一、管理进程状态
当程序运行为进程后，如果希望停止进程，怎么办呢? 那么此时我们可以使用linux的kill命令对进程发送关闭信号。当然除了kill、还有killall，pkill.
1、使用kill -l列出当前系统所支持的信号
[root@oldboy ~]# kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP
6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL 10) SIGUSR1
11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM
······
我们最为常用的3个信号
| 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
1)、安装运行vsftpd 进程
[root@oldboy ~]# yum -y install vsftpd
[root@oldboy ~]# systemctl start vsftpd
[root@oldboy ~]# ps aux|grep vsftpd
root 9757 0.0 0.0 53176 584 ? Ss 10:28 0:00 /usr/sbin/vsftpd /etc/vsftpd/vsftpd.conf
root 10014 0.0 0.0 112708 980 pts/0 S+ 14:58 0:00 grep --color=auto vsftpd
2)、当vsftpd 的配置文件发生改变，发送重载信号，希望重新加载
[root@oldboy ~]# kill -1 9757
3)、发送停止信号，停止vsftpd 服务
[root@oldboy ~]# ps aux|grep vsftpd
root 10014 0.0 0.0 112708 980 pts/0 S+ 14:58 0:00 grep --color=auto vsftpd
4)、发送强制停止信号，当无法停止服务时，可强制终止信号
[root@oldboy ~]# kill -9 10041
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。
1)、通过服务名称杀掉进程
[root@oldboy ~]# ps aux|grep vsftpd
root 10041 0.0 0.0 53176 580 ? Ss 15:05 0:00 /usr/sbin/vsftpd /etc/vsftpd/vsftpd.conf
root 10054 0.0 0.0 112708 980 pts/0 R+ 15:11 0:00 grep --color=auto vsftpd
[root@oldboy ~]# pkill vsftpd
[root@oldboy ~]# ps aux|grep vsftpd
root 10058 0.0 0.0 112708 980 pts/0 R+ 15:11 0:00 grep --color=auto vsftpd
[root@oldboy ~]# killall vsftpd
2)、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）
[root@oldboy ~]# tty
/dev/pts/1
[root@oldboy ~]# pkill -9 -t pts/1
二、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，这样即使我们关闭了终端也不影响进程的正常运行。
2、我们为什么要将进程放入后台运行？
比如：我们此前在国内服务器往国外服务器传输大文件时，由于网络的问题需要传输很久，如果在传输的过程中出现网络抖动或者不小心关闭了终端则会导致传输失败，如果能将传输的进程放入后台，就能解决此类问题了。
3、使用什么工具将进程放入后台?
早期的时候大家都选择使用&符号将进程放入后台，然后在使用jobs、bg、fg等方式查看进程状态，但太麻烦了，也不直观，所以我们推荐使用screen。
1)、jobs、bg、fg的使用(不推荐使用)
[root@oldboy ~]# sleep 3000 #运行程序(时)，让其在后台执行
[1] 10125
[root@oldboy ~]# sleep 4000
^Z #将前台的程序挂起(暂停)到后台
[2]+ Stopped sleep 4000
[root@oldboy ~]# ps aux |grep sleep
root 10125 0.0 0.0 107952 356 pts/0 S 15:35 0:00 sleep 3000
root 10129 0.0 0.0 107952 360 pts/0 T 15:38 0:00 sleep 4000
[root@oldboy ~]# jobs #查看后台作业
[1]- Running sleep 3000 &
[2]+ Stopped sleep 4000
[root@oldboy ~]# bg %2 #让2在后台运行
[2]+ sleep 4000 &
[root@oldboy ~]# fg %1 #让1调回到前台
sleep 3000
[root@oldboy ~]# kill %1 //kill 1，终止 PID 为 1 的进程
[root@oldboyi ~]# (while :; do date; sleep 2; done) & //进程在后台运行，但输出依然在当前终端
[root@xuliangwei ~]# (while :; do date; sleep 2; done) &>/dev/null &
2)、screen的使用(推荐使用)
(1)、下载安装
[root@oldboy ~]# yum install screen -y
(2)、开启一个screen窗口,指定名称
[root@oldboy ~]# screen -S wget_xtt
(3)、在screen窗口中执行任务
(4)、使用ctrl+a+d平滑的退出screen,但不会终止screen中的任务，注意: 不要使用exit ，会真的关闭screen窗口。
[root@oldboy ~]#
[detached from 10520.wget_xtt]
(5)、查看当前正在运行的screen有哪些
[root@oldboy ~]# screen -list
There is a screen on:
10520.wget_xtt (Detached)
1 Socket in /var/run/screen/S-root.
(6)、进入正在运行的screen
[root@oldboy ~]# screen -r wget_xtt
[root@oldboy ~]# screen -r 10520
三、.进程的优先级
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、为什么要有系统优先级
举个例子: 海底捞火锅正常情况下响应就特别快，那么当节假日来临时人员突增则会导致处理请求特别慢，那么假设我是海底捞VIP客户(最高优先级)，无论门店多么繁忙，我都不用排队，海底捞人员会直接服务于我，满足我的需求。至于没有VIP的人员(较低优先级)则进入排队等待状态。
3、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
(1)、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+ COMMAN
6495 root 20 0 300720 6352 4984 S 0.7 0.3 4:48.17 vmtoolsd
7486 root 20 0 573824 17232 6084 S 0.3 0.8 1:08.48 tuned
(2)、使用ps查看进程优先级
/usr/sbin/sshd -D 0
sshd: root@pts/0 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
(1)、开启vim并且指定程序优先级为-5
[root@oldboy ~]# nice -n -5 vim &
[1] 10543
(2)、查看该进程的优先级情况
[root@oldboy ~]# ps axo pid,command,nice |grep 10543
10543 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
(1)、查看sshd进程当前的优先级状态
[root@oldboy ~]# ps axo pid,command,nice |grep sshd
7487 /usr/sbin/sshd -D 0
10471 sshd: root@pts/0 0
(2)、调整sshd主进程的优先级
[root@oldboy ~]# renice -n -20 7487
7487 (process ID) old priority 0, new priority -20
(3)、查看并退出终端
[root@oldboy ~]# ps axo pid,command,nice |grep sshd
7487 /usr/sbin/sshd -D -20
10471 sshd: root@pts/0 0
[root@oldboy ~]# exit
exit
There are stopped jobs.
(4)、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@oldboy ~]# ps axo pid,command,nice |grep sshd
7487 /usr/sbin/sshd -D -20
10561 sshd: root@pts/2 -20
四、系统平均负载
每次发现系统变慢时，我们通常做的第一件事，就是执行 top 或者 uptime 命令，来了解系统的负载情况。比如像下面这样，在命令行内输入了 uptime 命令，系统也随即给出了结果。
16:46:40 up 15:01, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05
当前时间 系统运行时长 登录用户数 过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载
1、什么是平均负载？
平均负载不就是单位时间内的 CPU 使用率吗？上面的 0.70，就代表 CPU 使用率是 70%。其实上并不是。那到底如何理解平均负载: 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，(你做什么事情的时候是不能打断的?) 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。
PS：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 命令获取。
(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。
(2)、平均负载有三个数值，我们应该关注哪个呢?
实际上，我们都需要关注。就好比4月的天气，如果只看晚上天气，感觉在过冬天呢。但如果你结合了早上、中午、晚上三个时间点的温度来看，基本就可以全方位了解这一天的天气情况了。
a.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。
b.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。
c.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。
(3)、 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
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，要做一个区分。可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？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。
1.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。
2.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。
3.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。
1)、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@test-199 ~]# stress --cpu 1 --timeout 600
stress: info: [8570] dispatching hogs: 1 cpu, 0 io, 0 vm, 0 hdd
stress: info: [8570] successful run completed in 600s
(2)、在第二个终端运行 uptime 查看平均负载的变化情况
18:55:10 up 2:04, 5 users, load average: 0.53, 0.15, 0.09
(3)、在第三个终端运行 mpstat 查看 CPU 使用率的变化情况
[root@test-199 ~]# mpstat -P ALL 5
Linux 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64 (m01) 2019年08月22日 _x86_64_ (1 CPU)
19时03分03秒 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
19时03分08秒 all 99.80 0.00 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
19时03分13秒 0 99.80 0.00 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
(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% 。可以使用 pidstat 来查询到底是哪个进程导致了 CPU 使用率为 100% 。
间隔 5 秒后输出一组数据
[root@test-199 ~]# pidstat -u 5 1
Linux 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64 (m01) 2019年08月22日 _x86_64_(1 CPU)
19时09分21秒 UID PID %usr %system %guest %CPU CPU Command
19时09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%。
2)、I/O 密集型进程
(1)、运行 stress 命令，模拟 I/O 压力
[root@test-199 ~]# stress --io 1 --timeout 600s
(2)、在第二个终端运行 uptime 查看平均负载的变化情况
[root@test-199 ~]# watch -d uptime
19:07:59 up 2:17, 5 users, load average: 0.03, 0.45, 0.42
(3)、第三个终端运行 mpstat 查看 CPU 使用率的变化情况
[root@test-199 ~]# mpstat -P ALL 5
Linux 3.10.0-693.2.2.el7.x86_64 (bgx.com) 2019年08月22日 _x86_64_ (1 CPU)
19时20分07秒 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
19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
19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)、使用 pidstat 来查询到底是哪个进程导致了iowait 这么高。
间隔 5 秒后输出一组数据，-u 表示 CPU 指标
[root@test-199 ~]# 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)
19时21分37秒 UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
19时21分42秒 0 127259 32.60 0.20 0.00 67.20 32.80 0 stress
19时21分42秒 0 127261 4.60 28.20 0.00 67.20 32.80 0 stress
19时21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。
3)、大量进程的场景
(1)、首先，使用 stress模拟 4 个进程
[root@test-199 ~]# 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@test-199 ~]# watch -d uptime
20:46:47 up 3:56, 5 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
(3)、运行 pidstat 查看进程的情况
[root@test-199 ~]# 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
(4)、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。
4)、通过分析三个案例，归纳平均负载与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，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：
(1)、平均负载高有可能是 CPU 密集型进程导致的；
(2)、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；
(3)、当发现负载高的时候，可以使用 mpstat、pidstat 等工具，辅助分析负载的来源;