Linux--进程和计划任务管理（进程概述+进程管理+任务设置）
文章目录
- 一、程序，进程，线程之间的关系
- 1.1进程概述
- 1.2应用程序，进程和线程的关系
- 1.2.1程序和进程的关系
- 1.2.2进程和线程的关系
- 二、查看进程
- 2.1静态查看 ps命令
- 2.1.1ps命令，查看静态的进程统计信息（Processes Statistic）
- 2.1.2ps -elf 命令：以长格式显示系统中的进程信息
- 2.1.3ps aux | grep "bash"命令
- 2.2动态查看 top命令
- 2.3查看进程信息 pgrep 和 pstree
- 2.3.1pgrep命令
- 2.3.2pstree命令
- 三、控制进程
- 3.1启动进程
- 3.1.1手工启动
- 3.1.2调度启动
- 3.2改变进程的运行方式
- 3.2.1挂起当前进程 Ctrl+Z 组合键
- 3.2.2查看后台进程 jobs 命令
- 3.2.3将后台的进程恢复运行 fg 命令
- 3.3终止进程执行
- 3.3.1使用kill命令终止进程
- 3.3.2使用killall命令终止进程
- 3.3.3使用pkill命令终止进程
- 四、at一次性任务设置
- 4.1at命令基本格式
- 4.2atq 命令，查看待执行任务的列表
- 4.3atrm 命令，删除指定编号的at任务
- 五、crontab周期性任务设置
- 六、实际工作作中常用的任务
- 6.1使用kill命令终止postfix服务的运行
- 6.2查找系统中CPU占用率过大的进程，并强行终止该进程
- 6.3设置计划运行的系统管理任务
一、程序，进程，线程之间的关系
1.1进程概述
进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体
1.2应用程序，进程和线程的关系
| 名称 | 关系 |
|---|---|
| 应用程序 | 一个应用程序可以包含一个或者多个进程 |
| 进程 | 一个进程包含一个或多个线程 |
| 线程 | 线程是执行操作的最小单元 |
1.2.1程序和进程的关系
- 程序
保存在硬盘，光盘等介质中的可执行代码和数据
静态保存的代码 - 进程
在CPU及内存中运行的程序代码
动态执行的代码
父子进程：每个进程可以创建一个或多个进程，是一个依赖关系
1.2.2进程和线程的关系
- 进程和线程都是由操作系统的程序运行的基本单元，系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性
- 一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程
线程的划分尺度小于进程，所以多线程程序的并发性高 - 进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大的提高了程序的运行效率
- 线程在执行过程中与进程存在区别
每个独立的线程有一个程序运行的入口，顺序执行序列和程序的出口
但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行
但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配
这就是进程和线程的重要区别 - 进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
- 线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈）但是它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源
- 一个线程可以创建和撤销另一个线程
同一个进程中的多个线程之间可以并发执行
二、查看进程
2.1静态查看 ps命令
2.1.1ps命令，查看静态的进程统计信息（Processes Statistic）
ps命令是“process status”的缩写，ps命令用于显示当前系统的进程状态。可以搭配kill指令随时中断、删除不必要的程序。
ps命令是最基本同时也是非常强大的进程查看命令，使用该命令可以确定有哪些进程正在运行和运行的状态、进程是否结束、进程有没有僵死、哪些进程占用了过多的资源等等，总之大部分信息都是可以通过执行该命令得到的
ps命令基本格式
ps [选项] 注意：有一些选项时不带“-”前缀的（添加“-”前缀后含义可能会有出入）
a 显示当前终端下的所有进程信息，包括其他用户的进程、与“x”选项结合时将显示系统中所有的进程信息
u 使用以用户为主的格式输出进程信息
x 显示当前用户在所有终端下的进程信息
-e 显示系统内的所有进程信息
-l 使用长（Long）格式显示进程信息
-f 使用完整的（Full）格式显示进程信息
执行不带任何选项的ps命令时，将只显示当前用户会话中打开的进程
[root@localhost ~]# ps
PID TTY TIME CMD
2711 pts/0 00:00:00 bash
2946 pts/0 00:00:00 ps
ps aux命令 以简单列表的形式显示出进程信息
[root@localhost ~]# ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.2 128116 10816 ? Ss 15:14 0:01 /usr/lib/syste
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [kthreadd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [ksoftirqd/0]
root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< 15:14 0:00 [kworker/0:0H]
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [kworker/u256:
root 7 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [migration/0]
root 8 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [rcu_bh]
root 9 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [rcu_sched]
root 10 0.0 0.0 0 0 ? S< 15:14 0:00 [lru-add-drain
root 11 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [watchdog/0]
root 12 0.0 0.0 0 0 ? S 15:14 0:00 [watchdog/1]
..以下省略部分内容
上述输出信息中，每一列称为字段或者列或者属性
上述输出信息中，第一行为列表标题，其中个字段的含义如下
USER： 启动该进程的用户账号信息
PID： 该进程在系统中的数字ID号，在当前系统中是唯一的
%CPU：CPU占用的百分比
%MEN：内存占用的百分比
VSZ：占用虚拟内存（SWAP）的大小
RSS：占用常驻内存（物理内存）的大小
TTY： 表明该进程在哪个终端上运行。“？”表示未知或者不需要终端
SATA： 显示了进程当前的状态，如S（休眠），R（运行），Z（僵死），<（高优先级），N（低优先级），s（父进程），+（前台进程），l（多线性进程），D（不可休眠进程）对处于僵死状态的进程应该予以手动终止
START： 启动该进程的时间
TIME： 该进程占用CPU时间
COMMAND： 启动该进程的命令的名称
2.1.2ps -elf 命令：以长格式显示系统中的进程信息
[root@localhost ~]# ps -elf
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN STIME TTY TIME CMD
4 S root 1 0 0 80 0 - 32029 ep_pol 15:14 ? 00:00:01 /us
1 S root 2 0 0 80 0 - 0 kthrea 15:14 ? 00:00:00 [kt
1 S root 3 2 0 80 0 - 0 smpboo 15:14 ? 00:00:00 [ks
1 S root 5 2 0 60 -20 - 0 worker 15:14 ? 00:00:00 [kw
1 S root 6 2 0 80 0 - 0 worker 15:14 ? 00:00:00 [kw
1 S root 7 2 0 -40 - - 0 smpboo 15:14 ? 00:00:00 [mi
1 S root 8 2 0 80 0 - 0 rcu_gp 15:14 ? 00:00:00 [rc
1 S root 9 2 0 80 0 - 0 rcu_gp 15:14 ? 00:00:00 [rc
1 S root 10 2 0 60 -20 - 0 rescue 15:14 ? 00:00:00 [lr
5 S root 11 2 0 -40 - - 0 smpboo 15:14 ? 00:00:00 [wa
5 S root 12 2 0 -40 - - 0 smpboo 15:14 ? 00:00:00 [wa
..此处省略部分信息
PPID：表示对应进程的父进程的PID号
PRI：用户态优先级（人为）
NI： nice值，内核态优先级，取值范围（-20~19），值越小，优先级越高
ADDR：若是 - ，代表正在运行
SZ：在swap交换分区的容量
WCHAN：当前进程在内核中的名称
STIME：启动时间
2.1.3ps aux | grep "bash"命令
由于系统中运行的进程数量较多，需要查询某一个进程的信息时可以结合管道操作和grep命令进行过滤。
此命令可以过滤出包含“bash”的进程信息
[root@localhost ~]# ps aux | grep bash
root 9772 0.0 0.0 116284 2932 pts/0 Ss 15:14 0:00 -bash
root 10415 0.0 0.0 112724 988 pts/0 S+ 16:55 0:00 grep --color=auto bash
2.2动态查看 top命令
使用ps命令查看到的是一个静态的进程信息，并不能连续的反馈出当前进程的运行状态
top命令将会在当前终端以全屏交互式的界面显示进程排名，及时跟踪包括CPU，内存等系统资源占用情况
默认情况下每三秒刷新一次
作用类似于Windows系统中的任务管理器
[root@localhost ~]# top
top - 16:56:39 up 1:42, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.02
Tasks: 136 total, 1 running, 135 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 3861520 total, 3402172 free, 167164 used, 292184 buff/cache
KiB Swap: 4063228 total, 4063228 free, 0 used. 3418568 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
61 root 20 0 0 0 0 S 0.3 0.0 0:03.04 kworker/0+
8691 root 20 0 300936 6492 5116 S 0.3 0.2 0:04.56 vmtoolsd
1 root 20 0 128116 10816 4176 S 0.0 0.3 0:01.22 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.02 ksoftirqd+
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0+
6 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.16 kworker/u+
7 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.01 migration+
8 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 rcu_bh
9 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.47 rcu_sched
10 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 lru-add-d+
11 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.02 watchdog/0
12 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.01 watchdog/1
操作选项
M：以内存大小排序
c：以CPU占用排序
h：top程序在线帮助信息
q：退出
上述输出信息中，开头的部分显示了系统任务（Tasks），CPU占用，内存占用（Mem），交换空间（Swap）等汇总信息，汇总信息下方依次显示当前进程的排名情况。相关信息含义如下
1.系统任务（Tasks）信息：total，总进程数；running，正在运行的进程数；sleeping。休眠的进程数；stopped，中止的进程数；zombie，僵死无响应的进程数
2.CUP占用信息：us，用户占用；sy，内核占用；ni，优先级调度占用；id，空闲CPU；wa，I/O等待占用；hi，硬件中断占用；si，软件中断占用；st，虚拟化占用。要了解空闲的CPU百分比，主要是看%id部分
3.内存占用（Mem）信息：total，总内存空间；used，已用内存空间；free，空闲内存空间；buffers，缓存区域
4.交换空间（Swap）占用：total，总交换空间；used，已用交换空间；free，空闲交换空间；cached，缓存空间
2.3查看进程信息 pgrep 和 pstree
2.3.1pgrep命令
pgrep命令就是检索正在运行的进程，显示匹配准则是进程的PID，可跟正则表达式来匹配进程或命令行。
选择进程拥有者时，默认匹配规则是逻辑与的关系
常用参数
-d 设置一个字符串，用于分隔输出的每个进程ID
-f 模式参数仅用于匹配进程名
-I 列出进程名及进程ID
-P 仅选择匹配指定父进程ID的进程
-u 选择仅匹配指定有效用户ID进程
-U 选择仅匹配指定真实用户ID的进程
“-l”选项显示进程名
[root@localhost ~]# pgrep -l "log"
4337 xfs-log/dm-0
7641 xfs-log/sda1
8626 xfs-log/dm-2
8692 systemd-logind
9256 rsyslogd
结合“-U”选项查询特定用户的进程
“-t”选项查询在特定终端运行的进程
tty=0 远程终端登录
tty=1 本地终端登录
[root@localhost ~]# pgrep -l -U lisi tty 1 #查询在1终端的lisi 用户的进程'
27483 bash
27584 vim
2.3.2pstree命令
Linux系统中pstree命令的英文全称是“process tree”，即将所有行程以树状图显示，树状图将会以 pid (如果有指定) 或是以 init 这个基本行程为根 (root)，如果有指定使用者 id，则树状图会只显示该使用者所拥有的行程
常用参数
-a 显示每个程序的完整指令，包含路径，参数或是常驻服务的标示
-c 不使用精简标示法
-G 使用VT100终端机的列绘图字符
-h 列出树状图时，特别标明现在执行的程序
[root@localhost ~]# pstree -aup #查看当前系统的进程树（包括各进程对应的PID号，用户名，完整命令等信息）
systemd,1 --switched-root --system --deserialize 22
├─NetworkManager,8774 --no-daemon
│ ├─{NetworkManager},8783
│ └─{NetworkManager},8785
├─VGAuthService,8690 -s
├─agetty,8702 --noclear tty1 linux
├─anacron,9902 -s
├─atd,10040 -f
├─auditd,8651
│ └─{auditd},8652
..省略部分信息
Windows系统开启后读取SAM文件
Linux系统开机后读取passwd和shadow文件，随后读取/bin/bash 、/sbin/nologin文件
三、控制进程
3.1启动进程
Linux系统中可以用户手工启动进程，按预定计划调度启动新的进程
3.1.1手工启动
进程在前台运行时，用户必须等到该进程执行结束并退出后才能继续输入其他命令。运行耗时较长的操作可进入后台运行，进程在后台运行时，用户可以继续在当前终端输入其他命令，无需等待该进程结束。
前台启动：用户输入命令，直接执行程序
后台启动：在命令末尾加入“&”符号
[root@localhost ~]# cp /dev/cdrom mycd.iso& '//在后台运行复制镜像文件进程'
[1] 3227 '//输出信息中心包括后台任务序号，PID号'
3.1.2调度启动
有些任务非常费时，适合在相对空闲的时间进行，我们便可以使用调度安排启动
at命令，设置一次性计划任务
crontab，命令，设置周期性计划任务
3.2改变进程的运行方式
3.2.1挂起当前进程 Ctrl+Z 组合键
将当前进程挂起，即调入后台并停止执行（对于速度缓慢，会耽误其他操作的进程使用）
3.2.2查看后台进程 jobs 命令
jobs命令主要用于显示系统中的任务列表及其运行状态。
该命令可以显示任务号及其对应的进程号，其中，任务号是以普通用户的角度进行的，而进程号则是从系统管理员的角度来看的。一个任务可以对应一个或者多个进程号
常用参数：
-l 显示作业列表时包括进程号
-n 显示上次使用jobs后状态发生变化的作业
-p 显示作业列表时仅显示其对应的进程号
-r 仅显示运行的（running）作业
-s 仅显示暂停的（stopped）作业
显示当前的作业号以及对应的进程号：
[root@localhost ~]# jobs -l
3.2.3将后台的进程恢复运行 fg 命令
fg命令用于将后台作业（在后台运行的或者在后台挂起的作业）放到前台终端运行。与bg命令一样，若后台任务中只有一个，则使用该命令时，可以省略任务号
使用fg命令将任务号为1的任务从后台执行转换到前台执行：
[root@localhost ~]# fg 1
3.3终止进程执行
平常可以使用Ctrl + C组合键强制中断
Ctrl + C组合键无法中止后，可以使用专门的进程中止工具 kill，killall，pkill
3.3.1使用kill命令终止进程
kill正如这个单词的意思一样，就是杀死。linux系统中kill命令用来删除执行中的程序或工作。
kill命令可将指定的信号发送给相应的进程或工作。 kill命令默认使用信号为15，用于结束进程或工作。如果进程或工作忽略此信号，则可以使用信号9，强制杀死进程或作业
常用参数：
-l 列出系统支持的信号
-s 指定向进程发送的信号
-a 处理当前进程时不限制命令名和进程号的对应关系
-p 指定kill命令只打印相关进程的进程号，而不发送任何信号
查看bash的进程ID为1951，然后输入：
[root@localhost ~]# kill -9 1951
3.3.2使用killall命令终止进程
killall命令使用进程的名称来杀死进程，使用此指令可以杀死一组同名进程。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把这两个过程合二为一，是一个很好用的命令。
常用参数：
-e 对长名称进行精确匹配
-l 打印所有已知信号列表
-p 杀死进程所属的进程组
-i 交互式杀死进程，杀死进程前需要进行确认
-r 使用正规表达式匹配要杀死的进程名称
-s 用指定的进程号代替默认信号“SIGTERM”
-u 杀死指定用户的进程
杀死httpd所有进程：
[root@localhost ~]# killall -9 httpd
3.3.3使用pkill命令终止进程
pkill命令可以按照进程名杀死进程。pkill和killall应用方法差不多，也是直接杀死运行中的程序。如果想杀掉单个进程，请用kill来杀掉
常用参数：
-o 仅向找到的最小（起始）进程号发送信号
-n 仅向找到的最大（结束）进程号发送信号
-P指定父进程号发送信号
-g 指定进程组
-t 指定开启进程的终端
-U：根据进程所属的用户名终止相应的进程
杀死Apache进程：
[root@localhost ~]# pkill httpd
四、at一次性任务设置
4.1at命令基本格式
at命令允许指定运行脚本时间，at的守护进程atd会以后台模式运行，检查系统上的一个特殊目录来获取at命令的提交的作业。默认情况下，atd守护进程每60秒检查一次目录。有作业时会检查作业运行时间，如果与当前时间匹配，则运行此作业
常用参数：
atq 查看系统中的等待作业
-d 删除系统中的等待作业(等效于atrm命令)
-c 打印任务的内容
-q 使用指定的列队
-f 将指定文件提交等待作业
-t 以时间的形式提交运行作业
- at命令使用顺序
查看时间–>设置时间–>输入命令–>Ctrl + D提交任务
date：查看当前时间。设置任务，时间不可在当前时间之前
命令输入完成后按 Ctrl + D组合键提交任务即可
[root@localhost ~]# date #查看当前时间
2020年 07月 01日 星期三 16:16:46 CST
[root@localhost ~]# at 16:19 2020-07-01 #设置任务时间
at> ps aux | wc -l > /opt/ps.txt #输入任务命令，统计进程数量到/opt/ps.txt文件中
at> '//按Ctrl + D组合键提交任务'
[root@localhost ~]# atq #查看任务
7 Wed Jul 1 16:19:00 2020 a root
[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# ls
ps.txt
[root@localhost opt]# cat ps.txt #执行成功
141
4.2atq 命令，查看待执行任务的列表
对于已经设置，但并未执行的任务，可通过atq命令查看。（已经执行的任务不会出现）
atq查看的任务列表，每个任务的序号不会变动，即便1-5个序号任务已经执行完毕，显示出的第六个未执行任务的序号也是6，而不会变成1
4.3atrm 命令，删除指定编号的at任务
atrm命令用来删除指定编号的at任务，编号可以通过atq查看
删除后的at任务不会出现在atq显示结果中
五、crontab周期性任务设置
crontab是英文“cron table”的简写。该命令被用来提交和管理用户的需要周期性执行的任务，与windows下的计划任务类似，当安装完成操作系统后，默认会安装此服务工具，并且会自动启动crond进程，crond进程每分钟会定期检查是否有要执行的任务，如果有要执行的任务，则自动执行该任务。
Linux下的任务调度分为两类，系统任务调度和用户任务调度。
系统任务调度：系统周期性所要执行的工作，比如写缓存数据到硬盘、日志清理等。/etc/crontab文件是系统任务调度的配置文件。用户任务调度：用户定期要执行的工作，比如用户数据备份、定时邮件提醒等。用户可以使用 crontab 工具来定制自己的计划任务。所有用户定义的crontab 文件都被保存在 /var/spool/cron目录中。其文件名与用户名一致
常用参数：
-e 编辑该用户的计时器设置
-l 列出该用户的计时器设置
-r 删除该用户的计时器设置
-u 指定要设定计时器的用户名称
–help 显示帮助信息
在正式部署计划任务前，我们了解一下使用crond服务设置任务的参数格式（ 需要注意的是，如果有些字段没有设置，则需要使用星号（*）占位 ）：
minute hour day month week command 顺序：分 时 日 月 周 命令
使用crond设置任务的参数字段说明：
minute 表示分钟，是从0到59之间的任何整数
hour 表示小时，是从0到23之间的任何整数
day 表示日期，是从1到31之间的任何整数
month 表示月份，是从1到12之间的任何整数
week 表示星期，是从0到7之间的任何整数，其中0或7代表星期日
command 要执行的命令，可以是系统命令，也可以是自己编写的脚本文件
例如：在17点29分复制opt目录下的ps1.txt文件到/目录下，使用crontab -l命令可以查看任务计划：
[root@localhost /]# crontab -e
29 17 * * * /usr/bin/cp /opt/ps.txt /ps1.txt
[root@localhost /]# crontab -l
29 17 * * * /usr/bin/cp /opt/ps.txt /ps1.txt
[root@localhost /]# ls
bin data etc lib media opt ps1.txt run srv tmp var
boot dev home lib64 mnt proc root sbin sys usr
六、实际工作作中常用的任务
6.1使用kill命令终止postfix服务的运行
6.2查找系统中CPU占用率过大的进程，并强行终止该进程
使用top命令查看进程信息
使用kill命令杀死10430进程，再次查看已经没有此进程
6.3设置计划运行的系统管理任务
每周一早上7:50自动清空FTP服务器"/var/ftp/pub" 中数据
每天晚上的10:30自动执行任务，完成以下操作
显示当前的系统时间并查看已挂载磁盘分区的磁盘使用情况
将输出结果追加到文件/arlog/df.log中，持续观察硬盘空间变化
确认所设置的计划任务列表
编辑任务计划
创建文件，查看任务计划表
