day21-Linux基础学习 进程管理（上）

一、进程的概念

1、什么是进程

比如：开发写的代码我们称为程序，那么将开发的代码运行起来。我们称为进程。
总结一句话就是：当我们运行一个程序，那么我们将运行的程序叫进程。
当程序运行为进程后，系统会为该进程分配内存，以及进程运行的身份和权限。
在进程运行的过程中，系统会有各种指标来表示当前运行的状态。

2、程序和进程的区别

（1）程序是数据和指令的集合，是一个静态的概念。比如/bin/ls、/bin/cp等二进制文件。同时程序可以长期存在系统中。

（2）进程是程序运行的过程，是一个动态概念。进程是存在生命周期的概念的，也就是说进程会随着程序的终止而销毁，不会永久存在系统中。

3、进程的生命周期

生命周期就是指一个对象的生老病死。

图1.png

当父进程接收到任务调度时，会通过fock派生子进程来处理，那么子进程会继承父进程属性。

（1）子进程在处理任务代码时，父进程会进入等待状态中。
（2）子进程在处理任务代码后，会执行退出，然后唤醒父进程来回收子进程的资源。
（3）如果子进程在处理任务过程中，父进程退出了，子进程没有退出，那么这些子进程就没有父进程来管理了，就变成僵尸进程。

每个进程父进程叫PPID，子进程则叫PID。

二、监控进程状态

程序在运行后，我们需要了解进程的运行状态。查看进程的状态分为 静态 和 动态 两种方式。

1、静态进程

使用ps命令查看当前的进程状态（静态）

（1）ps -aux常用组合

ps -aux常用组合，查看进程用户、PID、占用cpu百分比、占用内存百分比、执行的命令等。

图2.png

状态	描述
USER	启动进程的用户
PID	进程运行的ID号
%CPU	进程占用CPU百分比
%MEM	进程占用内存百分比
VSZ	进程占用虚拟内存大小（单位KB）
RSS	进程占用物理内存实际大小（单位KB）
TTY	进程是由哪个终端运行启动的tty1、pts/0等 ?表示内核程序与终端无关
STAT	进程运行过程中的状态man ps（/STATE）
START	进程的启动时间
TIME	进程占用CPU的总时间（为0表示还没超过秒）
COMMAND	程序的运行指令，[方括号]属于内核态的进程。没有[] 的是用户态进程。

（2）STAT状态详解

STAT状态的Ss、S< 、S、S+、R、R+、D、T、Z 等等，都是什么意思？

STAT基本状态	描述	STAT状态+符号	描述
R	进程运行	s	进程是控制进程，Ss进程的领导者，父进程
S	可中断睡眠	<	进程运行在高优先级上，S<优先级较高的进程
T	进程被暂停	N	进程运行在低优先级上，SN优先级较低的进程
D	不可中断睡眠	+	当前进程运行在前台，R+该表示进程在前台运行
Z	僵尸进程	|	进程是多线程的，Sl表示进程是以线程方式运行

（3）案例

1）ps命令模拟查看 R+ S+ T

• 同一台虚拟机开启两个窗口
• 终端1 输入vim fxtx ,然后停止不输入任何东西，转到终端2
• 终端2 运行ps命令查看状态

[root@oldboy ~]# ps aux | grep fxtx       #S表示睡眠模式，+表示前台运行
root       7880  0.0  0.2 151528  5200 pts/1    S+   15:51   0:00 vim fxtx
root       7897  0.0  0.0 112708   976 pts/0    R+   16:06   0:00 grep --color=auto fxtx

• 终端1 挂起vim命令，按下：ctrl+z ，回到终端2
• 终端2 再次运行ps命令查看状态

[root@oldboy ~]# ps aux | grep fxtx      #T表示停止状态
root       7880  0.0  0.2 151528  5200 pts/1    T    15:51   0:00 vim fxtx
root       7901  0.0  0.0 112708   976 pts/0    S+   16:16   0:00 grep --color=auto fxtx

2）tar命令模拟查看 D+

• 同一台虚拟机开启两个窗口
• 终端1 输入tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ ,然后转到终端2
• 终端2 运行ps命令查看状态

#使用tar打包文件时，可以通过终端不断查看状态，由S+，R+变为D+
[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz       
root 7903 4.0  0.0 123680 1332 pts/1  D+ 16:19 0:00 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/
root 7906 0.0  0.0 112708  988 pts/0  R+ 16:19 0:00 grep --color=auto etc.tar.gz

[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz
root 7903 16.0 0.0 123812  1332 pts/1 S+ 16:19 0:01 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/

[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz
root 7903 16.5 0.0 123812  1548 pts/1 R+ 16:19 0:01 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/
root 7910  0.0 0.0 112708   988 pts/0 R+ 16:19 0:00 grep --color=auto etc.tar.gz

[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz
root 7903 15.3  0.0 123812 1548 pts/1 S+ 16:19 0:01 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/
root 7912  0.0  0.0 112708  988 pts/0 R+ 16:19 0:00 grep --color=auto etc.tar.gz

2、动态进程

（1）top命令

使用top命令查看当前的进程状态(动态)
top命令可以模拟查看 R S

图3.png

图4.png

#Tasks: 92 total    当前进程的总数
#3 running          正在运行的进程数
#89 sleeping        睡眠的进程数
#0 stopped          停止的进程数    挂起
#0 zombie           僵尸进程数
#%Cpu(s): 0.0 us    系统用户进程使用CPU百分比
#0.3 sy             内核中的进程占用CPU百分比，通常内核是于硬件进行交互
#0.0 ni             优先级的进程占用cpu的百分比
#99.7 id            空闲CPU的百分比
#0.0 wa             CPU等待IO完成的时间
#0.0 hi             硬中断，占的CPU百分比
#0.0 si             软中断，占的CPU百分比
#0.0 st             虚拟机占用物理CPU的时间

（2）中断

1）什么是中断

中断是系统用来响应硬件设备请求的一种机制，它会打断进程的正常调度和执行，然后调用内核中的中断处理程序来响应设备的请求。

2）为什么要有中断

中断其实是一种异步的事件处理机制，可以提高系统的并发处理能力。

3）中断带来的问题

由于中断处理程序会打断其他进程的运行，所以，为了减少对正常进程运行调度的影响，中断处理程序就需要尽可能快地运行。如果中断本身要做的事情不多，那么处理起来也不会有太大问题；但如果中断要处理的事情很多，中断服务程序就有可能要运行很长时间。特别是，中断处理程序在响应中断时，还会临时关闭中断。这就会导致上一次中断处理完成之前，其他中断都不能响应，也就是说中断有可能会丢失。

4）系统中的软中断

事实上，为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题，Linux 将中断处理过程分成了两个阶段，也就是上半部和下半部：

• 上半部用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关工作。
• 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作，通常以内核线程的方式运行。

5）Linux软中断与硬中断小结

Linux 中的中断处理程序分为上半部和下半部：

• 上半部对应硬件中断，用来快速处理中断。
• 下半部对应软中断，用来异步处理上半部未完成的工作。

Linux 中的软中断包括网络收发、定时、调度、等各种类型，可以通过查看 /proc/softirqs 来观察软中断的运行情况。

（3）top 常见指令

字母	含义
h	查看帮助
1	数字1，显示所有CPU核心的负载
z	以高亮显示数据
b	高亮显示处于R状态的进程
M	按内存使用百分比排序输出
P	按CPU使用百分比排序输出
q	退出top