运维基本功（十）：Linux计划任务以及进程检测与控制

本文是在课程课件基础上修改的学习笔记
课程原地址：https://www.bilibili.com/video/BV1nW411L7xm
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运维基本功（一）：Linux系统安装
运维基本功（二）：Linux基本命令
运维基本功（三）：Linux文件管理
运维基本功（四）：Linux文件管理-Vim编辑器概述
运维基本功（五）：Linux文件管理-用户管理
运维基本功（六）：Linux用户管理-远程管理
运维基本功（七）：Linux的权限管理操作
运维基本功（八）：Linux自有服务与软件包管理
运维基本功（九）： Linux自有服务-防火墙&计划任务
运维基本功（十）： Linux计划任务以及进程检测与控制

一、Linux计划任务

1、计划任务权限

黑名单

crontab是任何用户都可以创建的计划任务，但是超级管理员可以通过配置来设置某些用户不允许设置计划任务 。

提出问题：如果我们想限定某个用户（如itheima）使用计划任务，如何处理呢？

答：可以使用计划任务的黑名单，黑名单文件路径 => /etc/cron.deny文件

案例：把普通账号itheima加入到cron.deny黑名单中，禁止其创建计划任务

第一步：切换到超级管理员root

# su - root

第二步：使用vim打开/etc/cron.deny文件

# vim /etc/cron.deny

第三步：把你需要禁止的用户名单，加入此文件（如itheima）

itheima

切换到itheima账号，测试是否可以使用crontab命令

白名单

在Linux的计划任务中，除了拥有黑名单以外，还有白名单。作用：允许哪些用户使用计划任务。

白名单文件的路径 => /etc/cron.allow，但是要特别注意，此文件需要手工创建。

注意：白名单优先级高于黑名单，如果一个用户同时存在两个名单文件中，则会被默认允许创建计划任务。

2、查看计划任务的保存文件

问题：计划任务文件具体保存在哪里呢？

答：/var/spool/cron/用户名称，如果使用root用户编辑计划任务，则用户文件名为root

# ll /var/spool/cron
total 4
-rw-------. 1 itheima itheima  0 Mar 24 09:50 itheima
-rw-------. 1 root    root    40 Mar 24 10:21 root

3、计划任务的日志程序

问题：在实际应用中，我们如何查看定时任务运行情况？

答：通过计划任务日志，日志文件位于/var/log/cron

案例：演示计划任务的日志程序

第一步：使用root账号创建一个计划任务

# su - root
# crontab -e
* * * * * echo 1 >> ~/readme.txt

第二步：使用tail -f命令监控/var/log/cron日志程序

# tail -f /var/log/cron

4、扩展内容：at命令

在Linux系统下，有两个命令可以实现计划任务：crontab与at（第三方需要额外安装）

crontab ：每天定时执行计划任务（最小单元分钟）

at ：一次性定时执行任务

安装at命令

CentOS7自带，其他版本可能需要手工安装

# yum install at -y

启动底层服务

# systemctl start atd
# systemctl enable atd

atd = at + d = at命令 + daemon缩写

案例演示

案例1：三天后下午5点执行/bin/ls

# at 5pm+3 days
at>/bin/ls >/root/readme.txt
at>按Ctrl+D

am = 上午、pm = 下午、3 days = 3天

案例2：明天17点，输出时间到指定的文件中

# at 17:00 tomorrow
at>date>/root/readme.txt
at>按Ctrl+D

tomorrow = 明天

案例3：使用atq查看没有执行的计划任务

# atq

atq = at + q = at命令 + query查询

案例4：删除指定的计划任务

# atq
# atrm 任务号

atrm = at + rm = at命令 + remove移除

二、Linux进程与程序

1、进程和程序的区别

​
1、程序是静态概念，本身作为一种软件资源长期保存;而进程是程序的执行过程，它是动态概念，有一定的生命期，是动态产生和消亡的。
2、程序和进程无一一对应关系。一个程序可以由多个进程共用;另一方面，一个进程在活动中有可顺序地执行若干个程序。

PID = Process ID = 进程编号

2、Linux下的进程管理工作

进程查看，通过查看，判断健康状态

进程终止

进程优先级控制

3、父进程与子进程

子进程是由一个进程所产生的进程，产生这个子进程的进程称为父进程。

在Linux系统中，使用系统调用fork创建进程。

fork复制的内容包括父进程的数据和堆栈段以及父进程的进程环境。

父进程终止子进程自然终止。

三、Linux下进程管理命令

1、任务背景

工作场景：

​ 小黑入职到一家公司，接到的第一项任务，就是监控生产服务器的性能，提到服务器性能，我们首先想到的就是CPU，内存和磁盘。

2、使用top命令动态监测CPU信息

基本语法：

# top

3、系统的整体情况

第一行

内 容	说 明
10:12:28	系统当前时间
up 13:05	系统的运行时间.本机己经运行 13 小时 05 分钟
3 users	当前登录了三个用户
load average: 0.00,0.01，0.05	系统在之前 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。如果 CPU 是单核的，则这个数值超过 1 就是高负载：如果 CPU 是四核的，则这个数值超过 4 就是高负载

第二行

Tasks: 230 total	系统中的进程总数
1 running	正在运行的进程数
229 sleeping	睡眠的进程数
0 stopped	正在停止的进程数
0 zombie	僵尸进程数。如果不是 0，则需要手工检查僵尸进程

第三行

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	idle缩写，空闲 CPU 占用的 CPU 百分比
0.1%wa	等待输入/输出的进程占用的 CPU 百分比
0.0%hi	硬中断请求服务占用的 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）意为虚拟时间百分比，就是当有虚拟机时，虚拟 CPU 等待实际 CPU 的时间百分比

问题：如果我的机器有4核CPU，我想查看每一核心分别的负载情况怎能办？

答：交换快捷键 “1”

CPU负载测试 => cat /dev/urandom |md5sum

第四行

内 容	说 明
Mem: 1863252 total	物理内存的总量，单位为KB
829960 used	己经使用的物理内存数量
68352 free	空闲的物理内存数量。我们使用的是虚拟机，共分配了 628MB内存，所以只有53MB的空闲内存
96490 buff/cache	作为缓冲的内存数量

扩展：真正剩余内存 = free + buff/cache，真正使用内存 = used - buff/cache

第五行

内 容	说 明
Swap: 2097148 total	交换分区（虚拟内存）的总大小
3336 used	已经使用的交换分区的大小
2093812 free	空闲交换分区的大小
622420 avail Mem	可用内存

在Linux操作系统分区时，最少需要3个分区：

① /boot分区 ： 系统分区

② swap交换分区 ：一般情况下为内存的1~2倍，但是尽量不要超过2G

③ /分区 ：根分区，所有文件都存放于此

swap分区：就是当计算机的内存不足时，系统会自动从硬盘中划出一块区域充当内存使用。

​ 我们通过 top 命令的整体信息部分，就可以判断服务器的健康状态。如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载高于CPU核数，说明系统压力较大。如果物理内存的空闲内存过小，则也证明系统压力较大。

问题：根据以上信息，目前我们的系统压力如何？

答：看CPU负载及内存的使用情况

问题：如果我们发现CPU负载过大，接下来怎么办？

答：如果1分钟、5分钟以及15分钟全部超过CPU的总核心数（必须引起警觉），这个时候就要查看底部的进程信息了。

经验之谈：如果一个总核数=8核心的CPU，理论上平均负载达到16，也还可以坚持很长一段时间。

4、系统的进程信息

PID	进程的 ID。
USER	该进程所属的用户。
PR	优先级，数值越小优先级越高。
NI	NICE优先级，数值越小优先级越高，取值范围-20到19，默认都是0
VIRT	该进程使用的虚拟内存的大小，单位为 KB。
RES	该进程使用的物理内存的大小，单位为 KB。
SHR	共享内存大小，单位为 KB。计算一个进程实际使用的内存 = 常驻内存（RES）- 共享内存（SHR）
S	进程状态。其中S 表示睡眠，R 表示运行
%CPU	该进程占用 CPU 的百分比。
%MEM	该进程占用内存的百分比。
TIME+	该进程共占用的 CPU 时间。
COMMAND	进程名

问题：如果我们发现CPU负载过大，接下来怎么办？

答：查看占用CPU最多的进程

问题：如何查看占用CPU最多的进程？

答：交互操作快捷键P，P（大写）：，表示将结果按照CPU 使用率从高到低进行降序排列

问题：如果我们发现内存可用量很小，接下来怎么办？

答：查看占用内存最多的进程，使用交互快捷键M（大写）：表示将结果按照内存（MEM）从高到低进行降序排列

问题：当我们查看完系统状态，需要做什么？

答：退出，使用q，按键盘上的q，就会回到#提示符的状态。

5、free查看内存使用情况

基本语法：

# free [选项]  1GB = 1024MB  1MB = 1024KB
选项说明：
-m : 以MB的形式显示内存大小

案例：显示计算机的内存使用情况

# free -m

​ 和Centos6相比，buffer和cached被合成一组，加入了一个available。

​ 关于此available，即系统可用内存，用户不需要去计算buffer/cache，即可以看到还有多少内存可用，更加简单直观

6、df查看磁盘剩余空间

基本语法：

# df [选项]
-h ：以较高的可读性显示磁盘剩余空间大小

df = disk free = 磁盘 剩余

这几列依次是：

Filesystem	磁盘名称
Size	总大小
Used	被使用的大小
Avail	剩余大小
Use%	使用百分比
Mounted on	挂载路径（相当于Windows 的磁盘符）

7、ps查看系统进程信息

top ： 动态查看系统进程的信息（每隔3s切换一次）

ps ： 静态查看系统进程的信息（只能查询运行ps命令瞬间，系统的进程信息）

基本语法：

# ps [选项]
选项说明：
-e : 等价于“-A”，表示列出全部（all）的进程
-f : 表示full，显示全部的列（显示全字段）

案例：显示当前系统中所有进程的信息

# ps -ef

UID	该进程执行的用户ID
PID	进程ID
PPID	该进程的父级进程ID，如果找不到，则该进程就被称之为僵尸进程（Parent Process ID）
C	Cpu的占用率，其形式是百分数
STIME	进程的启动时间
TTY	终端设备，发起该进程的设备识别符号，如果显示“?”则表示该进程并不是由终端设备发起
TIME	进程实际使用CPU的时间
CMD	该进程的名称或者对应的路径

经验之谈：我们在实际工作中使用ps命令其实主要用于查询某个进程的PID或PPID

工作场景

​ 小黑用学到的命令，发现某个进程占用CPU很高，希望进一步查看这个简称的信息。

​ ps -ef 会列出全部进程，但是我们发现进程非常多，我们很难找到自己想要看的进程。这里需要使用过滤命令grep，来过滤掉我们不需要的信息。

基本语法：

用法：ps -ef |grep 想要看到的进程名
示例代码：
# ps -ef |grep crond
含义：查看crond进程的详细情况
注意：查询结果中，如果只有一条则表示没查到对应的进程（这1 条表示刚才ps 指令的自身）。只有查到的结果多余1 条，才表示有对应的进程。

案例：查询crond的进程信息

# ps -ef |grep crond
root       7102      1  0 Mar23 ?        00:00:04 /usr/sbin/crond -n
root      24752  12881  0 16:34 pts/2    00:00:00 grep --color=auto crond

问题：以上信息只有第一行是crond的进程，第二行，实际是管道命令发起时，grep所启动的进程，如何去掉？

# ps -ef |grep crond |grep -v "grep"
root       7102      1  0 Mar23 ?        00:00:04 /usr/sbin/crond -n

grep -v 需要去除的相关信息 ： 去除包含指定关键词的那一行

扩展：ps aux命令

# ps aux

# man ps

1 UNIX options, which may be grouped and must be preceded by a dash. ps -ef
2 BSD options, which may be grouped and must not be used with a dash. ps aux

USER：该 process 属于哪个使用者账号
PID ：该 process 的ID
%CPU：该 process 使用掉的 CPU 资源百分比
%MEM：该 process 所占用的物理内存百分比
VSZ ：该 process 使用掉的虚拟内存量 (Kbytes)
RSS ：该 process 占用的固定的内存量 (Kbytes)
TTY ：该 process 是在那个终端机上面运作，若与终端机无关，则显示 ?，另外， tty1-tty6 是本机上面的登入者程序，若为 pts/0 等等的，则表示为由网络连接进主机的程序。
STAT：该程序目前的状态，主要的状态有
R ：该程序目前正在运作，或者是可被运作
S ：该程序目前正在睡眠当中 (可说是 idle 状态)，但可被某些讯号 (signal) 唤醒。
T ：该程序目前正在侦测或者是停止了
Z ：该程序应该已经终止，但是其父程序却无法正常的终止他，造成 zombie (疆尸) 程序的状态
START：该 process 被触发启动的时间
TIME ：该 process 实际使用 CPU 运作的时间
COMMAND：该程序的实际指令

8、netstat/ss查询网络访问信息

基本语法：

# netstat [选项] |grep 进程名称
选项说明：
-t：表示只列出tcp 协议的连接（tcp协议与udp协议）
-n：表示将地址从字母组合转化成ip 地址，将协议转化成端口号来显示  10.1.1.10:80
-l：表示过滤出"state（状态）"列中其值为LISTEN（监听）的连接
-p：表示显示发起连接的进程pid 和进程名称

案例：查询Web Server（httpd）服务的端口信息

# netstat -tnlp |grep httpd

基本语法：

# ss -naltp |grep 进程名称

案例：查询sshd服务的端口信息

# ss -naltp |grep sshd

netstat与ss区别？① netstat信息比较简洁，ss更加丰富 ② ss执行效率比netstat略高一些

9、kill/killall杀死进程

根据pid杀掉进程

命令：kill
语法：kill [信号] PID
作用：kill 命令会向操作系统内核发送一个信号（多是终止信号）和目标进程的 PID，然后系统内核根据收到的信号类型，对指定进程进行相应的操作

经验：kill经常结合ps命令一起使用

kill命令用于杀死某个进程，这其实只是其一个功能。kill命令的实质是向进程发送信号

信号种类：

信号编号	含义
9	杀死进程，即强制结束进程。
15	正常结束进程，是 kill 命令的默认信号。

案例：使用kill命令杀死crond进程

# ps -ef |grep crond
7102
# kill 7102

备注：在互联网中，经常看到kill -9 进程PID，强制杀死某个进程，kill -9 pid

根据进程名称杀掉进程

基本语法：

# killall [信号编号] 进程名称

案例：使用killall命令杀死crond进程

# killall crond

案例：使用killall命令杀死httpd进程

# killall httpd

种类：

信号编号	含义
9	杀死进程，即强制结束进程。
15	正常结束进程，是 kill 命令的默认信号。

案例：使用kill命令杀死crond进程

# ps -ef |grep crond
7102
# kill 7102

备注：在互联网中，经常看到kill -9 进程PID，强制杀死某个进程，kill -9 pid

根据进程名称杀掉进程

基本语法：

# killall [信号编号] 进程名称

案例：使用killall命令杀死crond进程

# killall crond

案例：使用killall命令杀死httpd进程

# killall httpd

四、进程的优先级（扩展）

1、什么是进程的优先级

Linux是一个多用户、多任务的操作系统，系统中通常运行着非常多的进程。哪些进程先运行，哪些进程后运行，就由进程优先级来控制

思考：什么时候需要用到进程的优先级呢？

答：当CPU负载过高时，如CPU的使用率>=90%以上。这个时候进程的优先级就会起作用。

2、查看进程的优先级

PR 优先级，数值越小优先级越高。
NI 优先级，数值越小优先级越高，可以人为更改。（NI = NICE = Nice）

讲个小故事：Nice值 = 0，Nice值越高，代表这个人越绅士（Nice值越高，优先级越低）

NI值有一个范围 -20 ~ 19

问题：这两个数值是在哪里看到的？

答：top命令

3、调整进程的优先级

使用top调整进程的优先级

第一步：使用top命令获取你要调整的进程信息（PID编号）

# top -bn 1
PID   	COMMAND
7107	atd（at命令的底层服务）

第二步：运行top命令，然后按"r"，输入要调整进程的PID编号

# top
按r，输入要调整进程的PID编号,按回车

第三步：根据提示，重置NICE值

Renice PID 7107 to value : -5

第四步：按q退出top模式，然后使用top -p PID编号，只查询某个进程的信息

# top -p 7107

使用renice命令调整进程的优先级

基本语法：

# renice [NI优先级设置的数字] 想调整的进程ID

案例：使用renice调整atd的优先级

第一步：通过ps或top命令获取atd的PID编号
# ps -ef |grep atd
7107
第二步：使用renice命令调整7107的NICE值
# renice -10 7107
7107 (process ID) old priority 0, new priority -10

注意：NICE值取值范围-20 ~ 19，不能使用小数

使用nice命令调整进程的优先级

基本语法：

# nice [NI优先级设置的数字] 想调整的进程名称

注意：nice命令只能调整没有运行的程序

nice实际操作三步走：

第一步：将程序停止

# ps -ef |grep crond
# kill PID
或
# systemctl stop crond

第二步：启动并制定优先级（使用nice）

# nice -n -10 crond

nice命令包含两个功能：① 启动进程 ② 调整进程的优先级

第三步：确认优先级（查看优先级）

# ps -ef |grep crond
PID
# top -p PID