进程
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。
Linux进程
Linux系统会在进程之间共享程序代码和系统函数库,所以在任何时刻内存中都只有代码的一份拷贝。Linux会为程序创建一个特殊的环境,该环境包含程序运行需要的所有资源,以保证程序能够独立运行,不受其他程序的干扰。这个特殊的环境就称为进程。每个 Linux 命令都与系统中的程序对应,输入命令,Linux 就会创建一个新的进程。系统通过一个五位数字跟踪程序的运行状态,这个数字称为 pid 或进程ID。每个进程都拥有唯一的 pid。理论上,五位数字是有限的,当数字被用完时,下一个 pid 就会重新开始,所以 pid 最终会重复。但是,两个 pid 一样的进程不能同时存在,因为Linux会使用 pid 来跟踪程序的运行状态。
前台进程
默认情况下,用户创建的进程都是前台进程;前台进程从键盘读取数据,并把处理结果输出到显示器。我们可以看到前台进程的运行过程。例如,使用 ls -l 命令来遍历当前目录下的文件:
后台进程
后台进程与键盘没有必然的关系。当然,后台进程也可能会等待键盘输入。后台进程的优点是不必等待程序运行结束就可以输入其他命令。创建后台进程最简单的方式就是在命令的末尾加 &,例如:
前台任务和后台任务的切换
fg 命令可以将后台任务调到前台,语法为:fg jobnumber
jobnumber 是通过 jobs 命令获取的后台任务的的序号,注意不是pid。如果后台只有一个任务,可以不指定 jobnumber。
bg 命令可以将后台暂停的任务,调到前台继续运行,语法为:bg jobnumber
jobnumber 同样是通过 jobs 命令获取的后台任务的的序号,注意不是pid。如果前台只有一个任务,可以不指定 jobnumber。
如果希望将当前任务转移到后台,可以先 Ctrl+z 暂停任务,再使用 bg 命令。任务转移到后台可以空出终端,继续输入其他命令。
任务和进程
任务(task)是最抽象的,是一个一般性的术语,指由软件完成的一个活动。一个任务既可以是一个进程,也可以是多个进程。简而言之,它指的是一系列共同达到某一目的的操作。例如,读取数据并将数据放入内存中。这个任务可以由一个进程来实现,也可以由多个进程来实现。 每个任务都有一个数字表示的任务号。进程(process)常常被定义为程序的执行。可以把一个进程看成是一个独立的程序,在内存中有其完备的数据空间和代码空间。一个进程所拥有的数据和变量只属于它自己。
jobs 命令可以用来查看系统中正在运行的任务,包括后台运行的任务。该命令可以显示任务号及其对应的进程ID。一个任务可以对应于一个或者多个进程号。
jobs 命令的 -l 选项可以查看当前任务包含的进程ID
其中,第一列表示任务号,第二列表示任务对应的进程ID,第三列表示任务的运行状态,第四列表示启动任务的命令。
查看正在运行的进程
可以使用 ps 命令查看进程的运行状态,包括后台进程,例如:
还可以结合 -f 选项查看更多信息,f 是 full 的缩写.
每列的含义如下:
ps 命令还有其他一些选项:
Centos5/6: init
Centos7: systemd
终止进程
当进程运行在前台时,可以通过 kill 命令或 Ctrl+C 组合键来结束进程。
如果进程运行在后台,那么首先要通过 ps 命令来获取进程ID,然后使用 kill 命令“杀死”进程,例如:
如上所示,kill 命令终结了 autofs 进程。
可以使用 pgrep 命令来进行进程过滤:
显示某一用户运行的所有进程:
父进程和子进程
每个 Linux 进程会包含两个进程ID:当前进程ID(pid)和父进程ID(ppid)。可以暂时认为所有的进程都有父进程。
由用户运行的大部分命令都将 Shell 作为父进程,使用 ps -f 命令可以查看当前进程ID和父进程ID。
使用 pstree 命令查看进程树:
僵尸进程和孤儿进程
正常情况下,子进程被终止时会通过 SIGCHLD 信号通知父进程,父进程可以做一些清理工作或者重新启动一个新的进程。但在某些情况下,父进程会在子进程之前被终止,那么这些子进程就没有了“父亲”,被称为孤儿进程。
init 进程会成为所有孤儿进程的父进程。init 的 pid 为1,是Linux系统的第一个进程,也是所有进程的父进程。
如果一个进程被终止了,但是使用 ps 命令仍然可以查看该进程,并且状态为 Z,那么这就是一个僵尸进程。僵尸进程虽然被终止了,但是仍然存在于进程列表中。一般僵尸进程很难杀掉,你可以先杀死他们的父进程,让他们变成孤儿进程,init 进程会自动清理僵尸进程。
常驻进程
常驻进程一般是系统级进程,以 root 权限运行在后台,可以处理其他进程的请求。
常驻进程没有终端,不能访问 /dev/tty 文件,如果使用 ps -ef 查看该进程,tty 这一列会显示问号(?)。
更确切地说,常驻进程通常运行在后台,等待指定事件发生,例如打印进程是一个常驻进程,它会等待用户输入打印相关的命令并进行处理。
top命令
top 命令是一个很有用的工具,它可以动态显示正在运行的进程,还可以按照指定条件对进程进行排序,与Windows的任务管理器类似。
top 命令可以显示进程的很多信息,包括物理内存、虚拟内存、CPU使用率、平均负载以及繁忙的进程等。例如:
htop 是一个 Linux 下的交互式的进程浏览器,可以用来替换 Linux 下的 top 命令:
vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监控,对系统的整体情况进行统计。
字段说明:
Procs(进程):
r: 运行队列中进程数量
b: 等待IO的进程数量
Memory(内存):
swpd: 使用虚拟内存大小
free: 可用内存大小
buff: 用作缓冲的内存大小
cache: 用作缓存的内存大小
Swap:
si: 每秒从交换区写到内存的大小
so: 每秒写入交换区的内存大小
IO:(现在的Linux版本块的大小为1024bytes)
bi: 每秒读取的块数
bo: 每秒写入的块数
系统:
in: 每秒中断数,包括时钟中断。【interrupt】
cs: 每秒上下文切换数。 【count/second】
CPU(以百分比表示):
us: 用户进程执行时间(user time)
sy: 系统进程执行时间(system time)
id: 空闲时间(包括IO等待时间),中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。
wa: 等待IO时间
备注:
如果r经常大于4,id经常少于40,表示cpu的负荷很重。
如果bi,bo长期不等于0,表示内存不足。
如果disk经常不等于0,且在b中的队列大于3,表示io性能不好。
Linux在具有高稳定性、可靠性的同时,具有很好的可伸缩性和扩展性,能够针对不同的应用和硬件环境调整,优化出满足当前应用需要的最佳性能。因此企业在维护Linux系统、进行系统调优时,了解系统性能分析工具是至关重要的。
强大的性能监测工具 dstat
dstat命令是一个用来替换vmstat、iostat、netstat、nfsstat和ifstat这些命令的工具,是一个全能系统信息统计工具
dstat使用说明:
直接使用 dstat,默认使用的是 -cdngy 参数,分别显示 cpu、disk、net、page、system 信息
CPU状态:CPU的使用率。显示了用户,系统和空闲部分,这更好地分析了CPU当前的使用状况。如果你看到"wait"一栏中,CPU的状态是一个高使用率值,那说明系统存在一些其它问题。当CPU的状态处在"waits"时,那是因为它正在等待I/O设备(例如内存,磁盘或者网络)的响应而且还没有收到。
磁盘统计(dsk):磁盘的读写操作,这一栏显示磁盘的读、写总数。
网络统计(net):网络设备发送和接受的数据,这一栏显示的网络收、发数据总数。
分页统计(paging):系统的分页活动。分页指的是一种内存管理技术用于查找系统场景,一个较大的分页表明系统正在使用大量的交换空间,或者说内存非常分散,大多数情况下你都希望看到page in(换入)和page out(换出)的值是0 0。
系统统计(system):这一项显示的是中断(int)和上下文切换(csw)。这项统计仅在有比较基线时才有意义。这一栏中较高的统计值通常表示大量的进程造成拥塞,需要对CPU进行关注。你的服务器一般情况下都会运行运行一些程序,所以这项总是显示一些数值。
默认情况下,dstat每秒都会刷新数据。如果想退出dstat,你可以按"CTRL+C"键。
需要注意的是报告的第一行,通常这里所有的统计都不显示数值的。
dstat的参数详情
-c:显示cpu当前状态
-C:加cpu号分别显示cpu
-l:显示负载统计量
-m:显示内存状态包括used,buffer,cache,free
-n:显示网卡总状态
-nf:分页显示网卡装填
-r:显示i/o统计
-s:显示交换分区的状态
-t:显示时间
-fs:显示文件系统统计数据,包括文件总数和innodes值
-nocolor:输出不现实颜色
-socket:统计网络数据
-tcp:显示tcp统计
-udp:显示udp统计
定制时间和输出间隔,比如 dstat -nf 2 5 表示输出网络设备 2秒一次 一共输出5次
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