进程和计划任务

内核功用：进程管理、内存管理、文件系统、网络功能、驱动程序、安全功能等

一、进程，线程和协程

1. 进程

        进程是程序的副本，进程是有生命周期

进程的组成：

        进程一般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成。

        程序：用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集；

        数据集合：是程序在执行时所需要的数据和工作区

        程序控制块(PCB)：包含进程的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标志。

进程具有的特征：

• 动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的，是动态产生，动态消亡的；

• 并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行；

• 独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；

• 结构性：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

2. 线程

        线程是程序执行中一个单一的顺序控制流程，是程序执行流的最小单元，是处理器调度和分派的基本单位。一个进程可以有一个或多个线程，各个线程之间共享程序的内存空间(也就是所在进程的内存空间)。

3. 协程

        协程，英文Coroutines，是一种基于线程之上，但又比线程更加轻量级的存在，这种由程序员自己写程序来管理的轻量级线程叫做『用户空间线程』，具有对内核来说不可见的特性。

4. 进程与线程的区别

• 线程是程序执行的最小单位，而进程是操作系统分配资源的最小单位；
• 一个进程由一个或多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线；
• 进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间（包括代码段、数据集、堆等）及一些进程级的资源（如打开文件和信号），某进程内的线程在其它进程不可见；
• 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

案例：

如何确定一个程序  是多线程 还是 单线程？

grep -i threads /proc/进程的PID/status

prtstat    进程pid号

5. 进程使用内存的问题

内存泄漏：Memory Leak

        指程序中用malloc或new申请了一块内存，但是没有用free或delete将内存释放，导致这块内存一直处于占用状态。

内存溢出：Memory Overflow

        指程序申请了10M的空间，但是在这个空间写入10M以上字节的数据，就是溢出,类似红杏出墙。

内存不足：OOM

        OOM 即 Out Of Memory，“内存用完了”,在情况在java程序中比较常见。系统会选一个进程将之杀死，在日志messages中看到类似下面的提示。

Jul 10 10:20:30 kernel: Out of memory: Kill process 9527 (java) score 88 or sacrifice child

当JVM因为没有足够的内存来为对象分配空间并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时，就会抛出这个error，因为这个问题已经严重到不足以被应用处理。

原因：

给应用分配内存太少：比如虚拟机本身可使用的内存（一般通过启动时的VM参数指定）太少。
应用用的太多，并且用完没释放，浪费了。此时就会造成内存泄露或者内存溢出。

使用的解决办法：

        1. 限制java进程的max heap，并且降低java程序的worker数量，从而降低内存使用

        2. 给系统增加swap空间

6. 进程更多的状态：

        运行态：running

        就绪态：ready

        睡眠态：分为两种，可中断：interruptable，

                                       不可中断：uninterruptable

        停止态：stopped，暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动

        僵死态：zombie，僵尸态，结束进程，父进程结束前，子进程不关闭，杀死父进程可以关闭僵死态的子进程

二、进程管理相关命令

1. ps命令 - 查看静态的进程统计信息

ps aux        可以查看系统中所有的进程

ps -le          可以查看系统中所有的进程，而且还能看到进程的父进程的 PID 和进程优先级

ps -l            只能看到当前 Shell 产生的进程

常用选项：

选项	效果
a	显示终端上的所有进程，包括其它用户的进程
u	使用以用户为主的格式输出进程信息。
x	显示当前用户在所有终端下的进程信息。
-e	显示系统内的所有进程信息。
-l	使用长（Long）格式显示进程信息。
-f	使用完整的（Full）格式显示进程信息
k|--sort 属性	对属性排序,属性前加 - 表示倒序
o 属性	选项显示定制的信息

ps aux        可以查看系统中所有的进程

表头	含义
USER	该进程是由哪个用户产生的
PID	进程的 ID
%CPU	该进程占用 CPU 资源的百分比，占用的百分比越高，进程越耗费资源
%MEM	该进程占用物理内存的百分比，占用的百分比越高，进程越耗费资源
VSZ	该进程占用虚拟内存的大小，单位为 KB
RSS	该进程占用实际物理内存的大小，单位为 KB
TTY	该进程是在哪个终端运行的
STAT	进程状态
START	该进程的启动时间
TIME	该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间
COMMAND	产生此进程的命令名

STAT进程状态。常见的状态有以下几种：

ps -ef        命令输出信息

表头	含义
F	进程标志，说明进程的权限，常见的标志有两个: 1：进程可以被复制，但是不能被执行；4：进程使用超级用户权限；
S	进程状态。具体的状态和"psaux"命令中的 STAT 状态一致
UID	运行此进程的用户的 ID
PID	进程的 ID
PPID	父进程的 ID
C	该进程的 CPU 使用率，单位是百分比
PRI	进程的优先级，数值越小，该进程的优先级越高，越早被 CPU 执行；系统定义不可以人为修改
NI	进程的优先级，数值越小，该进程越早被执行；可以人为修改
ADDR	该进程在内存的哪个位置
SZ	该进程占用多大内存
WCHAN	该进程是否运行。"-"代表正在运行
TTY	该进程由哪个终端产生
TIME	该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间
CMD	产生此进程的命令名

        如果不想看到所有的进程，只想查看一下当前登录产生了哪些进程，那只需使用 "ps -l" 命令就足够了。

2. prtstat - 查看进程信息

3. top命令 - 实时监听进程的运行状态

选项	效果
-d 秒数	指定 top 命令每隔几秒更新。默认是 3 秒
-b	使用批处理模式输出。一般和"-n"选项合用，用于把 top 命令重定向到文件中
-n 次数	指定 top 命令执行的次数。一般和"-"选项合用
-p 进程PID	查看指定 ID 的进程
-s	使 top 命令在安全模式中运行，避免在交互模式中出现错误
-u 用户名	只监听某个用户的进程

在 top 命令的显示窗口中，还可以使用如下按键，进行一下交互操作：

选项	效果
? 或 h	显示交互模式的帮助
c	按照 CPU 的使用率排序，默认就是此选项
M	按照内存的使用率排序
N	按照 PID 排序
T	按照 CPU 的累积运算时间排序，也就是按照 TIME+ 项排序
k	按照 PID 给予某个进程一个信号。一般用于中止某个进程，信号 9 是强制中止的信号
r	按照 PID 给某个进程重设优先级（Nice）值
q	退出 top 命令

首部信息显示：

uptime信息：l命令

tasks及cpu信息：t命令

cpu分别显示：1 (数字)

memory信息：m命令

退出命令：q

修改刷新时间间隔：s

终止指定进程：k

保存文件：W

第一行为任务队列信息

内 容	说 明
18：07：35	系统当前时间
up 12:13	系统的运行时间。本机已经运行12小时13分钟
2 users	当前登录了两个用户
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 （这个平均负载完全是依据个人经验来进行判断的，一般认为不应该超过服务器 CPU 的核数）

第二行为进程信息

内 容	说 明
Tasks: 172 total	系统中的进程总数
1 running	正在运行的进程数
171 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

第三行为 CPU 信息

内 容	说 明
%Cpu(s): 0.0 us	用户模式占用的 CPU 百分比 个人用户开启的进程占用的 cpu 率
0.3 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
99.3 id	空闲 CPU 占用的 CPU 百分比
0.0 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
0.3 si	软中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.0 st	st（steal time）意为虚拟程序占用 cpu 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

第四行为物理内存信息

内 容	说 明
KiB Mem: 1867024 total	物理内存的总量，单位为KB
153596 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
962084 used	己经使用的物理内存数量
751344 buff/cache	作为缓冲的内存数量

第五行为交换分区（swap）信息

内 容	说 明
KiB Swap: 4194300 total	交换分区（虚拟内存）的总大小
4174112 free	空闲交换分区的大小
20188 used	已经使用的交换分区的大小
670436 avail Mem	作为缓存的交换分区的大小

第二部分

top 命令的第二部分输出，主要是系统进程信息

字段	含义
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	优先级，数值越小、优先级越高。
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。
S	进程状态。
%CPU	该进程占用 CPU 的百分比。
%MEM	进程占用内存的百分比。
TIME+	该进程共占用的 CPU 时间。
COMMAND	进程的命令名。

4. pgrep命令 - 查看指定的进程

选项	效果
-U	指定用户
-l	显示进程名
-a	显示完整格式的进程名
-P pid	显示指定进程的子进程

5. pstree命令 - 进程树

以树形结构列出进程信息

通式：pstree  [选项] [ PID | USER ]

6. lsof--列举系统中已经被打开的文件

通式：lsof [选项]

选项	功能
-c 字符串	只列出以字符串开头的进程打开的文件。
+d 目录名	列出某个目录中所有被进程调用的文件。
-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。

7.dstat - 系统资源统计

yum  install   dstat -y

三、进程管理

1. 手动启动

• 前台启动：通过终端启动，且启动后一直占据终端

• 后台启动：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）

"命令 &"，把命令放入后台执行

使用Ctrl+Z组合键

查看后台人物列表 - jobs

调出后台任务 - fg

        把指定的后台作业调回前台

继续任务 - bg

        让送往后台的作业在后台继续运行

2. kill

kill [信号] PID 
kill 命令是按照 PID 来确定进程的，所以 kill 命令只能识别 PID，而不能识别进程名。

kill -l 命令查看所有信号及其编号

信号编号	信号名	含义
0	EXIT	程序退出时收到该信息。
1	HUP	挂掉电话线或终端连接的挂起信号，这个信号也会造成某些进程在没有终止的情况下重新初始化。
2	INT	表示结束进程，但并不是强制性的，常用的 "Ctrl+C" 组合键发出就是一个 kill -2 的信号。
3	QUIT	退出。
9	KILL	杀死进程，即强制结束进程。
11	SEGV	段错误。
15	TERM	正常结束进程，是 kill 命令的默认信号。

3. killall

killall [选项] [信号] 进程名

• -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；

killall -i sshd                #交互杀死 sshd

4. pkill

pkill [信号] 进程名

• -U：根据进程所属的用户名终止相应进程
• -t：根据进程所在的终端终止相应进程

四、计划任务

1. at - 一次性的计划任务

通式：at 时间

ctrl+d 提交

atq 可以查看任务列表

atrm 任务序列号 可以删除任务

/etc/at.allow 默认所有用户不可以使用at只要在at.allow文件中的用户才可以用at命令

/etc/at.deny 默认所有用户可以使用at 只有在里面的不可以写

格式	用法
HH:MM	比如 04:00 AM。如果时间已过，则它会在第二天的同一时间执行。
Midnight（midnight）	代表 12:00 AM（也就是 00:00）。
Noon（noon）	代表 12:00 PM（相当于 12:00）。
Teatime（teatime）下午茶	代表 4:00 PM（相当于 16:00）。
英文月名 日期 年份	比如 January 15 2018 表示 2018 年 1 月 15 号，年份可有可无。
MMDDYY、MM/DD/YY、MM.DD.YY	比如 011518 表示 2018 年 1 月 15 号。
now+时间	以 minutes、hours、days 或 weeks 为单位，例如 now+5 days 表示命令在 5 天之后的此时此刻执行。

2. crontab - 周期性的计划任务

通式：crontab [选项] [file]

选项	功能
-u user	用来设定某个用户的 crontab 服务，例如 "-u demo" 表示设备 demo 用户的 crontab 服务，此选项一般有 root 用户来运行。
-e	编辑某个用户的 crontab 文件内容。如果不指定用户，则表示编辑当前用户的 crontab 文件。
-l	显示某用户的 crontab 文件内容，如果不指定用户，则表示显示当前用户的 crontab 文件内容。
-r	从 /var/spool/cron 删除某用户的 crontab 文件，如果不指定用户，则默认删除当前用户的 crontab 文件。
-i	在删除用户的 crontab 文件时，给确认提示。

        *****
第一个 * 哪一分钟             0-59
第二个 * 哪一个小时          0-23
第三个 * 哪一个天             1-31
第四个 * 哪一个月             1-12
第五个 * 星期几                 0-7    07代表星期天

这个五个必须要有，*代表任意时间
***** 要执行的操作

练习：
每月的1号 15号 30号
* * 1,15,30 * *

中午12点到16点
* 12-16 * * *

每半小时执行一次
*/30 * * * *

时间表示，特殊符号：

特殊符号	含义
*（星号）	代表任何时间。
,（逗号）	代表不连续的时间。
-（中杠）	代表连续的时间范围。
/（正斜线）	代表每隔多久执行一次。