【Linux】【Basis】进程及作业管理

进程及作业管理

 

    内核的功用：进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能

 

    Process: 运行中的程序的一个副本；

        存在生命周期

 

    Linux内核存储进程信息的固定格式：task struct

        多个任务的的task struct组件的链表：task list

 

    进程创建：

        init

            父子关系

            进程：都由其父进程创建

                fork(), clone()

 

        进程优先级：

            0-139：

                1-99：实时优先级；

                100-139：静态优先级；

                    数字越小，优先级越高；

 

                Nice值：

                    -20,19

 

            Big O

                O(1), O(logn), O(n), O(n^2), O(2^n)

 

        进程内存：

            Page Frame: 页框，用存储页面数据

                存储Page

 

                MMU：Memory Management Unit

 

        IPC: Inter Process Communication

            同一主机上：

                signal

                shm: shared memory

                semerphor

 

            不同主机上：

                rpc: remote procecure call

                socket:

 

    Linux内核：抢占式多任务

 

        进程类型：

            守护进程: 在系统引导过程中启动的进程，跟终端无关的进程；

            前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程

                注意：也可把在前台启动的进程送往后台，以守护模式运行；

 

        进程状态：

            运行态：running

            就绪态：ready

            睡眠态：

                可中断：interruptable

                不可中断：uninterruptable

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

            僵死态：zombie

 

        进程的分类：

            CPU-Bound

            IO-Bound

 

        《Linux内核设计与实现》，《深入理解Linux内核》                   

             

    Linux系统上的进程查看及管理工具：pstree, ps, pidof, pgrep, top, htop, glances, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg, fg, nohup, nice, renice, killall, ...

         

        CentOS 5:  SysV init

        CentOS 6：upstart

        CentOS 7：systemd

         

            /sbin/init,

         

        pstree命令：

            pstree  - display a tree of processes

             

        ps命令：

            /proc/：内核中的状态信息；

                内核参数：

                    可设置其值从而调整内核运行特性的参数；/proc/sys/

                    状态变量：其用于输出内核中统计信息或状态信息，仅用于查看；

                     

                参数：模拟成文件系统类型；

                 

            进程：

                /proc/#：

                    #：PID

                 

            ps - report a snapshot of the current processes.

             

                ps [options]：

                    选项有三种风格：

                        1   UNIX options, which may be grouped and must be preceded by a dash.

                        2   BSD options, which may be grouped and must not be used with a dash.

                        3   GNU long options, which are preceded by two dashes.

                     

                    启动进程的方式：

                        系统启动过程中自动启动：与终端无关的进程；

                        用户通过终端启动：与终端相关的进程；

                         

                    选项：

                        a：所有与终端相关的进程；

                        x：所有与终端无关的进程；

                        u：以用户为中心组织进程状态信息显示；

                         

                        常用组合之一：aux

                            VSZ：虚拟内存集；

                            RSS：Resident Size，常驻内存集；

                            STAT：

                                R：running

                                S：interruptable sleeping

                                D：uninterruptable sleeping

                                T：Stopped

                                Z：zombie

                                 

                                +：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

                                 

                        -e：显示所有进程

                        -f：显示完整格式的进程信息

                         

                        常用组合之二：-ef

                         

                        -F：显示完整格式的进程信息；

                            C： cpu utilization

                            PSR：运行于哪颗CPU之上

                        -H：以层级结构显示进程的相关信息；

                         

                        常用组合之三：-eFH

                         

                        常用组合之四：-eo, axo

                            o  field1, field2,...：自定义要显示的字段列表，以逗号分隔；

                                常用的field：pid, ni, pri, psr, pcpu, stat, comm, tty, ppid, rtprio

                                    ni：nice值；

                                    priority：priority, 优先级；

                                    rtprio：real time priority，实时优先级；

                                     

            pgrep, pkill命令：

                - look up or signal processes based on name and other attributes

                 

                pgrep [options] pattern

                    -u uid：effective user

                    -U uid：read user

                    -t  TERMINAL：与指定的终端相关的进程；

                    -l：显示进程名；

                    -a：显示完整格式的进程名；

                    -P pid：显示此进程的子进程；

                     

            pidof命令：

                根据进程名，取其pid；

                 

            top命令：

                - display Linux processes

                 

                排序：

                    P：以占据CPU百分比排序；

                    M：以占据内存百分比排序；

                    T：累积占用CPU时间排序；

                     

                首部信息：

                    uptime信息：l命令

                    tasks及cpu信息：t命令

                    内存信息：m命令

                     

                退出命令：q

                修改刷新时间间隔：s

                终止指定的进程：k

                 

                选项：

                    -d #：指定刷新时间间隔，默认为3秒；

                    -b：以批次方式显示；

                    -n #：显示多少批次；

                 

            uptime命令：显示系统时间、运行时长及平均负载；

                过去1分钟、5分钟和15分钟的平均负载；

                    等待运行的进程队列的长度；

                     

回顾： Linux OS基础概念、进程查看的几工具；

 

    内核的功能：进程管理（进程调度）

        进程调度：保存现场，恢复现场；

            task struct：任务结构；

            task list：任务列表；

         

        CPU：us, sy, ni, id, hi, si, cs, st

        Memory：VSZ，RSS，SHM

         

    命令： pstree, pgrep, pkill, ps, top, uptime

     

Linux进程及作业管理(2)

 

    CentOS 6: http://172.16.0.1/fedora-epel/

    CentOS 7: http://172.16.0.1/fedora-epel/

     

    进程管理类命令：

     

        htop命令：

            选项：

                -d #：指定延迟时间间隔；

                -u UserName：仅显示指定用户的进程；

                -s COLUME：以指定字段进行排序；

            子命令：

                l：显示选定的进程打开的文件列表；

                s：跟踪选定的进程的系统调用；

                t：以层级关系显示各进程状态；

                a：将选定的进程绑定至某指定的CPU核心；

                 

        vmstat命令：

            - Report virtual memory statistics

             

            vmstat  [options]  [delay [count]]

                procs：

                    r：等待运行的进程的个数；CPU上等待运行的任务的队列长度；

                    b：处于不可中断睡眠态的进程个数；被阻塞的任务队列的长度；

                memory：

                    swpd：交换内存使用总量；

                    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的速率(kb/s)

                io

                    bi：从块设备读入数据到系统的速度（kb/s）

                    bo：保存数据至块设备的速率（kb/s）

                system

                    in：interrupts，中断速率；

                    cs：context switch, 上下文 切换的速率；

                cpu

                    us： user space

                    sy：system

                    id：idle

                    wa：wait

                    st: stolen

         

            选项：

                -s：显示内存统计数据；

                 

        pmap命令：

            - report memory map of a process

             

            pmap [options] pid [...]

                -x：显示详细格式的信息；

                 

            另一种查看方式：cat  /proc/PID/maps

             

        glances命令：

            - A cross-platform curses-based monitoring tool

             

            内建命令：

                 

            常用选项：

                -b：以Byte为单位显示网上数据速率；

                -d：关闭磁盘I/O模块；

                -m：关闭mount模块；

                -n：关闭network模块；

                -t #：刷新时间间隔；

                -1：每个cpu的相关数据单独显示；

                -o {HTML|CSV}：输出格式；

                -f  /PATH/TO/SOMEDIR：设定输出文件的位置；

             

            C/S模式下运行glances命令：

                服务模式：

                    glances  -s  -B  IPADDR

                     

                    IPADDR：本机的某地址，用于监听；

                     

                客户端模式：

                    glances  -c  IPADDR

                     

                    IPADDR：是远程服务器的地址；

                     

        dstat命令：

            - versatile tool for generating system resource statistics

             

            dstat [-afv] [options..] [delay [count]]

             

            常用选项：

                -c， --cpu：显示cpu相关信息；

                    -C #,#,...,total

                -d, --disk：显示磁盘的相关信息

                    -D sda,sdb,...,tobal

                -g：显示page相关的速率数据；

                -m：Memory的相关统计数据

                -n：Interface的相关统计数据；

                -p：显示process的相关统计数据；

                -r：显示io请求的相关的统计数据；

                -s：显示swapped的相关统计数据；

                 

                --tcp

                --udp

                --raw

                --socket

                 

                --ipc

                 

                --top-cpu：显示最占用CPU的进程；

                --top-io：最占用io的进程；

                --top-mem：最占用内存的进程；

                --top-lantency：延迟最大的进程；

                 

        kill命令：

             

            - terminate a process

             

            用于向进程发送信号，以实现对进程的管理；

             

            显示当前系统可用信号：

                kill -l [signal]

                 

                每个信号的标识方法有三种：

                    1) 信号的数字标识；

                    2) 信号的完整名称；

                    3) 信号的简写名称；

                     

            向进程发信号：

                kill  [-s signal|-SIGNAL]  pid...

                 

                常用信号：

                    1） SIGHUP：无须关闭进程而让其重读配置文件；

                    2）SIGINT：终止正在运行的进程，相当于Ctrl+c

                    9）SIGKILL：杀死运行中的进程；

                    15）SIGTERM：终止运行中的进程；

                    18）SIGCONT：

                    19）SIGSTOP：

                     

        killall命令：

             

            - kill processes by name

             

            killall  [-SIGNAL]  program

             

    Linux系统作业控制：

         

        job：

            前台作业(foregroud)：通过终端启动，且启动后会一直占据终端；

            后台作业(backgroud)：可以通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）；

             

        如何让作业运行于后台？

            (1) 运行中的作业

                Ctrl+z

                注意：送往后台后，作业会转为停止态；

            (2) 尚未启动的作业

                # COMMAND &

                 

                注意：此类作业虽然被送往后台，但其依然与终端相关；如果希望把送往后台的作业剥离与终端的关系：

                    # nohup  COMMAND  &

                     

        查看所有的作业：

            # jobs

             

        可实现作业控制的常用命令：

            # fg  [[%]JOB_NUM]：把指定的作业调回前台；

            # bg  [[%]JOB_NUM]：让送往后台的作业在后台继续运行；

            # kill  %JOB_NUM：终止指定的作业；

             

    调整进程优先级：

         

        可通过nice值调整的优先级范围：100-139

            分别对应于：-20, 19

             

        进程启动时，其nice值默认为0，其优先级是120；

         

        nice命令：

            以指定的nice值启动并运行命令

                # nice  [OPTION]  [COMMAND [ARGU]...]

                    选项：

                        -n NICE

                         

                注意：仅管理员可调低nice值；

                 

        renice命令：

            # renice  [-n]  NICE  PID...

             

        查看Nice值和优先级：

            ps  axo  pid, ni, priority, comm 

             

    未涉及到的命令：sar,  tsar,  iostat,  iftop,  nethog,  ...

     

    博客作业： htop/dstat/top/ps命令的使用；