Linux系统管理

进程管理

进程管理简介

进程是正在执行的一个程序或命令，每一个进程都是一个运行的实体，都有自己的 地址空间，并占用一定的系统资源。

进程管理的作用

• 判断服务器健康状态
• 查看系统中所有进程
• 杀死进程

进程的查看

查看所有进程

ps命令

• ps aux 查看系统中所有进程，使用BSD操作系统格式
• ps -le 查看系统中所有进程，使用Linux标准命令格式
  
  • 选项
    -a 显示一个终端的所有进程，除了会话
    -u 显示进程的归属用户及内存的使用情况
    -x 显示没有控制终端的进程
    -l 长格式显示。显示更加详细的信息
    -e 显示所有进程和-A作用一致

/*  USER 进程由哪个用户生成
    PID 进程ID号
    %CPU 进程占用CPU资源的百分比，占用越高，进程越耗资源
    %MEM 进程占用物理内存的百分比，占用越高，进程越耗资源
    VSZ 进程占用虚拟内存的大小，单位KB
    RSS 进程占用实际物理内存的大小，单位KB

    TTY 进程是在哪个终端中运行。
        其中tty1-tty7代表本地控制台终端，tty1-tty6是本地字符界面终端，tty7是图形终端，pts/0-255代表虚拟终端、远程终端
        tty1-tty7可以通过CTL+ALT+F1~CTL+ALT+F7来切换。
        TTY显示？说明进程是由内核启动的不是由终端启动。

    STAT 进程状态。
        常见的状态：
        R 运行、S 睡眠、T 停止状态、s 包含子进程、+ 位于后台

    START 进程启动时间
    TIME 进程占用CPU的运算时间，注意不是系统时间
    COMMAND 产生此进程的命令名
*/
$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.4 185316  4116 ?        Ss   6月24   0:23 /sbin/init spl
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    6月24   0:00 [kthreadd]
root         3  0.0  0.0      0     0 ?        S    6月24   4:07 [ksoftirqd/0]
root         5  0.0  0.0      0     0 ?        S<   6月24   0:00 [kworker/0:0H]
root         7  0.1  0.0      0     0 ?        S    6月24  16:09 [rcu_sched]
...

pstree命令

• pstree
  
  • 选项
    -p 显示进程的PID
    -u 显示进程的所属用户

$ pstree
systemd─┬─ModemManager─┬─{gdbus}
        │              └─{gmain}
        ├─NetworkManager─┬─dhclient
        │                ├─dnsmasq
        │                ├─{gdbus}
        │                └─{gmain}
        ├─accounts-daemon─┬─{gdbus}
        │                 └─{gmain}
        ├─acpid
        ├─5*[agetty]
        ├─avahi-daemon───avahi-daemon
        ├─colord─┬─{gdbus}
...

top命令

查看系统健康状态

• top
  
  • 选项
    -d 秒数 指定投票命令每隔几秒更新。默认3秒
    -b 使用批处理模式输出。一般和 -n 选项合用
    -n 次数 指定top命令指定的次数。一般和-b选项合用
• 在top命令的交互模式当中可以执行的命令
  ？或h 显示交互模式的帮助
  P 以CPU使用率排序，默认就是此项
  M 以内存的使用率排序
  N 以PID排序
  q 退出top

第一行信息为任务队列信息

内容	说明
12:26:46	系统当前时间
up 1 day, 13:32	系统的运行时间，本机已经运行1天13小时32分钟
2 users	当前登录了两个用户
load average: 0.00, 0.00, 0.00	系统在之前1分钟，5分钟，15分钟的平均负载。一般任务小于1时，负载较小。如果大于1，系统已经超出负载。

第二行为进程信息

内容	说明
Tasks： 95 tatal	系统中进程总数
1 running	正在运行的进程数
94 sleeping	睡眠的进程
0 stopped	正在停止的进程
0 zombie	僵尸进程。如果不是0，需要手工检查僵尸进程

注：

孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。

僵尸进程：一个进程使用fork创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵死进程。

第三行行为CPU信息

内容	说明
Cpu(s): 0.1%us	用户模式占用的CPU百分比
0.1%sy	系统模式占用的CPU百分比
0.0%ni	改变过优先级的用户进程占用的CPU百分比
99.7%id	空闲CPU的CPU百分比
0.1%wa	等待输入/输出的进程占用CPU百分比
0.0%hi	硬终端请求服务占用的CPU百分比
0.1%si	软中断请求服务占用的CPU百分比
0.0%st	st(Steal time)虚拟时间百分比。就是当有虚拟机时，虚拟CPU等待实际CPU的时间百分比

第四行行为物理内存信息

内容	说明
Mem: 625344k total	物理内存的总量，单位KB
571504k used	已经使用的物理内存数量
53840 free	空闲的物理内存数量，我们使用虚拟机，总共只分配了628MB内存，所以只有53MB的空闲内存了
65800k buffers	作为缓冲的内存数量

注：

buffers：加速写入；例如保存文件内容，真是情况是先写入文件进程的缓冲区，然后在文件关闭和系统空闲时再写入硬盘。

第五行为交换分区（swap）信息

内容	说明
Swap: 524280k total	交换分区（虚拟内存）的总大小
Ok used	已经使用的交互分区的大小
524280k free	空闲交换分区的大小
409289k cached	作为缓存的交换分区的大小

注：

cached：加速读取；例如，读取硬盘文件时可以把部分文件放在内存中缓存起来，不用每次访问硬盘，加速读取文件速度。

top内容主要查看
load average、cpu的空闲率、内存的空闲、Swap分区的空闲。

// 更改top刷新时间为1s，但不建议，top本身耗费资源
$ top -n 1

// 使用top只能在终端中看到很少一部分程序，因此使用-b来保存进程到文件中
$ top -b -n 1 >top.log
$ cat top.log

进程的结束

kill命令

• kill -l
  
  • 查看可用的进程信号

信号代号	信号名称	说明
1	SIGHUB	该信号让进程立即关闭，然后重新读取配置文件之后重启
2	SIGINT	程序终止信号，用于终止前台进程。相当于输出ctl+c快捷键
8	SIGFPE	在发生致命的算术运算错误时发出。不仅包括浮点运算错误，还包括溢出及除数为0等其他所有的算术的错误
9	SIGKILL	用来立即结束程序的运行。本信号不能被阻塞、处理和忽略。一般用于强制终止进程。
14	SIGALRM	时钟定时信号，计算的是实际的时间或时钟时间。alarm函数使用该信号
15	SIGTERM	正常结束进程的信号，kill命令默认信号。有时如果进程已经发生问题，这个信号是无法正常终止进程的，我们才会尝试SIGKILL信号，也就是信号9。
18	SIGCONT	该信号可以让暂停的进程恢复执行，本信号不能被阻塞。
19	SIGSTOP	该信号可以暂停前台进程，相当于输入ctl+z快捷键。本信号不能被阻断。

SIGHUB信号
若apache服务器重新设置配置文件，需要重启apache服务，如果使用服务命令stop、start时关闭服务造成用户体验非常差。那么可以使用Kill -HUB pid的命令使apache服务重新加载配置实现平滑重启。但apache服务有多个服务进程，那么可以使用killall 命令实现。
平滑重启不会使服务器登录用户掉线。

SIGKILL
强制终止进程，kill -9 2236

// 查看可用的进程信号
$ kill -l
// 强制终止进程,注kill后跟的是pid不能是进程名
$ kill -9 2237

killall命令

• killall [选项][信号]进程名
  
  • 选项
    -i 交互式，询问是否要杀死某个进程
    -I 忽略进程名的大小写

// 杀死所有apache服务
$ killall -9 httpd

pkill命令

• pkill [选项][信号]进程号
  
  • 选项
    -t 终端号 按照终端号踢出用户

注：pkill和killall命令基本相同。

// 查看当前登录用户
$ w
 19:53:45 up  3:02,  1 user,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
root   tty1     -               16:51    3:02m 23.87s  0.23s -bash
root   pts/0    192.168.44.1    04:47    0.00s 0.22s   0.00s w
root   pts/0    192.168.44.1    04:47    0.00s 0.22s   0.00s -bash

// 只有root用户可以踢掉本地用户
# pkill -9 -t tty1

进程优先级的修改

进程优先级简介

Linux操作系统是一个多用户、多任务的操作系统，Linux系统中通知运行着非常多的进程。但是CPU在统一时钟周期内只能运算一个指令。进程优先级决定了每个进程处理的先后顺序。

$ ps -le
F S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
4 S     0     1     0  0  80   0 - 29895 -      ?        00:00:02 systemd
1 S     0     2     0  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:00 kthreadd
1 S     0     3     2  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:00 ksoftirqd/0
1 S     0     5     2  0  60 -20 -     0 -      ?        00:00:00 kworker/0:0H
1 S     0     7     2  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:03 rcu_sched
1 S     0     8     2  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:00 rcu_bh
1 S     0     9     2  0 -40   - -     0 -      ?        00:00:00 migration/0
5 S     0    10     2  0 -40   - -     0 -      ?        00:00:00 watchdog/0
5 S     0    11     2  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:00 kdevtmpfs
1 S     0    12     2  0  60 -20 -     0 -      ?        00:00:00 netns

// PRI代表Priority，NI代表Nice。这两个值都是优先级，数字越小代表该进程优先级越高。

修改NI值时有几个注意事项

• NI的值的范围是-20到19
• 普通用户调整NI值的范围是0到19，而且只能调整自己的进程
• 普通用户只能调高NI值，而不是降低，如原本NI值为0，则只能调整为大于0
• root用户才能设定进程NI值为负值，而且可以调整任何用户的进程
• PRI（最终值）=PRI（原始值）+NI
• 用户只能修改NI的值，不能直接修改PRI

nice命令

• nice [选项] 命令
  nice命令可以给新执行的命令直接赋予NI值，但是不能修改已经存在进程的NI值
  
  • 选项
    -n NI值 给命令赋予NI值

// 进程启动时才可以修改其NI值，进程运行时无法修改
# nice -n -5 service httpd start

renice命令

• renice [优先级] PID
  renice命令是修改已经存在进程的NI值命令

// 使用renice来修改已经存在进程的NI值
# renice -10 2125

工作管理

工作管理简介

工作管理是指在单个登录终端中（也就是登录的shell界面中）同时管理多个工作的行为。

注意事项

• 当前的登录终端，只能管理当前终端的工作，而不能管理其他登录终端的工作

• 放入后台的命令必须可以持续运行一段时间，这样我们才能捕捉和操作这个工作

• 放入后台执行的命令不能和前台有交互或需要前台输入，否则放入后台只能暂停，而不能运行

工作管理方法

进程放入后台

1. 使用 & 把命令放入后台
2. 使用 ctrl + z快捷键把命令放入后台

// 把命令放入后台，并在后台执行
$ tar -zcf etc.tar.gz /etc &

// 按下ctl + z 快捷键，放在后台暂停
$ top
ctl + z

查看后台的工作

• jobs
  
  • 选项
    -l 显示工作的PID
    注：”+”号代表最近一个放入后台的工作，也是工作回复时，默认回复的工作。”-“号代表倒数第二个放入后台的工作

$ top&
$ top // ctrl+ z放入后台
// 查看后台进程，两个top进程都是停止的，因为top给前台用户查看的，和前台有交互，无法在后台执行
$ jobs
[1]-  Stopped                 top
[2]+  Stopped                 top

$ vi abc &
$ jobs
[1]   Stopped                 top
[2]-  Stopped                 top
[3]+  Stopped                 vi abc

将后台暂停的工作恢复到前台执行

• fg %工作号
  
  • 参数
    %工作号 %号可以省略，但是注意工作和PID的区别

将后台暂停的工作恢复到后台执行

• bg %工作号
  
  • 参数
    %工作号 %号可以省略，但是注意工作和PID的区别

注：后台恢复执行的命令，是不能和前台有交互的，否则不能恢复到后台执行

后台命令脱离登录终端执行

简介

把命令放入后台，只能在当前登录终端执行。一旦退出或关闭终端，后台程序就会停止。

后台命令脱离登录终端执行的方法

• 把需要后台执行的命令加入 /etc/rc.local文件
• 使用系统定时任务，让系统在指定的时间执行某个后台命令
• 使用nohub命令，推荐使用
• 做成daemon守护进程 如mysqld服务

// 系统启动时执行rc.local文件
$ cat /etc/rc.local
touch /var/lock/subsys/local // 注：这里不是创建文件，改变文件的timestamp

// 在终端1中执行for.sh
# vi for.sh
#!/bin/bash
for ((i=0; i<=1000; i=i+1))
    do
        echo 11 >> /root/for.log
        sleep 10
    done

# nohup /root/for.sh &
// 关闭终端1
// 打开终端2，ps aux 可以看到for.sh仍在运行

系统资源查看

vmstat命令监控系统资源

vmstat [刷新延时 刷新次数]

$ vmstat 1 3
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0  70280 133280  13140 303244    0    4    60    16   53  121  1  1 98  0  0
 0  0  70280 133264  13140 303248    0    0     0     0   40  201  1  0 99  0  0
 0  0  70280 133264  13140 303248    0    0     0     0   43  183  1  0 99  0  0

• process 进程信息字段
  -r 等待运行的进程数，数量越大，系统越繁忙
  -b 不可被唤醒的进程数量，数量越大，系统越繁忙
• memory 内存信息字段
  -swpd 虚拟内存的使用情况，单位KB
  -free 空闲的内存容量，单位KB
  -buff 缓冲的内存容量，单位KB
  -cache 缓冲的内存容量，单位KB
• swap 交换分区的信息字段
  -si 从磁盘中交换到内存中数据的数量，单位KB
  -so 从内从中交换到磁盘中数据的数量，单位KB。此两个数越大，证明数据需要经常在磁盘和内存之间交换，系统性能越差。
• io 磁盘读写信息字段
  -bi 从块设备读入数据的总量，单位是块
  -bo 写到块设备的数据的总量，单位是块。次两个数越大，代表系统的I/O越繁忙。
• system 系统信息字段
  -in 每秒被中断的进程次数
  -cs 每秒中进行的时间切换次数。此两个数越大，代表系统与接口设备的通信非常繁忙。
• CPU CPU信息字段
  -us 非内核进程消耗CPU运算时间的百分比
  -sy 内核进程消耗CPU运算时间的百分比
  -id 空闲CPU的百分比
  -wa 等待I/O所消耗的CPU百分比
  -st 被虚拟机所盗用的CPU占比

dmesg开机时内核检测信息

$ dmesg |grep CPU

free命令查看内存使用状态

• free [-b|-k|-m|-g]
  
  • 选项
    -b 以字节为单位显示
    -k 以KB为单位显示，默认就是以KB为单位显示
    -m 以MB为单位显示
    -g 以GB为单位显示

/*
    total 总内存数
    used 已经使用内存数
    free 空闲的内存数
    shared 多个进程共享的内存数
    buffers 缓冲内存数
    cached 缓存内存数
    默认单位是KB
*/
$ free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            983         545         124           6         313         273       
Swap:          1906          68        1838

查看CPU信息

$ cat /proc/cpuinfo

uptime命令

显示系统的启动时间和平均负载，也就是top命令的第一行。w命令也可以看到这个数据。

$ uptime
 10:10:47 up  6:11,  1 user,  load average: 0.18, 0.10, 0.09

$ w
 10:11:35 up  6:12,  1 user,  load average: 0.09, 0.09, 0.09
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
root   tty7     :0               一16   17:20m 49.38s  0.28s /sbin/upstart --user

查看系统与内核相关信息

• uname [选项]
  
  • 选项
    -a 查看系统所有相关信息
    -r 查看内核版本
    -s 查看内核名称

判断当前系统的位数

• file /bin/ls

查看当前Linux系统的发行版本

• lsb_release -a

列出进程打开或使用的文件信息

• lsof [选项]
  列出进程调用或打开文件的信息
  
  • 选项
    -c 字符串 只列出以字符串开头的进程打开的文件
    -u 用户名 只列出某个用户的进程打开的文件
    -p pid 列出某个PID进程打开的文件

// 查询系统中所有进程调用的文件
$ lsof |more
// 查询某个文件被哪个进程调用
$ lsof /sbin/init
// 查看httpd进程调用了哪些文件
$ lsof -c httpd
// 按照用户名，查询某个用户进程调用的文件
$ lsof -u root

缓存和缓冲的区别
简单来说缓存（cache）用来加速数据从硬盘中“读取”的，而缓冲（buffer）用来加速数据“写入”硬盘的。

系统定时任务

• at一次性定时任务
• crontab循环定时任务
• 系统的crontab设置
• anacron配置

at命令

确定at安装

// at 服务是否安装
# chkconfig --list |grep atd
# service atd status

at的访问控制

• 如果系统中有/etc/at.allow文件，那么只有写入/etc/at.allow文件（白名单）中的用户可以使用at命令（/etc/at.deny文件会被忽略）

• 如果系统中没有/etc/at.allow文件，只有/etc/at.deny文件，那么写入/etc/at.deny文件（黑名单）中的用户不能使用at命令。对root不起作用

• 如果系统中这两个文件都不存在，那么只有root用户可以使用at命令

at命令

at [选项] 时间
选项
-m 当at工作完成后，无论是否命令有输出，都用email通知执行at命令的用户
-c 工作号 显示该at 工作的实际内容
时间：
-HH:MM 例如：02:30
-HH:MM YYYY-MM-DD 例如：02:30 2013-07-25
-HH:MM [am|pm] [month] [date] 例如：02:30 July 25
-HH:MM [am|pm] + [minutes|hours|days|weeks] 例如：now + 5 minutes

例子

$ at now +2 minutes
at> /root/hello.sh >> /root/hello.log
at> 

// 指定时间重启
$ at 02:00 2013-07-26
at>/bin/sync
at>/sbin/shutdown -r now

其他at管理命令

• atq

  • 查询当前服务器上的at工作

• atrm [工作号]

  • 删除指定的at任务

crontab

crond服务管理与访问控制

// 检查crond服务是否安装启动
# service crond restart
# chkconfig crond on

访问控制

• 当系统中有/etc/cron.allow文件时，只有写入此文件的用户可以使用crontab命令，没有写入的用户不能使用crontab命令。同样如果有此文件，/etc/cron.deny文件会被忽略，/etc/cron.allow文件的优先级更高

• 当系统中只有/etc/cron.deny文件时，则写入此文件的用户不能使用crontab命令，没有写入文件的用户可以使用crontab命令

用户的crontab设置

• crontab [选项]
  
  • 选项：
    -e 编辑crontab定时任务
    -l 查询crontab任务
    -r 删除当前用户所有的crontab任务

// 编辑crontab命令
$ crontab -e
***** command

项目	含义	范围
第一个*	一小时当中的第几分钟	0-59
第二个*	一天当中的第几小时	0-23
第三个*	一个月当中的第几天	1-31
第四个*	一年当中的第几个月	1-12
第五个*	一周当中的星期几	0-7（0和7都代表星期日）

特殊符号	含义
*	代表任何时间。比如第一个“*”就代表一小时中的每分钟都执行一次的意思
,	代表不连续的时间。比如“0 8,12,16 * * * 命令”，就代表每天的8点0分，12点0分，16点0分都执行一次命令
-	代表连续的时间范围，比如“0 5 * * 1-6 命令”，代表在周一到周六凌晨5点0分执行命令
*/n	代表每隔多久执行一次。比如“ */10 * * * * 命令”，代表每隔10分钟就执行一遍命令

// cron命令，每月1号和15号，每周1的0点0分都会执行
// 注意：星期几和几号最好不要同时出现，他们定义的都是天。非常迷惑。
0 0 1,15 * 1 命令

// 例子
// 每隔5分钟在/root/test中写入111
*/5 * * * * echo 111 >> /root/test

crontab注意事项

• 六个选项不能为空，必须填写。如果不确定使用“*”代表任意时间。

• crontab定时任务，最小有效时间是分钟，最大时间范围是月。想2018年某时执行，3点30分30秒这样的时间都不能识别。

• 在定义时间时，日期和星期最好不要在一条定时任务中出现，因为他们都是以天作为单位，飞铲更容易让管理员混乱。

• 在定时任务中，不管是直接写命令，还是在脚本中写命令，最好都是用绝对路径。

注：定时任务自带的环境变量与$PATH中的保存的环境变量不一定相同，所以在crontab中使用绝对路径。

系统定的crontab设置

“crontab -e”是每个用户执行的命令，也就是说不同的用户身份可以执行自己的定时任务。可是有些定时任务需要系统执行，这是我们就需要编辑/etc/crontab这个配置文件。

// 这里crontab是普通用户的定时任务
$ crontab -e 

// 系统定时任务
// CentOS 5 中的配置文件
$ vim /etc/crontab
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
HOME=/

#run-parts
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly
02 4 * * * root run-parts /etc/cron.daily
22 4 * * 0 root run-parts /etc/cron.weekly
42 4 1 * * root run-parts /etc/cron.monthly

// 查看/etc下crontab相关的目录和文件
# ls /etc/cron
cron.d/       cron.hourly/  crontab       
cron.daily/   cron.monthly/ cron.weekly/  

执行系统的定时任务的方法

• 手工执行定时任务

• 系统定时任务

  • 第一种是把需要定时执行的脚本复制到/etc/cron.{daily, weekly, monthly}目录中任意一个

  • 第二种是修改/etc/crontab配置文件

anacron配置

anacron是用来保证在系统关机的时候错过的定时任务，可以在系统开机之后再执行

anacron检测周期

• anacron会使用一天，七天，一个月作为检测周期

• 在系统的/var/spool/anacron/目录中存在cron.{daily, weekly, monthly}文件，用于记录上次执行cron的时间

• 和当前时间作比较，如果两个时间的差值超过了anacron的指定时间差值，证明有cron任务没有被执行

CentOS 6.x 的区别

• 在老的CentOS版本中，/etc/cron.{daily, weekly, monthly}这些目录即会被cron调用，也会被anacron调用，容易重复执行

• 在CentOS 6.x中则只会被anacron调用，避免了重复执行

• 在CentOS 6.x中，anacron不再是服务，而是系统命令

anacron配置文件

$ vi /etc/anacrontab

# /etc/anacrontab: configuration file for anacron

# See anacron(8) and anacrontab(5) for details.

SHELL=/bin/sh
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
HOME=/root
LOGNAME=root

RANDOM_DELAY=45

START_HOURS_RANGE=3-22

# These replace cron's entries
1       5       cron.daily      run-parts --report /etc/cron.daily
7       10      cron.weekly     run-parts --report /etc/cron.weekly
@monthly        15      cron.monthly    run-parts --report /etc/cron.monthly
#天数    强制延迟（分钟）    工作名称    实际执行的命令

cron.daily工作来说明执行过程

• 首先读取/var/spool/anacron/cron.daily中上一次anacron执行的时间

• 和当前时间比较，如果两个时间差值超过1天，就执行cron.daily工作

• 执行这个工作只能在03:00-22:00之间

• 执行工作时强制延迟时间为5分钟，再随机延迟0-45分钟时间

• 使用nice命令指定默认优先级，使用run-parts脚本执行/etc/cron.daily目录中所有可执行文件

参考

Linux中的计划任务-Crontab
慕课网Linux系统管理课程

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