day 22 进程管理2

1.管理进程状态

当程序运行为进程后，如果希望停止进程， 那么此时我们可以使用linux的kill命令对进程发送关闭信号。

1.使用 kill -l 列出当前系统所支持的信号,我们使用kill 的时候记住番号就好,常用的番号1,9,15

数字编号 信号含义 信号翻译
1 SIGHUP 通常用来重新加载配置文件
9 SIGKILL 强制杀死进程
15 SIGTERM 终止进程，默认kill使用该信号

2.我们使用 kill 命令杀死指定PID的进程。

发送重载信号，例如 vsftpd 的配置文件发生改变，希望重新加载 # kill -1 9160 #发送停止信号，当然vsftpd 服务有停止的脚本 systemctl stop vsftpd # kill 9160 #发送强制停止信号，当无法停止服务时，可强制终止信号

kill -9 9160

3.Linux系统中的killall、pkill命令用于杀死指定名字的进程。我们可以使用kill命令杀死指定进程PID的进程，如果要找到我们需要杀死的进程，我们还需要在之前使用ps等命令再配合grep来查找进程，而killall、pkill把这两个过程合二为一，是一个很好用的命令。

通过服务名称杀掉进程 # pkill nginx # killall nginx

使用pkill踢出从远程登录到本机的用户，终止pts/0上所有进程, 并且bash也结束（用户被强制退出） # pkill -9 -t pts/0

2.管理后台进程

1.什么是后台进程

通常进程都会在终端前台运行，一旦关闭终端，进程也会随着结束，那么此时我们就希望进程能在后台运行，就是将在前台运行的进程放入后台运行，这样及时我们关闭了终端也不影响进程的正常运行。

2.使用 screen 工具将进程放入后台

1.安装 # yum install screen -y

2.开启一个screen窗口,指定名称 # screen -S wget_mysql #3.在screen窗口中执行任务即可(进入了一个由screen新开的bush窗口)

4.平滑的退出screen,但不会终止screen中的任务。注意: 如果使用exit 才算真的关闭screen窗口

ctrl a+d #5.查看当前正在运行的screen有哪些

screen -list #6.进入正在运行的screen (可以通过名称和pid进入进程) # screen -r wget_mysql

screen -r 22058

3.进程的优先级[进阶]

1.什么优先级

优先级指的是优先享受资源，比如排队买票时，军人优先、老人优先。等等

2.系统中如何给进程配置优先级?

在启动进程时，为不同的进程使用不同的调度策略。

nice 值越高： 表示优先级越低，例如+19，该进程容易将CPU 使用量让给其他进程。

nice 值越低： 表示优先级越高，例如-20，该进程更不倾向于让出CPU。

(1) 使用top或ps命令查看进程的优先级

使用top可以查看nice优先级。 NI: 实际nice级别，默认是0。 PR: 显示nice值，-20映射到0，+19映射到39 PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 1083 root 20 0 298628 2808 1544 S 0.3 0.1 2:49.28 vmtoolsd 5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:+ # 使用ps查看进程优先级 [root@m01 ~]# ps axo command,nice |grep sshd|grep -v grep /usr/sbin/sshd -D 0 sshd: root@pts/2 0

(2) nice指定程序的优先级。语法格式 nice -n 优先级数字 进程名称

开启vim并且指定程序优先级为-5 [root@m01 ~]# nice -n -5 vim & ----->这里 & 意思是放入后台执行 [1] 98417 # 查看该进程的优先级情况 [root@m01 ~]# ps axo pid,command,nice |grep 98417 98417 vim -5

(3) renice命令修改一个正在运行的进程优先级。语法格式 renice -n 优先级数字 进程pid

查看sshd进程当前的优先级状态

ps axo pid,command,nice |grep sshd 70840 sshd: root@pts/2 0 98002 /usr/sbin/sshd -D 0

调整sshd主进程的优先级 # renice -n -20 98002 98002 (process ID) old priority 0, new priority -20

调整之后记得退出终端 [root@m01 ~]# ps axo pid,command,nice |grep sshd 70840 sshd: root@pts/2 0 98002 /usr/sbin/sshd -D -20 [root@m01 ~]# exit #当再次登陆sshd服务，会由主进程fork子进程(那么子进程会继承主进程的优先级) [root@m01 ~]# ps axo pid,command,nice |grep 折叠shd 98002 /usr/sbin/sshd -D -20 98122 sshd: root@pts/0 -20

生产案例、Linux出现假死，怎么办，又如何通过nice解决？

4.系统平均负载[进阶]

执行 top 或者 uptime 命令，来了解系统的负载情况。

[root@m01 ~]# uptime 04:49:26 up 2 days, 2:33, 2 users, load average: 0.70, 0.04, 0.05 #我们已经比较熟悉前面几列，它们分别是当前时间、系统运行时间以及正在登录用户数。 # 最后三个数字，依次则是过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载（Load Average)

1.什么是平均负载

平均负载: 平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数， PS: 平均负载与 CPU 使用率并没有直接关系。

2.可运行状态和不可中断状态是什么

1.可运行状态进程，是指正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的进程，也就是我们ps 命令看到处于 R 状态的进程。

2.不可中断进程,系统中最常见的是等待硬件设备的 I/O 响应，也就是我们 ps 命令中看到的 D 状态（也称为 Disk Sleep）的进程。

例如: 当一个进程向磁盘读写数据时，为了保证数据的一致性，在得到磁盘回复前，它是不能被其他进程或者中断打断的，这个时候的进程就处于不可中断状态。如果此时的进程被打断了，就容易出现磁盘数据与进程数据不一致的问题。所以，不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。

划重点，因此你可以简单理解为，平均负载其实就是单位时间内的活跃进程数。

3.那平均负载为多少时合理

最理想的状态是每个 CPU 上都刚好运行着一个进程，这样每个 CPU 都得到了充分利用。所以在评判平均负载时，首先你要知道系统有几个 CPU，这可以通过 top 命令获取，或grep 'model name' /proc/cpuinfo

例1、假设现在在 4、2、1核的CPU上，如果平均负载为 2 时，意味着什么呢？

Q1.在4 个 CPU 的系统上，意味着 CPU 有 50% 的空闲。

Q2.在2 个 CPU 的系统上，意味着所有的 CPU 都刚好被完全占用。

Q3.而1 个 CPU 的系统上，则意味着有一半的进程竞争不到 CPU。

PS: 平均负载有三个数值，我们应该关注哪个呢?

1.如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。

2.但如果 1 分钟的值远小于 15 分钟的值，就说明系统最近 1 分钟的负载在减少，而过去 15 分钟内却有很大的负载。

3.反过来，如果 1 分钟的值远大于 15 分钟的值，就说明最近 1 分钟的负载在增加，这种增加有可能只是临时性的，也有可能还会持续上升，所以就需要持续观察。

PS: 一旦 1 分钟的平均负载接近或超过了 CPU 的个数，就意味着系统正在发生过载的问题，这时就得分析问题，并要想办法优化了

在来看个例子3、假设我们在有2个 CPU 系统上看到平均负载为 2.73，6.90，12.98

那么说明在过去1 分钟内，系统有 136% 的超载 (2.73/2=136%)

而在过去 5 分钟内，有 345% 的超载 (6.90/2=345%)

而在过去15 分钟内，有 649% 的超载，(12.98/2=649%)

但从整体趋势来看，系统的负载是在逐步的降低。

4.那么在实际生产环境中，平均负载多高时，需要我们重点关注呢？

当平均负载高于 CPU 数量 70% 的时候，你就应该分析排查负载高的问题了。一旦负载过高，就可能导致进程响应变慢，进而影响服务的正常功能。

但 70% 这个数字并不是绝对的，最推荐的方法，还是把系统的平均负载监控起来，然后根据更多的历史数据，判断负载的变化趋势。当发现负载有明显升高趋势时，比如说负载翻倍了，你再去做分析和调查。

5.平均负载与 CPU 使用率有什么关系

在实际工作中，我们经常容易把平均负载和 CPU 使用率混淆，所以在这里，我也做一个区分。可能你会疑惑，既然平均负载代表的是活跃进程数，那平均负载高了，不就意味着 CPU 使用率高吗？

我们还是要回到平均负载的含义上来，平均负载是指单位时间内，处于可运行状态和不可中断状态的进程数。所以，它不仅包括了正在使用 CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。

而 CPU 使用率，是单位时间内 CPU 繁忙情况的统计，跟平均负载并不一定完全对应。比如：

CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的；

I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高；

大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高。

6.平均负载案例分析实战

下面，我们以三个示例分别来看这三种情况，并用 stress、mpstat、pidstat 等工具，找出平均负载升高的根源。

stress 是 Linux 系统压力测试工具，这里我们用作异常进程模拟平均负载升高的场景。

mpstat 是多核 CPU 性能分析工具，用来实时查看每个 CPU 的性能指标，以及所有 CPU 的平均指标。

pidstat 是一个常用的进程性能分析工具，用来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下文切换等性能指标。

如果出现无法使用mpstat、pidstat命令查看%wait指标建议更新下软件包 wget http://pagesperso-orange.fr/sebastien.godard/sysstat-11.7.3-1.x86_64.rpm rpm -Uvh sysstat-11.7.3-1.x86_64.rpm

场景一：CPU 密集型进程

1.首先，我们在第一个终端运行 stress 命令，模拟一个 CPU 使用率 100% 的场景：

[root@m01 ~]# stress --cpu 1 --timeout 600

2.接着，在第二个终端运行 uptime 查看平均负载的变化情况

使用watch -d 参数表示高亮显示变化的区域(注意负载会持续升高) [root@m01 ~]# watch -d uptime 17:27:44 up 2 days, 3:11, 3 users, load average: 1.10, 0.30, 0.17

3.最后，在第三个终端运行 mpstat 查看 CPU 使用率的变化情况

-P ALL 表示监控所有 CPU，后面数字 5 表示间隔 5 秒后输出一组数据 [root@m01 ~]# mpstat -P ALL 5 Linux 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64 (m01) 2019年04月29日 x86_64 (1 CPU) 17时32分03秒 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle 17时32分08秒 all 99.80 0.00 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 17时32分08秒 0 99.80 0.00 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 #单核CPU所以只有一个all和0

4.从终端二中可以看到，1 分钟的平均负载会慢慢增加到 1.00，而从终端三中还可以看到，正好有一个 CPU 的使用率为 100%，但它的 iowait 只有 0。这说明，平均负载的升高正是由于 CPU 使用率为 100% 。那么，到底是哪个进程导致了 CPU 使用率为 100% 呢？可以使用 pidstat 来查询

间隔 5 秒后输出一组数据 [root@m01 ~]# pidstat -u 5 1 Linux 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64 (m01) 2019年04月29日 x86_64(1 CPU) 17时33分21秒 UID PID %usr %system %guest %CPU CPU Command 17时33分26秒 0 110019 98.80 0.00 0.00 98.80 0 stress #从这里可以明显看到，stress 进程的 CPU 使用率为 100%。

场景二：I/O 密集型进程

1.首先还是运行 stress 命令，但这次模拟 I/O 压力，即不停地执行 sync

[root@m01 ~]# stress --io 1 --timeout 600s

2.然后在第二个终端运行 uptime 查看平均负载的变化情况：

[root@m01 ~]# watch -d uptime 18:43:51 up 2 days, 4:27, 3 users, load average: 1.12, 0.65, 0.00

3.最后第三个终端运行 mpstat 查看 CPU 使用率的变化情况：

显示所有 CPU 的指标，并在间隔 5 秒输出一组数据 [root@m01 ~]# mpstat -P ALL 5 Linux 3.10.0-693.2.2.el7.x86_64 (bgx.com) 2019年05月07日 x86_64 (1 CPU) 14时20分07秒 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle 14时20分12秒 all 0.20 0.00 82.45 17.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14时20分12秒 0 0.20 0.00 82.45 17.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 #会发现cpu的与内核打交道的sys占用非常高

4.那么到底是哪个进程，导致 iowait 这么高呢？我们还是用 pidstat 来查询

间隔 5 秒后输出一组数据，-u 表示 CPU 指标 [root@m01 ~]# pidstat -u 5 1 Linux 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64 (m01) 2019年04月29日 x86_64(1 CPU) 18时29分37秒 UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command 18时29分42秒 0 127259 32.60 0.20 0.00 67.20 32.80 0 stress 18时29分42秒 0 127261 4.60 28.20 0.00 67.20 32.80 0 stress 18时29分42秒 0 127262 4.20 28.60 0.00 67.20 32.80 0 stress #可以发现，还是 stress 进程导致的。

场景三：大量进程的场景

当系统中运行进程超出 CPU 运行能力时，就会出现等待 CPU 的进程。

1.首先，我们还是使用 stress，但这次模拟的是 4 个进程

[root@m01 ~]# stress -c 4 --timeout 600

2.由于系统只有 1 个 CPU，明显比 4 个进程要少得多，因而，系统的 CPU 处于严重过载状态

[root@m01 ~]# watch -d uptime 19:11:07 up 2 days, 4:45, 3 users, load average: 4.65, 2.65, 4.65

3.然后，再运行 pidstat 来看一下进程的情况：

间隔 5 秒后输出一组数据 [root@m01 ~]# pidstat -u 5 1 平均时间: UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command 平均时间: 0 130290 24.55 0.00 0.00 75.25 24.55 - stress 平均时间: 0 130291 24.95 0.00 0.00 75.25 24.95 - stress 平均时间: 0 130292 24.95 0.00 0.00 75.25 24.95 - stress 平均时间: 0 130293 24.75 0.00 0.00 74.65 24.75 - stress

可以看出，4 个进程在争抢 1 个 CPU，每个进程等待 CPU 的时间（也就是代码块中的 %wait 列）高达 75%。这些超出 CPU 计算能力的进程，最终导致 CPU 过载。

分析完这三个案例，总结一下平均负载与CPU

平均负载提供了一个快速查看系统整体性能的手段，反映了整体的负载情况。但只看平均负载本身，我们并不能直接发现，到底是哪里出现了瓶颈。所以，在理解平均负载时，也要注意：

平均负载高有可能是 CPU 密集型进程导致的；

平均负载高并不一定代表 CPU 使用率高，还有可能是 I/O 更繁忙了；

当发现负载高的时候，你可以使用 mpstat、pidstat 等工具，辅助分析负载的来源

stress工具使用参考