day21——进程管理之进程的状态及监控

1.什么是进程?

定义

程序是人使用计算机语言编写的，可以实现一定功能，并且可以执行的代码集合。而进程是正在执行中的程序。当程序被执行时，执行人的权限和属性，以及程序的代码都会被加载入内存，操作系统给这个进程分配一个 ID，称为 PID（进程 ID）。
在使用 Windows 系统的过程中，使用任务管理器，很大程度上是为了强制关闭“未反应”的软件，也就是杀死进程。的确，这是很多使用进程管理工具或进程管理命令的人最常见的使用方法。不过，杀死进程（强制中止进程）只是进程管理工作中最不常用的手段，因为每个进程都有自己正确的结束方法，而杀死进程是在正常方法已经失效的情况下的后备手段。

子进程与父进程

某些进程会产生一些新的进程，我们把这些进程称作子进程，而把这个进程本身称作父进程。比如，我们必须正常登录到 Shell环境中才能执行系统命令，而 Linux 的标准 Shell 是 bash。我们在 bash 当中执行了 ls 命令，那么 bash 就是父进程，而 ls 命令是在 bash 进程中产生的进程，所以 ls 进程是 bash 进程的子进程。也就是说，子进程是依赖父进程而产生的，如果父进程不存在，那么子进程也不存在了。但如果父进程死亡，子进程依然存在，这种进程被称为僵尸进程。

2.程序与进程之间有什么区别?

程序是经验概念，本身作为一种软件资源长期保存，而进程是程序是执行过程，它是动态概念，有一定的生命周期，是动态产生和消亡的。
程序和进程无一一对应关系，一个程序可以由多个进程共有；另外，一个进程在活动中可以有序的执行若干个程序。

3.进程的生命周期?

每一个进程都有其生命周期，例如创建、运行、终止和消除。这些阶段会在系统启动和运行中重复无数次。因此，进程的生命周期对于其性能的分析是非常重要的。

4.进程运行的状态指标?

状态标识	状态描述
R (TASK_RUNNING)	运行状态，即包括了上图中的就绪状态和运行状态
S (TASK_INTERRUPTIBLE)	可中断的睡眠状态，即上图中的阻塞状态。在这个状态下进程是可被中断的，即收到信号之后可以执行信号处理函数
D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)	不可中断的睡眠状态。磁盘IO时会出现这种状态，在此状态下，进程是不能被中断的，即不能响应信号。但是可以响应外部硬件中断
T (TASK_STOPPED）	停止状态。记得是大写的T。当进程收到SIGSTOP信号后就处于停止状态，可以发送SIGCONT信号让进程继续运行
X (TASK_DEAD - EXIT_DEAD)	退出状态（死亡状态）。进程即将被销毁，通常是在父进程中设置SIGCHLD信号的handler为SIG_IGN,显式忽略了SIGCHLD信号。在使用ps命令查看进程状态时很难捕捉到这种状态
Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE)	僵尸状态。子进程先于父进程退出，并且父进程没有调用wait或waitpid回收子进程。此时子进程即处于僵尸状态
t（TASK_TRACED）	跟踪状态，记得是小写的t，和停止状态只是大小写的区别。当利用gdb调试某个程序，程序停留在某个断点处时，就处于跟踪状态。

当利用命令：ps -aux 查看进程状态时，STAT字段还有其他的一些字符，其中部分表示如下：

状态符号	状态描述
<	高优先级
N	低优先级
L	有pages在内存中locked。用于实时或者自定义IO。
s	进程领导者，其有子进程。
l	多线程
+	位于前台进程组。

5.如何监控进程的状态、静态ps、动态top?

动态监控进程：top

top命令

top的其中九列内容及详解：

内容	详解
Tasks: 154 total	任务总数
2 running	有两个进程正在运行
99sleeping	99睡眠
1 stopped	1个挂起 停止
0 zombie	僵尸进程 # 0.3 us 进程占用cpu的百分比(用户进程)
0.0 sy	内核进程 (硬件) # 0.0 ni 优先级的进程占用cpu的百分比
99.7 id	空闲的进程 # 0.0 wa 大量的等待 -->
0.0 hi	硬中断
0.0 si	软中断 # 0.0 st 虚拟机占用物理CPU的时间

top命令显示的信息：
第一行：系统时间，运行时间，登录用户数，系统负载(分别为1分钟、5分钟、15分钟的平均值)
第二行：进程总数、运行中的，睡眠中的'挺值得，僵尸的
第三行：用户占用资源、系统内核占用资源，改变过优先级的进程、空闲的资源，等待输出的时间。
此行数据均为CPU数据并以百分比格式显示，例如"99.2id"以为着有99.2% CPU 资源正在空闲中
第四行：物理内存总量，使用量，空闲量，作为内核缓存的内存量
第五行：虚拟内存总量，使用量，空闲量，已被提前加载的内存数据

静态查看进程：ps（可用“-ef”，个人喜用参数“aux”）

image.png

ps aux
的其中九列内容及详解：

内容	详解
USER	进程的所有者
PID	进程的ID号
%CPU	运算器占用率
%MEM	内容占有率
VSZ	虚拟内存使用量(单位是KB)
RSS	占用的固定内存量(单位是KB)
TTY	所在终端
STAT	进程状态
START	被启动的时间
TIME	实际使用CPU的时间
COMMAND	命令名称与参数

6.进程中的iowait 软中断 硬中断?

(1) 硬中断
由与系统相连的外设(比如网卡、硬盘)自动产生的。主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候，就会发出一个中断。我们通常所说的中断指的是硬中断(hardirq)。
(2) 软中断
软中断是一组静态定义的下半部接口，可以在所有处理器上同时执行，即使两个类型相同也可以。为了满足实时系统的要求，中断处理应该是越快越好。linux为了实现这个特点，当中断发生的时候，硬中断处理那些短时间就可以完成的工作，而将那些处理事件比较长的工作，放到中断之后来完成，也就是软中断(softirq)来完成。但一个软中断不会抢占另一个软中断，唯一可以抢占软中断的是硬中断。
(3)硬中断和软中断的区别

• 软中断是执行中断指令产生的，而硬中断是由外设引发的。
• 硬中断的中断号是由中断控制器提供的，软中断的中断号由指令直接指出，无需使用中断控制器。
• 硬中断是可屏蔽的，软中断不可屏蔽。
• 硬中断处理程序要确保它能快速地完成任务，这样程序执行时才不会等待较长时- 间，称为上半部。
• 软中断处理硬中断未完成的工作，是一种推后执行的机制，属于下半部。