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Linux进程管理
1、 进程管理的基础概念
什么是进程
顾名思义，进程是指当前系统运行的程序，每个进程有唯一的标识符PID，进程由内核管理通过task_struck和task_list来调度和管理的。
内核的定义及功能
内核是操作系统的核心，控制的计算机的基本硬件，所有程序和CPU、内存等计算机硬件通讯都需要向内核申请。内核负责进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能。
进程创建
Linux所有进程都是通过init创建，init是所有进程的父进程，父进程的子进程必须又父进程来关闭，如果父进程被关闭，子进程也会被关闭。进程创建方法由三种：fork()、clone()、vfork()。fork()通过克隆的方式创建子进程，但是子进程拥有自己的结构和 PID，修改子进程的配置文件，并不会影响父进程；系统调用fork()和vfork()是无参数的，而clone()则带有参数，clone()会有选择的将父进程的资源复制给子进程，没有复制的部分将通过指针共享；vfork()创建的子进程会与父进程共享空间和资源，子进程的变量修改会直接影响父进程。
进程优先级
进程的优先级在系统中通过数字0-139表示，数字越小优先级越高。
0：为所有进程的父进程
1-99：显示进程的实时优先级，为内核调度，动态分配
100-139：显示进程的静态优先级
Nice值：调整进程静态优先级，nice值范围为-20，19，依次对应100-139，负值为高优先级，正值为低优先级，0表示不调整优先级。
进程通信（Inter process communication）
同主机通过singnal（信号）、shared memory（共享内存）、semerphore（旗语）来通讯，如果不在同意主机上需要通过remote procecure call（RPC远程通讯协议）、socket（套接字）来通信。
进程管理机制
Linux内核的特点是Preemption（抢占）多任务运行，这种抢占不需要征求正在运行的进程的同意而强制打断。
进程的类型分为一下两种：
守护进程：在系统引导过程中启动的进程，跟终端无关，一般称之为后台进程；
前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程，一般称之为前台进程，可以将前台进程送往后台，以守护模式运行
进程运行状态主要有以下几种：
running：运行态
ready：就绪态
睡眠态：睡眠态分为interruptable（可中断睡眠）和uninterruptable（不可中断睡眠），可中断睡眠表示随时可以唤醒的，不可中断失眠表示不能随时唤醒的，一般不可中断睡眠发生在外部条件不满足，无法继续进行时，例如磁盘I/O的时候。
stopped：停止态，暂停于内存中，但不会被调度，除非手动启动
zomble：僵死态，每个进程都由其父进程创建，子进程销毁后由父进程进行回收，但是父进程被销毁于子进程之前，则该子进程被称为僵死进程。
进程分类：
CPU-Bound：计算密集型，只大部分时间用来计算，I/O一直处于等待中的较多；
IO-Bound：只CPU一直出于等待中中，IO频率较高。
2、 进程查看管理工具详解
常用的进程管理命令和工具有pstree、ps、pidof、top、htop、glances、pmap、vmstat、dstat、kill、pkill、job、bg、fg、nohup
2.1 pstree
功能：使用树型显示进程
用法：pstree
示例：
[root@localhost ~]# pstree
systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]
├─NetworkManager─┬─dhclient
│ └─2*[{NetworkManager}]
├─2*[abrt-watch-log]
├─abrtd
├─accounts-daemon───2*[{accounts-daemon}]
├─alsactl
├─at-spi-bus-laun─┬─dbus-daemon───{dbus-daemon}
│ └─3*[{at-spi-bus-laun}]
├─at-spi2-registr───{at-spi2-registr}
├─atd
├─auditd─┬─audispd─┬─sedispatch
│ │ └─{audispd}
│ └─{auditd}
├─avahi-daemon───avahi-daemon
├─bluetoothd
├─caribou───2*[{caribou}]
├─colord───2*[{colord}]
├─crond
├─cupsd
├─2*[dbus-daemon───{dbus-daemon}]
├─dbus-launch
├─dconf-service───2*[{dconf-service}]
├─dnsmasq───dnsmasq
├─evolution-calen───5*[{evolution-calen}]
├─evolution-sourc───2*[{evolution-sourc}]
├─firewalld───{firewalld}
├─gconfd-2
├─gdm─┬─Xorg
│ ├─gdm-session-wor─┬─gnome-session─┬─abrt-applet───{abrt-applet}
│ │ │ ├─gnome-settings-───4*[{gnome-settings-}]
│ │ │ ├─gnome-shell─┬─ibus-daemon─┬─ibus-dconf───3*[{ibus-dconf}]
│ │ │ │ │ ├─ibus-engine-sim───2*[{ibus-engine-sim}]
│ │ │ │ │ └─2*[{ibus-daemon}]
│ │ │ │ └─6*[{gnome-shell}]
│ │ │ ├─gnome-software───3*[{gnome-software}]
│ │ │ ├─nautilus───3*[{nautilus}]
│ │ │ ├─seapplet
│ │ │ ├─ssh-agent
│ │ │ ├─tracker-extract───13*[{tracker-extract}]
│ │ │ ├─tracker-miner-a───2*[{tracker-miner-a}]
│ │ │ ├─tracker-miner-f───3*[{tracker-miner-f}]
│ │ │ ├─tracker-miner-u───2*[{tracker-miner-u}]
│ │ │ └─3*[{gnome-session}]
│ │ └─2*[{gdm-session-wor}]
│ └─3*[{gdm}]
├─gnome-keyring-d───4*[{gnome-keyring-d}]
├─gnome-shell-cal───4*[{gnome-shell-cal}]
├─gnome-terminal-─┬─bash
│ ├─gnome-pty-helpe
│ └─3*[{gnome-terminal-}]
├─goa-daemon───3*[{goa-daemon}]
├─goa-identity-se───2*[{goa-identity-se}]
├─gsd-printer───{gsd-printer}
├─gssproxy───5*[{gssproxy}]
├─gvfs-afc-volume───2*[{gvfs-afc-volume}]
├─gvfs-goa-volume───{gvfs-goa-volume}
├─gvfs-gphoto2-vo───{gvfs-gphoto2-vo}
├─gvfs-mtp-volume───{gvfs-mtp-volume}
├─gvfs-udisks2-vo───2*[{gvfs-udisks2-vo}]
├─gvfsd───{gvfsd}
├─gvfsd-fuse───4*[{gvfsd-fuse}]
├─gvfsd-metadata───{gvfsd-metadata}
├─gvfsd-trash───2*[{gvfsd-trash}]
├─httpd───5*[httpd]
├─ibus-x11───2*[{ibus-x11}]
├─ksmtuned───sleep
├─libvirtd───15*[{libvirtd}]
├─lsmd
├─lvmetad
├─master─┬─pickup
│ └─qmgr
├─mission-control───2*[{mission-control}]
├─packagekitd───2*[{packagekitd}]
├─polkitd───5*[{polkitd}]
├─pulseaudio───2*[{pulseaudio}]
├─rngd
├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}]
├─rtkit-daemon───2*[{rtkit-daemon}]
├─smartd
├─sshd───sshd───bash───pstree
├─systemd-journal
├─systemd-logind
├─systemd-udevd
├─tracker-store───7*[{tracker-store}]
├─tuned───4*[{tuned}]
├─udisksd───4*[{udisksd}]
├─upowerd───2*[{upowerd}]
├─vmtoolsd───{vmtoolsd}
├─vmtoolsd
└─wpa_supplicant
2.2 pstree
用途：report a snapshot of the current processes（当前进程快照的报告）
语法：ps [option]…
选项：
常用组合：aux
u：以用户为中心组织进程状态信息的显示
a：与用户终端相关的进程
x：与用户终端无关的进程
[root@localhost ~]# ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
命令显示内容解析：
VSZ: Virtual memory Size ，虚拟内存集
RSS: Resident size ，常驻内存集
STAT：进程状态
R：running，运行态
S：interruptable sleeping，可中断睡眠
D：uninterruptable sleeping，不可中断睡眠
T：stopped，停止态
Z：zamble，僵死态
+：前台进程
l：多线程进程
N：低优先级进程
<：高优先级进程
s：session leader
常用组合：-ef
-e : 显示所有的进程
-f ：显示完整格式的程序信息
常用组合：-eFH
-F : 显示完整格式的进程信息
-H : 以进程层级格式显示进程的相关信息
常用组合：-eo,axo
-eo : pid , tid , class , rtprio , ni ,pri , psr , pcup , stat , comm
-axo : stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm
ni: nice值
pri : priority ，优先级
prs: processor ,cpu
rtprio：实时优先级
2.2 pgrep，pkill
用途：
pgrep : 以名称为依据显示对应进程的PID
pkill：杀死运行中的进程
格式：
pgrep[ option ] pattern
pkill [ option ] pattern
选项：
-u uid ： effective user
-U uid ： real user
-t terminal : 与指定终端相关的进程
-l ：显示进程名
-a ：显示完整格式的进程名
-p pid : 显示其父进程为此处指定的进程的进程列表
2.3 pidof
用途：根据进程名获取其PID
2.4 top
内置命令
排序
P：以占据的CPU显示百分比
M：以占据的内存百分比
T：累计占据CPU时长
首部信息显示
Uptime信息：l
task及CPU信息：t
CPU分别显示：1
Memory信息：m
退出命令：q
更改刷新时间：s
杀死进程：k
选项：
-d：指定刷新间隔，默认为3s
-b：以批次方式显示
-n #：显示多少批次
2.5 htop
用途：功能和top一样，但是更强大，显示更直观。
安装方法：htop并不是centos自带工具，需要配置EPEL源，然后使用yum安装，安装过程如下：
在/etc/yum.repos.d目录下新建一个以.repo结尾的文件，例如CentOS-EPEL.repo
[root@localhost yum.repos.d]# vi /etc/yum.repos.d/CentOS-EPEL.repo
[EPEL] ####yum源描述
name=EPEL ####yum源名称
baseurl=http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/ ####yum源地址
gpgcheck=0 ####是否检查检查来源合法性，0为不检查，1为检查
enable=1 ####是否启用此yum源
yum –y install htop
选项：
-d #：指定刷新时间间隔，默认为3s
-b：以批次方式显示
-n # ：显示多少批次
命令：
s：跟踪选定进程的系统调用
l：显示选定进程打开的文件列表
a：将进程绑定在指定CPU核心上
t：显示进程树
2.5 vmstat
用途：报告虚拟内存状态
格式：vmstat [ options ] [ delay [ conut ] ]
[root@localhost yum.repos.d]# vmstat
procs ----------------memory------------------ ---swap-- -----io------------ -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
3 0 0 876260 1368 638152 0 0 8 2 43 70 0 0 99 0 0
procs:
r：等待运行的进程个数
b：出于不可中断睡眠的进程个数（被阻塞的队列长度）
memeory：
swpd：交换分区的使用总量
free：空闲的物理内存总量
buffer：用于buffer的内存总量
cache：用于cache的内存总量
swap：
si：数据进入swap中的数据速率（kb/s）
so：数据离开swap中的数据速率（kb/s）
io：
bi：从块设备读取数据的速率（kb/s）
bo：保存数据到数据块的速率（kb/s）
system：
cs（centext switch）：进程切换的速率
in（interrupts）：中断速率
cpu：
us：用户空间
sy：内核空间
id：空闲比例
wa：等待运行进程的个数
st：别虚拟化占据的时间比例
选项：
-s：显示内存的统计数据
2.6 pmap命令
用途：报告进程占用内存空间的明细图
格式：pmap [ option ] pid [ … ]
选项：
-x：显示详细格式的信息
也可通过 cat /proc/PID/maps来查看，功能等同于pmap
2.7 glances
用途：监控本地或远程主机系统的CPU、内存、交换分区、网络、进程等相关参数。
安装：需要先配置EPEL源，然后使用yum安装，EPEL配置方法请参考2.5
格式：glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]
内建命令
a Sort processes automatically l Show/hide logs
c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O
m Sort processes by MEM% w Delete warning logs
p Sort processes by name x Delete warning and critical logs
i Sort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats
d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen
f Show/hide file system stats t View network I/O as combination
n Show/hide network stats u View cumulative network I/O
s Show/hide sensors stats z Show/hide processes list
y Show/hide hddtemp stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
常用选项：
-b ：以byte为单位显示网卡速率
-d ：关闭磁盘I/O模块
-f /path/to/somfile ：设定输入文件的位置
-o ｛HTML|CSV｝:输出格式
-m：禁用mount模块
-n：禁用网络模块
-t #：延时时间间隔
-1：每个cpu的相关数据单独显示
C/S模式下glances使用方法：
服务模式：
[root@localhost ~]# glances -s -B IPADDR（本地监听的IP地址）
Glances server is running on IPADDR:61209
客户端模式：
[root@localhost ~]# glances -c IPADDR（服务端IP地址）
2.8 dstat
用途：生成系统资源统计
格式：dstat [-afv] [options..] [delay [count]]
生成信息解析：
[root@localhost ~]# dstat
You did not select any stats, using -cdngy by default.
----total-cpu-usage---- -dsk/total- -net/total- ---paging-- ---system--
usr sys idl wai hiq siq| read writ| recv send| in out | int csw
0 0 99 0 0 0|6504B 1665B| 0 0 | 0 0 | 43 68
0 1 99 0 0 0| 0 0 | 180B 934B| 0 0 | 35 47
0 0 100 0 0 0| 0 0 | 60B 346B| 0 0 | 29 31
Total cpu usage：
usr：用户空间
sys：内核空间
idl：空闲比例
hiq：硬中断次数
siq：软中断次数
dsk/total：
read：从块设备读取数据的速率
writ：数据写入块设备的速率
net/total：
recv：当前网络接收数据包接受的速率，以kb/s为单位
send：当前网络发送数据包的速率，以kb/s为单位
paging：
in：换进
out：换出
system：
int：系统中断次数
csw：安全上下文切换次数
选项：
-c：显示CPU相关统计数据
-C：当cpu有多个是可以使用 –C 0,1…，total分别显示多块cpu状态
-d：显示硬盘相关信息
-D：当硬盘有多块时可以使用 –D hda1,…,total分别显示多块硬盘状态
-g：显示page相关统计数据
-m：显示memory相关统计数据
-n：显示network相关统计数据
-p：显示process相关统计数据
-r：显示IO相关统计数据
-s：显示swapped相关的统计数据
--tcp：显示TCP协议相关统计数据
--udp：显示UDP协议相关的统计数据
--unix：显示unix协议相关的统计数据
--socket：显示套接字相关的统计数据
--top-tcp：显示CPU占用最高的进程
--top-mem：显示内存占用最高的进程
--top-io：显示IO占用最高的进程
--top-lantency：显示最大延迟的进程
--out-file /path/to/file.csv：可以将信息输出至指定的csv文件便于以后查看。
2.9 kill
用途：向进程发送控制信号，以实现对进程的管理
显示当前系统可用信号：
# kill -l
#man 7 signal
常用信号：
1) SIGHUB：无需关闭进程而让其重新读取配置文件
2) SIGINT：中止正在运行的进程，相当于Ctrl+c
9) SIGKILL：杀死正在运行的进程
15) SIGTERM：终止正在运行的进程
18) SIGCONT：将停止的进程继续运行
19) SIGSTOP：停止进程
指定信号的方法：
（1） 信号的数字标识 1，2，9
（2） 信号完整名称 SIGHUB
（3） 信号简写名称 HUB
进程发送信号格式：
# kill [ - signal ] pid
终止名称下的所有进程：
# killall [ - signal ] Program
2.10 Linux作业控制
作业类型通常分为两种：
前台作业：通过终端启动，且启动后一直占据终端
后台作业：可以通过终端启动，但启动后即转入后台（释放终端）；
让作业运行于后台有两种方法：
（1） 运行中的作业
Ctrl+z
（2） 尚未运行的作业
# COMMAND &
此类作业虽然被送往后台但依然与终端相关，如果希望送往后台后，剥离与终端的关系：
# nohub COMMAND &
查看所有作业：
# jobs
作业控制：
# fg [ % ] [job_num ] :把指定的后台作业调回到前台
# bg [ % ] [ job_num]:把送往后台的进程在后台继续运行
# kill [ % job_num]:终止指定的作业
2.11 进程优先级调整
Nice命令
用途：调整进程静态优先级，静态优先级为100-139，用nice值表示依次对应-20 – 19，进程默认启动时nice值为0，优先级为120
格式：nice [ option ] [ command [ ARG ] …]
示例：# nice –10 htop ####以-10的nice值运行htop进程
Renice命令
用途：重置设置进程的nice值
格式：renice [ -n ] priority pid…
示例：# renice -1 33508 ####将进程号33508的进程的nice值变更为-1
查看nice值的方法
# ps axo pid,comm,ni
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