源的观察
- free ：观察内存使用情况
语法：
free [-b|-k|-m|-g] [-t]
选项与参数
| 选项 | 含义 |
| -b | 直接输入 free 时，显示的单位是 Kbytes，我们可以使b(bytes),m(Mbytes)、k(Kbytes), 及 g(Gbytes) 来显示单位！ |
| -t | 在输出的最终结果，显示物理内存与 swap 的总量 |
l
例子：
- uname：查阅系统与核心相关信息
语法
uname [-asrmpi]
选项与参数
| 选项 | 参数 |
| -a | 所有系统相关的信息，包括底下的数据都会被列出来； |
| -s | 系统核心名称 |
| -r | 核心的版本 |
| -m | 本系统的硬件名称，例如 i686 或者 x86_64 等； |
| -p | CPU 的类型，与 -m 类似，叧是显示的是 CPU的类型！ |
| -i | 硬件的平台 (ix86) |
例子：
使用命令：uname -a
- uptime：观察系统启动时间与工作负载
例子：
使用命令：uptime
