Linux指令详解之：进程与系统负载

目录

• 5.4 进程（process）
  • • 5.4.1 守护进程
    • 5.4.2 僵尸进程
    • 5.4.3 孤儿进程
• 6.0 进程监控指令
  • • 6.0.1 ps（报告当前系统的进程状态）
    • 6.0.2 ps aux 结果中的VSZ和RSS区别
    • 6.0.3 ps aux 结果进程状态（Z、R、S、D、T）
• 6.1 后台运行服务
• 6.2 top 命令讲解
• 6.3 系统负载
  • • 6.3.1 如何衡量系统负载值高低
    • 6.3.2 系统负载变高常见原因
    • 6.3.3 系统负载变高排查流程
    • 6.3.4 模拟系统负载（压力测试）

5.4 进程（process）

​ 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配的基本单位，是操作系统结构的基础。简单的来说就是：一段程序的执行过程。我们将从守护进程、僵尸进程和孤儿进程叙述讲解。

5.4.1 守护进程

作用：

1. 脱离终端：守护进程在运行时不与任何终端关联，因此它们不能接受来自终端的输入或向终端输出信息。这一特性使得守护进程能够在无人值守的服务器环境中持续运行
2. 后台运行：守护进程在后台运行，不占用用户的交互会话，因此不会影响用户的其他操作
3. 持久运行：守护进程通常在系统启动时启动，并一直运行直到系统关闭。它们提供不间断的服务，如文件系统监控、网络服务、打印机队列管理等
4. 资源管理：守护进程需要妥善管理资源，包括文件描述符、内存分配等，以确保系统资源的高效利用和避免泄露
5. 错误处理与日志记录：守护进程需要能够处理运行时可能出现的错误，并将相关信息记录到日志文件中，以便于问题的诊断且追踪

5.4.2 僵尸进程

概述：进程因为一些原因脱离系统控制，但是进程又没有正常的退出或是结束，进程运行中不受控制所以会成为僵尸进程。简单的来讲就是父进程创建子进程后，子进程的退出状态不被手机，爹不要它了，就会变成僵尸进程。

处理：一般命令kill，甚至kill -9强制结束进程，一般都会失效。一般解决方法就是去结束僵尸进程的上级进程，主要分为：

1. 如果僵尸进程的上级进程是守护进程，则只能重启Linux
2. 如果僵尸进程的上级进程不是主进程（PID = 1），则通过kill命令结束即可

查看：

• 通过命令查看系统是否有僵尸进程，其中zombie就是系统存在僵尸进程的个数

  top
  Tasks: 151 total,   2 running, 148 sleeping,   1 stopped,   0 zombie
  

• 通过命令查看哪个进程是僵尸进程

  ps awx | grep Z
  ps awx | grep "defunct"
  

排查与结束僵尸进程全流程：

1. 检查是否有僵尸进程

   top
   

2. 查看哪个进程是僵尸进程，并记录PID

   pa aux | grep Z
   

3. 查看僵尸进程的上级进程

   pstree -p # 直接看即可
   ps -ef #查看第3列
   

4. 如果上级进程不是主进程

   kill [PID]
   

5. 检查僵尸进程数量

   top
   

5.4.3 孤儿进程

概述：父进程如果不等待子进程退出，在子进程之前就结束了自己的“生命”此时的子进程就叫做孤儿进程-->爹么了；Linux避免系统存在过多的孤儿进程，init进程会收留孤儿进程，变成孤儿进程的父进程-->init养父接手；

检查：事前列号你要监控的服务，通过 pstree -p 或 ps -ef

解决方法：重启服务

6.0 进程监控指令

6.0.1 ps（报告当前系统的进程状态）

• ps -ef输出的内容较少

ps -ef 结果	说明
UID	进程属于的用户
PID	进程ID（process id）
PPID	父进程ID （parent id）
TIME	进程占用CPU的时间
CMD	进程名字

• ps aux输出的内容较多

ps -aux	说明
USER	用户
PID	进程ID
%CPU	进程的CPU使用率
%MEM	进程的内存使用率
STAT	进程的状态
COMMAND	进程名字

案例247. 对进程占用CPU或内存使用率进行排序

# CPU
ps aux | sort -rnk3
# MEM
ps aux | sort -rnk4

# ps内置排序指令
ps aux --sort=-%mem | head  # +升序；-降序

pa aux --sort=-%mem --no-heading | head

案例252. 过滤出叫crond的进程或sshd的进程

[root@kylin-ren-class /]# ps -ef | egrep "crond|sshd"
root         835       1  0 08:42 ?        00:00:00 sshd: /usr/sbin/sshd -D [listener] 0 of 10-100 startups
root        1143     835  0 08:44 ?        00:00:00 sshd: root [priv]
root        1165    1143  0 08:44 ?        00:00:00 sshd: root@pts/0
root        3939       1  0 16:04 ?        00:00:00 /usr/sbin/crond -n
root        4713     835  0 18:01 ?        00:00:00 sshd: root [priv]
root        4723    4713  0 18:01 ?        00:00:00 sshd: root@pts/1
root        4899     835  0 18:01 ?        00:00:00 sshd: root [priv]
root        4909    4899  0 18:01 ?        00:00:00 sshd: root@notty
root        5494    4730  0 20:22 pts/1    00:00:00 grep -E --color=auto crond|sshd

案例253. 统计crond进程数量

# crond运行中
[root@kylin-ren-class /]# ps -ef | grep crond | wc -l
2

# crond关闭
[root@kylin-ren-class /]# systemctl stop crond

# crond关闭后，grep还有一个进程数所以为1
[root@kylin-ren-class /]# ps -ef | grep crond | wc -l
1

# 精准过滤crond进程数量
[root@kylin-ren-class /]# ps -ef | grep crond | grep -v 'grep' | wc -l
0

# 扩展进阶写法
[root@kylin-ren-class /]# ps -ef | grep '[c]rond' | wc -l
0

案例254. 输出rsyslog进程的PID

[root@kylin-ren-class /]# ps -ef | grep '[r]syslog' | awk '{print $2}'
893

6.0.2 ps aux 结果中的VSZ和RSS区别

1. VSZ和RSS进程占用的内存大小的单位都是KB
2. VSZ：虚拟内存 = 物理内存 + Swap
3. RSS：物理内存

# 物理内存通过 free -h 查看
swap交换分区作用：内存不足的时候临时充当内存

6.0.3 ps aux 结果进程状态（Z、R、S、D、T）

进程状态基础	说明
Z	zombie僵尸进程(异常)
R	running进程运行中，占用CPU
S	sleeping 休眠，没有运行
D	不可中断进程，一般进行IO(读写磁盘)
T	挂起的进程，后台运行且暂停状态

进程状态加BUFF

BUFF组合	说明
R+或S+或D+	进程前台运行
Ss xxxxs	进程是管理进程（父进程）
R< 或 S<	高优先级进程
RN或SN	低优先级进程
Sl	进程是多线程（进程，线程）

案例248. 给sshd设置为高优先级进程

6.1 后台运行服务

概述：前台运行 的命令，如果远程连接断开，电台的命令就结束了；如果让命令去后台运行，且后台运行的命令一般就不会因为链接断开而结束

方案	说明	应用场景
命令 &	最常用，当前链接结束后会推出	大部分时候
nohup	最常用，比较常用，命令输出保留到一个文件中nohup.out	稳定，记录输出
Ctrl + z	后台挂起（暂停），回到前台运行fg，后台运行bg	较少使用
screen	命令需要安装，screen命令创建虚拟机窗口，命令可以在里面运行	自己研究一下

案例249. 命令后台运行

ping baidu.com &
sleep 99 &

案例250. 使用nohup命令后台运行并把输出写入到文件

# 不指定文件默认写到nohup.out
nohup ping baidu.com &

# 指定写入某个文件
nohup ping baidu.com > /tmp/ping.log 2>&1 &

案例251. 在使用yum/apt安装软件卡住了，ctrl + c无法取消（前台）怎么办

# 1.进入后台挂起
yum reinstall tree
ctrl + z

# 2.job查看后台的进程
jobs
[root@kylin-ren-class /]# jobs
[1]+  已停止               yum reinstall tree

# 3.通过kill结束
kill %1 #任务序号是1

6.2 top 命令讲解

概述：显示或管理执行中的程序

top命令的快捷键

快捷键	说明
q	退出（quit）
space	立刻更新
p	默认，按照CPU使用率排序
M	按照进程的内存使用率排序
1	显示所有核心的CPU使用情况

top命令参数

参数	说明
-b	显示所有信息，不仅仅显示头部信息和部分的进程信息
-n[数字]	显示几次

案例255. top命令非交互模式与过滤指定内容

[root@kylin-ren-class ren]# top -bn1 | grep 'zombie' | awk '{print $(NF-1)}'
0

案例256. 取出系统登陆用户数量

[root@kylin-ren-class ren]# top -bn1 | awk 'NR==1 ' | awk '{print $(NF-6)}'
2

案例257. 取出僵尸进程数量

[root@kylin-ren-class ren]# top -bn1 | awk 'NR==2{print $(NF-1)}'
0

6.3 系统负载

概述：在单位时间内，系统进程处于可以运行状态（R、S状态）和处于不可中断状态（D磁盘读写）的进程数量

1. 系统负载：最近1分钟，最近5分钟，最近15分钟的平均值，一般也叫平均负载
2. 它在Linux中一般用于衡量系统繁忙程度
3. 可运行CPU、不可中断IO

6.3.1 如何衡量系统负载值高低

1. 系统负载的值与CPU核心总数比较（lscpu）
2. 接近于CPU核心总数就表示系统负载有些高
3. 一般进阶CPU核心总数的60%~70%我们就要警惕，这是阈值

4核心的负载警告范围：2.4~3.2

4核心CPU使用率最多可以达到单个进程400%

6.3.2 系统负载变高常见原因

1. CPU：
2. 磁盘IO：

6.3.3 系统负载变高排查流程

流程	细节
1. 通过监控软件发现故障	第3阶段讲解
2. 通过堡垒机连接故障机器，确定是否有故障	w、top、lscpu
3. A. 定位CPU导致还是IO导致	top命令
3. B. top命令的%CPU部分，如果us或sy高，表明CPU占用导致的负载高	top命令查看us和sy
3. C. top命令的%CPU部分，如果wa变高，表示系统进程正在进行读写操作，可能其他进程正在排队导致IO变高	top命令查看wa
4. A. 定位到具体的进程	具体进程具体操作
4. B. 如果是CPU导致，top命令CPU排序，ps、aux过滤排序	iotop命令
4. C. 如果是IO导致，则使用iotop -o	iotop命令
5. 找出问题进程，根据进程找出相应服务，查看服务	后续阶段查看2阶段内容

6.3.4 模拟系统负载（压力测试）

# 安装压力测试软件
1.yum install -y stress

# 2.模拟CPU导致的负载高
stress --cpu 2 --timeout 1000

# 3.模拟IO导致的系统负载高
stress --io 4 --hdd 4 --hdd-bytes 1g --timeout 10000s