Linux系列之进程管理

前言

进程是正在运行的程序，Linux系统通常有数百个进程同时运行。本文就来介绍下Linux是如何进行进程管理的。

我们可以看到：

查看进程（Viewing processes）
查找进程（Finding processes）
管理进程（Managing processes）
进程的优先级（Prioritizing processes）
杀死进程（Killing processes）
在后台运行进程（Running processes in the background）
调度进程（Scheduling processes）

查看进程

ps

Linux内核在创建进程时，会按顺序给每个进程分配一个唯一的进程ID（PID）。一般来说，在进程上执行任何操作，我们必须指定PID，有时我们可以使用名称。

ps命令是查看进程的主要工具。不使用任何选项来运行该命令，会列出当前登录用户所启动（调用）的进程，以及终端上正在运行的进程。

如果我们添加了aux选项：

a = 显示所有用户的进程
u = 显示进程的用户/所有者
x = 显示未连接到终端的进程

进程按照它们被启动的顺序进行展示，因此你会看到列表是根据PID进行排序的。

让我们简单来看看下面几列的信息：

USER：调用进程的用户。
PID：进程的ID。
%CPU：进程占用CPU的百分比。
%MEM：进程占用内存的百分比。
COMMAND：启动进程的命令。

查找命令

grep

我们可以使用grep命令来查找指定的进程，假设我们想要查找所有名称中包含mfsconsole的进程。

ps aux | grep msfconsole

top

我们可以使用top命令来动态地罗列出，按照资源使用情况排序的进程，从最大的开始罗列。默认情况下，该列表将每3秒刷新一次。

top

管理进程

优先级

内核对进程的优先级有最终决定权，但是我们可以使用nice命令，来建议应该提升进程的优先级。nice命令的值范围是从-20（最有可能得到优先权）到+19（最不可能得到优先权）。

较高的nice值转换为低优先级，较低的nice值转换为高优先级。

当一个进程启动后，所有的标准进程都以nice值0来进行启动。

我们可以使用nice命令来设置一个进程启动时的nice值，我们可以使用renice来调整一个运行中的进程的nice值。

当我们使用nice命令启动一个进程但没有提供任何值时，默认的nice值是10。

nice命令要求你递增nice值，renice命令想要一个绝对的nice值。

设置优先级

我们可以使用nice命令来调整一个程序的nice值。这允许我们提高或降低内核提供给该进程的优先级，相对于其他进程而言。

在左边，我执行watch -n1 free 来展示系统内存使用情况的细节。在右边，我让top命令运行，你可以看到watch命令的PID是9717，nice的值为0。

让我们继续执行watch命令，只不过这次是用nice命令。

nice -15 watch -n1 free

现在我们可以看到watch的nice值为15。这里要牢记的几件事：

这个watch命令的PID与之前的watch命令不同。这是因为nice会启动一个新的进程，而不是更改一个现有的进程。
nice命令后面的-15意味着15。如果我们想要指定一个负数（高优先级），我们可以使用双中划线- 。
下面是执行sudo nice --10 watch -n1 free后的样子。是的，如果你要提高优先级，你必须使用sudo。任何人都可以降低优先级，但只有sudo可以提高优先级。

改变优先级

renice命令接收-20到19的绝对值，并接收进程的PID。

让我们再次运行watch命令。

watch -n1 free

让我们来检查下nice值，既然我们没有指定nice值，它应该为0。比起使用top，这里我将会使用ps和grep，用以简化输出。

我们可以看到，第八列的值为0，该值为nice的值，PID的值位于第三列。让我们使用renice试试：

sudo renice -15 14318

我们可以看到，现在nice的值是-15。我们也可以使用top工具来改变nice值。

在top中，按下R键，并提供一个PID：

按下回车键，并提供一个新的nice值：

top成功的改变了nice值：

杀死进程

kill

你可以通过kill命令来停止一个有问题的进程。kill命令有64种不同的kill信号，以及语法是kill -signal PID 。如果没有显示的提供信号位，将会默认为SIGTERM 。这里我将重点介绍以下几种：

信号名称	数值	描述
SIGHUP	1	挂断（HUP）信号。它停止指定的进程，并以相同的PID重新启动它。
SIGINIT	2	中断（INT）信号。这是一个微弱的kill信号，不保证能起作用，但确实有这样的情况。
SIGQUIT	3	核心转储。终止进程并将进程信息保存在内存中，然后它将这些信息保存在当前工作目录下一个名为core的文件中。
SIGTERM	15	终止（TERM）信号。它是kill命令的默认kill信号。
SIGKILL	9	这是一个绝对的kill信号。它通过将进程的资源发送到一个特殊的设备/dev/null来迫使进程停止。

下面的命令会通过HUP信号来重启我们的watch命令。

kill -1 14318

下面的命令会确保进程被终止。

kill -9 16318

如果我们不知道PID，我们可以使用killall命令，它接收进程的名称。

killall -9 watch

在后台运行进程

&

当你执行一个命令时，shell会进行等待，直到命令完成后才提供另一个命令提示。我们可以在后台运行一个进程，它将继续运行而不需要终端，把终端腾出来做其他工作。我们在命令的末尾添加&来做到这一点。

geany sample.txt &

geany不再占用整个终端。

fg

我们如何让它回到前台？可以使用带有PID的fg命令。

fg 18345

bg

你也可以使用bg命令来移动一个进程到后台。

bg 18345

调度进程

在Linux中，我们可以使用at和crond来调度进程。crond有点复杂，这里重点介绍at。

at

at命令对于安排一项工作在未来某个时间点运行一次很有用。它设置了atd守护进程。守护进程是一个位于后台的程序，在没有任何用户界面的情况下做自己的事情。

下面是at命令执行进程的时间的语法，时间可以以多种格式提供。

时间格式	含义
at 7:20pm	Run at 7:20 PM of current day.
at 7:20pm June 25	Run at 7:20 PM on June 25
at now + 20 minutes	Run in 20 minutes
at 7:25pm 06/10/2021	Run at 7:25 pm on June 10, 2021

at noon

我们可以看到，at将我们带入了交互模式，在这里我们输入了我们希望在指定时间执行的命令。完成后按下CTRL+D。

atq

使用atq来罗列出所有预定的at工作。