Linux-进程管理

关于进程 Process

what is process ？　　什么是进程

process life cycle　　进程的生命周期

process states　　进程状态

什么是进程？

进程是已启动的可执行程序的运行实例，进程有以下组成部分：

• 已分配内存的地址空间；

• 安全属性，包括所有权凭据和特权；

• 程序代码的一个或多个执行线程；

• 进程状态

程序： 二进制文件，静态 /bin/date, /usr/sbin/httpd，/usr/sbin/sshd, /usr/local/nginx/sbin/nginx 

进程： 是程序运行的过程， 动态，有生命周期及运行状态。

进程的生命周期 

 

父进程复制自己的地址空间（fork）传建一个新的（子）进程结构。每个新进程分配一个唯一的进程ID（PID），满足跟踪安全性之需，PID和父进程（PPID）是子进程环境的元素，任何进程都可以创建子进程，所有进程都是第一个系统进程的后代：

Centos5/6: init

Centos7: systemd

子进程继承父进程的安全性身份、过去和当前的文件描述符，端口和资源特权，环境变量，以及程序代码。随后，子进程可能exec自己的程序代码，通常，父进程在子进程运行期间处于睡眠（sleeping）状态，当子进程完成时发出（exit）信号请求，在退出时，子进程已经关闭或丢弃了其资源环境，剩余的部分称为僵停（僵尸Zombie）。父进程在子进程退出时收到信号而被唤醒，清理剩余的结构，然后继续执行其自己的程序代码。

进程状态

在多任务处理操作系统中，每个CPU（或核心）在一个时间点上只能处理一个进程。在进程运行时，它对CPU时间和资源分配的要求会不断变化，从而为进程分配一个状态，它随着环境要求而改变。

查看进程 process

了解如进程的：
• PID,PPID
• 当前的进程状态
• 内存的分配情况
• CPU和已花费的实际时间
• 用户UID，它决定进程的特权

静态查看进程 ps

注：ps -aux 不同于 ps aux

[root@localhost~]# ps aux |less
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY     STAT START   TIME COMMAND
root         1     0.0     0.0          2164   648 ?          Ss   08:47     0:00 init [5]  

USER:      运行进程的用户
PID：      进程ID
%CPU:  　　CPU占用率
%MEM:      内存占用率
VSZ：      占用虚拟内存
RSS:       占用实际内存 驻留内存
TTY：      进程运行的终端
STAT：     进程状态     man ps (/STATE)            
      R     运行
      S     可中断睡眠 Sleep
      D     不可中断睡眠
      T     停止的进程 
      Z     僵尸进程
      X     死掉的进程
      
      Ss     s进程的领导者，父进程
      S< 　　 <优先级较高的进程
      SN     N优先级较低的进程
      R+      +表示是前台的进程组
      Sl     以线程的方式运行    
START:     进程的启动时间
TIME：     进程占用CPU的总时间
COMMAND：  进程文件，进程名

[root@localhost~]# ps aux --sort %cpu |less
[root@localhost~]# ps aux --sort -%cpu |less
[root@localhost~]# ps aux --sort rss |less
[root@localhost~]# ps aux --sort -rss |less

[alice@tianyun ~]$ sudo yum -y install httpd
[alice@tianyun ~]$ sudo systemctl start httpd
[root@localhost~]# ps auxf |grep httpd
root      9279  0.0  0.0   4264   672 pts/1    S+   14:37   0:00  \_ grep httpd
root      8310  0.0  0.1  10092  2912 ?        Ss   14:19   0:00  /usr/sbin/httpd
apache    8311  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8312  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8313  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8314  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8315  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8316  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8318  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd
apache    8319  0.0  0.0  10092  2060 ?        S    14:19   0:00  \_ /usr/sbin/httpd

[root@localhost~]# ps -ef
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root         1     0  0 08:47 ?        00:00:00 init [5]  

//自定义显示字段
[root@localhost~]# ps axo user,pid,ppid,%mem,command
[root@localhost~]# ps axo user,pid,ppid,%mem,command |grep httpd    
root      8310     1  0.1 /usr/sbin/httpd
apache    8311  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8312  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8313  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8314  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8315  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8316  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8318  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
apache    8319  8310  0.0 /usr/sbin/httpd
root      9236  6798  0.0 grep httpd
[root@localhost~]# ps axo user,pid,ppid,%mem,%cpu,command --sort -%cpu |less

//查看指定进程的PID
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ cat /run/sshd.pid 
830
[root@localhost~]# ps aux |grep sshd
root     10180  0.0  0.0   7224  1024 ?        Ss   16:00   0:00 /usr/sbin/sshd
[root@localhost~]# pgrep -l sshd
10180 sshd
[root@localhost~]# pgrep sshd
10180
[root@localhost~]# pidof sshd
10180

//查看进程树
[root@localhost~]# pstree

动态查看进程 top

[root@localhost~]# top
[root@localhost~]# top -d 1
[root@localhost~]# top -d 1 -p 10126                        查看指定进程的动态信息
[root@localhost~]# top -d 1 -p 10126,1
[root@localhost~]# top -d 1 -u apache                    查看指定用户的进程
[root@localhost~]# top -d 1 -b -n 2 > top.txt             将2次top信息写入到文件

第一部分：系统整体统计信息
top - 14:15:04 up 47 min,  2 users,  load average: 0.25, 0.18, 0.12
Tasks: 235 total,   1 running, 234 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  8.9%us,  1.0%sy,  0.0%ni, 90.1%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   7944064k total,   746164k used,  7197900k free,    35724k buffers
Swap:  1048568k total,        0k used,  1048568k free,   261492k cached

load average: 0.86, 0.56, 0.78      系统最近 1分钟，5分钟，15分钟平均负载

第二部分：进程信息
命令
h|?帮助
M    按内存的使用排序
P    按CPU使用排序
N    以PID的大小排序
R    对排序进行反转
f    自定义显示字段
1    显示所有CPU的负载

<    向前
>    向后
z    彩色
W 保存top环境设置

使用信号控制进程

 kill,killall,pkill,top

给进程发送信号

[root@localhost~]# kill -l      //列出所有支持的信号
编号 信号名
1) SIGHUP             重新加载配置
2) SIGINT             键盘中断^C
3) SIGQUIT        　　 键盘退出
9) SIGKILL            强制终止
15) SIGTERM        　　终止（正常结束），缺省信号
18) SIGCONT        　　继续
19) SIGSTOP        　　停止
20)SIGTSTP      　　　　暂停^Z

给vsftpd进程发送信号1,15

[root@localhost~]# ps aux |grep vsftpd
root      9160  0.0  0.0  52580   904 ?        Ss   21:54   0:00 /usr/sbin/vsftpd /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[root@localhost~]# kill -1 9160            //发送重启信号
root      9160  0.0  0.0  52580   904 ?        Ss   21:54   0:00 /usr/sbin/vsftpd /etc/vsftpd/vsftpd.conf

[root@localhost~]# kill 9160                //发送停止信号
[root@localhost~]# ps aux |grep vsftpd

//1
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
root       478  0.0  0.1 124144  1572 ?        Ss   09:35   0:00 /usr/sbin/crond -n
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ sudo kill -1 478
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
root       478  0.0  0.1 124144  1572 ?        Ss   09:35   0:00 /usr/sbin/crond -n

//15
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ sudo kill 478
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ sudo systemctl start crond 
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
root     22319  0.0  0.1 124140  1548 ?        Ss   14:54   0:00 /usr/sbin/crond -n

信号测试9,15

[root@localhost~]# touch file1 file2
[root@localhost~]# tty 
/dev/pts/1
[root@localhost~]# vim file1

[root@localhost~]# tty
/dev/pts/2
[root@localhost~]# vim file2

[root@localhost~]# ps aux |grep vim
root      4362  0.0  0.2  11104  2888 pts/1    S+   23:02   0:00 vim file1
root      4363  0.1  0.2  11068  2948 pts/2    S+   23:02   0:00 vim file2

[root@localhost~]# kill 4362
[root@localhost~]# kill -9 4363

[root@localhost~]# killall vim                //给所有vim进程发送信号
[root@localhost~]# killall httpd

信号测试18,19

[root@localhost~]# ps aux |grep sshd
root      5571  0.0  0.0  64064  1164 ?                Ss   09:35   0:00 /usr/sbin/sshd

[root@localhost~]# kill -STOP 5571
[root@localhost~]# ps aux |grep sshd
root      5571  0.0  0.0  64064  1164 ?                Ts   09:35   0:00 /usr/sbin/sshd

[root@localhost~]# kill -cont 5571
[root@localhost~]# ps aux |grep sshd
root      5571  0.0  0.0  64064  1164 ?                Ss   09:35   0:00 /usr/sbin/sshd

[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
root     22319  0.0  0.1 124140  1568 ?        Ss   14:54   0:00 /usr/sbin/crond -n
yang     22427  0.0  0.0 112648   964 pts/2    R+   15:07   0:00 grep --color=auto crond
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ 
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ sudo kill -19 22319
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
root     22319  0.0  0.1 124140  1568 ?        Ts   14:54   0:00 /usr/sbin/crond -n
yang     22431  0.0  0.0 112648   964 pts/2    R+   15:07   0:00 grep --color=auto crond
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ 
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ sudo kill -cont 22319
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ ps aux |grep crond
root     22319  0.0  0.1 124140  1568 ?        Ss   14:54   0:00 /usr/sbin/crond -n
yang     22436  0.0  0.0 112648   960 pts/2    R+   15:08   0:00 grep --color=auto crond

踢出一个从远程登录到本机的用户

[root@localhost~]# pkill --help
pkill: invalid option -- '-'
Usage: pkill [-SIGNAL] [-fvx] [-n|-o] [-P PPIDLIST] [-g PGRPLIST] [-s SIDLIST]
    [-u EUIDLIST] [-U UIDLIST] [-G GIDLIST] [-t TERMLIST] [PATTERN]
[root@localhost~]# pkill -u alice

[root@localhost~]# w
 15:46:44 up  2:19,  4 users,  load average: 0.17, 0.12, 0.08
USER     TTY      FROM              LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
root     tty1     :0               21:32     ?     4:22   4:22  /usr/bin/Xorg :
root     pts/0    :0.0             15:46    0.00s  0.00s  0.00s w
root     pts/3    172.16.8.100     15:46    2.00s  0.01s  0.00s sleep 50000

[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ w
 15:17:25 up  5:42,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
yang     pts/0    123.120.22.32    15:00   21.00s  0.00s  0.00s -bash
yang     pts/1    123.120.22.32    15:00    5.00s  0.00s  0.00s w
yang     pts/2    123.120.22.32    12:04   13.00s  0.12s  0.02s vim file1
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ pkill -t pts/2                //终止pts/2上所有进程
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ pkill -9 -t pts/2            //终止pts/2上所有进程  并结束该pts/2

[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ w
 15:20:59 up  5:45,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
yang     pts/0    123.120.22.32    15:00    3:55   0.00s  0.00s -bash
yang     pts/1    123.120.22.32    15:00    3.00s  0.01s  0.00s w
yang     pts/2    123.120.22.32    15:20    3.00s  0.00s  0.00s -bash
[yang@iZm5eiwihahzq6ds23gbf6Z ~]$ sudo pkill -u yang

进程优先级nice

Linux 进程调度及多任务

  每个CPU（或CPU核心）在一个时间点上只能处理一个进程，通过时间片技术，Linux实际能够运行的进程（和线程数）可以超
出实际可用的CPU及核心数量。Linux内核进程调度程序将多个进程在CPU核心上快速切换，从而给用户多个进程在同时运行的印象。

相对优先级 nice

  由于不是每个进程都与其他进程同样重要，可告知进程调度程序为不同的进程使用不同的调度策略。常规系统上运行的大多
数进程所使用的调度策略为 SCHED_OTHER (也称为SCHED_NORMAL)，但还有其它一些调度策略用于不同的目的。

SCHED_OTHER 调度策略运行的进程的相对优先级称为进程的 nice 值，可以有40种不同级别的nice值。

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。

查看进程的nice级别

1. 使用top查看nice级别
NI: 实际nice级别
PR: 将nice级别显示为映射到更大优先级队列，-20映射到0，+19映射到39

3. 使用ps查看nice级别
[root@tianyun ~]# ps axo pid,command,nice --sort=-nice
[root@tianyun ~]# ps axo pid,command,nice,cls --sort=-nice
TS 表示该进程使用的调度策略为SCHED_OTHER

启动具有不同nice级别的进程

启动进程时，通常会继承父进程的 nice级别，默认为0。

[root@tianyun ~]# nice -n -5 sleep 6000 & 
[root@tianyun ~]# ps axo command,pid,nice |grep sleep

[root@tianyun ~]# nice -n -20 systemctl start httpd
[root@tianyun ~]# ps axo pid,command,nice,cls |grep httpd
11116 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11119 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11120 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11121 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11122 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11123 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11124 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11125 /usr/sbin/httpd             -20  TS
11126 /usr/sbin/httpd             -20  TS

更改现有进程的nice级别

1. 使用top更改nice级别
r    调整进程的优先级（Nice Level） （-20高）  －－－0－－－ （19低）

2. 使用shell更改nice级别
[root@tianyun ~]# sleep 7000 &
[3] 10089
[root@tianyun ~]# renice -20 10089
10089: old priority 0, new priority -20

作业控制 jobs

  作业控制是一个命令行功能，允许一个shell 实例来运行和管理多个命令。
如果没有作业控制，父进程fork()一个子进程后，将sleeping，直到子进程退出。
使用作业控制，可以选择性暂停，恢复，以及异步运行命令，让 shell 可以在子进程运行期间返回接受其他命令。

foreground, background, and controlling terminal

foreground: 前台进程是在终端中运行的命令，该终端为进程的控制终端。前台进程接收键盘产生的输入和信号，并允许从终端读取或写入到终端。
background: 后台进程没有控制终端，它不需要终端的交互。

示例

[root@localhost~]# sleep 3000 &                          //运行程序（时），让其在后台执行
[root@localhost~]# sleep 4000                            //^Z,将前台的程序挂起（暂停）到后台
[2]+  Stopped             sleep 4000

[root@localhost~]# ps aux |grep sleep
root      8895  0.0  0.0 100900   556 pts/0    S    12:13   0:00 sleep 3000
root      8896  0.0  0.0 100900   556 pts/0    T    12:13   0:00 sleep 4000

[root@localhost~]# jobs                                     //查看后台作业
[1]-  Running                sleep 3000 &
[2]+ Stopped               sleep 4000

[root@localhost~]# bg %2                                //让作业2在后台运行
[root@localhost~]# fg %1                                //将作业1调回到前台

[root@localhost~]# kill %1                                //kill 1，终止PID为1的进程

[root@localhost~]# (while :; do date; sleep 2; done) &  //进程在后台运行，但输出依然在当前终端

[root@localhost~]# (while :; do date; sleep 2; done) &>/dev/null &