Linux系统进程管理

什么是进程

进程是已启动的可执行程序的运行实例，进程有以下组成部分:

分配内存, 已分配内存的地址空间
安全属性, 进程的运行身份和权限
进程代码, 运行一个或多个的线程
进程状态, 进程运行后的多种状态

静态程序, 二进制文件, 静态/usr/bin/ls, /usr/sbin/sshd
动态进程, 程序运行的过程, 有生命周期及运行状态

进程的运行环境，包括以下几个部分：

局部和全局变量
当前的调度上下文
分配给进程使用的系统资源，例如文件描述符、网络端口等
给进程分配对应的PID,PPID

进程生命周期

程序运行时进程的状态关系:

父进程复制自己的地址空间创建新的子进程, 子进程可以继承父进程(PPID)的环境变量
每个进程都有自己的唯一ID(PID)
进程是由systemd这个父进程派生出来的子进程
子进程在运行自己的程序代码的时候, 父进程往往会进入到睡眠状态。
子进程完成程序代码发出退出信号请求,
子进程已经关闭或丢弃了其资源环境, 剩余的部分称之为僵停(僵尸Zombie)
父进程在子进程退出时收到信号会被唤醒, 清理剩余的结构，然后继续执行其自己的程序代码。

监控和管理进程

在多任务处理操作系统中，每个CPU(或核心)在一个时间点上只能处理一个进程。
在进程运行时，它对 CPU 时间和资源分配的要求会不断变化，从而为进程分配一个状态，它随着环境要求而改变。

静态监控进程

静态查看进程通常使用ps命令

了解进程如下选项:
PID,PPID
当前的进程状态
内存的分配情况
CPU 和已花费的时间
用户UID决定进程的特权

[root@local ~]# ps aux|less

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

root 1 0.0 0.3 46276 5836 ? Ss Feb27 0:46 /usr/lib/systemd/systemd --system --deserialize 21

USER: //运行进程的用户

PID: //进程 ID

%CPU: //CPU 占用率

%MEM: //内存占用率

VSZ: //占用虚拟内存

RSS: //占用实际内存驻留内存

TTY: //进程运行的终端

STAT: //进程状态 man ps (/STATE)

R //进程运行

S //可中断睡眠

D //不可中断睡眠

Z //僵尸进程

X //进程已经退出

T //进程被暂停

Ss s //进程的领导者，父进程

S< < //优先级较高的进程

SN N //优先级较低的进程

R+ + //表示是前台的进程组

Sl //以线程的方式运行

START: //进程的启动时间

TIME: //进程占用 CPU 的总时间

COMMAND: //进程文件，进程名

ps命令使用方法

//对进程的CPU进行排序展示

[root@local ~]# ps aux --sort %cpu |less

[root@local ~]# ps aux --sort -%cpu |less

//显示进程的子进程

[root@local ~]# yum install httpd -y

[root@local ~]# systemctl start httpd

[root@local ~]# ps auxf |grep httpd

root 2225 0.0 0.0 112720 984 pts/0 S+ 07:20 0:00 \_ grep --color=auto httpd

root 2160 0.1 0.2 230376 5188 ? Ss 07:19 0:00 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 2166 0.0 0.1 230376 3012 ? S 07:19 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 2167 0.0 0.1 230376 3012 ? S 07:19 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 2168 0.0 0.1 230376 3012 ? S 07:19 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 2169 0.0 0.1 230376 3012 ? S 07:19 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 2170 0.0 0.1 230376 3012 ? S 07:19 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

//自定义显示字段

[root@local ~]# ps axo user,pid,ppid,%mem,command |grep httpd

root 45151 1 0.5 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 45152 45151 0.2 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 45153 45151 0.2 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 45154 45151 0.2 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 45155 45151 0.2 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 45156 45151 0.2 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

root 45158 44906 0.0 grep --color=auto httpd

//查看指定进程PID

[root@local ~]# ps aux|grep sshd

root 983 0.0 0.2 112796 4284 ? Ss 07:01 0:00 /usr/sbin/sshd -D

root 1519 0.0 0.2 158800 5552 ? Ss 07:10 0:00 sshd: root@pts/0

root 2253 0.0 0.0 112720 984 pts/0 S+ 07:21 0:00 grep --color=auto sshd

[root@local ~]# cat /run/sshd.pid

983

//pgrep常用参数, -l -a

[root@local ~]# pgrep sshd

983

1519

[root@local ~]# pidof sshd

1519 983

//查看进程树

[root@local ~]# pstree

动态监控进程/htop

[root@local ~]# top

[root@local ~]# top -d 1

[root@local ~]# top -d 1 -p 10126 查看指定进程的动态信息

[root@local ~]# top -d 1 -p 10126,1

[root@local ~]# top -d 1 -u apache 查看指定用户的进程

[root@local ~]# top -d 1 -b -n 2 > top.txt 将 2 次 top 信息写入到文件

top 常见指令

h 查看帮出

z 以彩色信息展示

1 显示所有CPU的负载

s 设置刷新时间

b 高亮现实处于R状态的进程

M 按内存使用百分比排序输出

P 按CPU使用百分比排序输出

R 对排序进行反转

f 自定义显示字段

k kill掉指定PID进程

W 保存top环境设置 ~/.toprc

q 退出

Web压力测试

ab -c 100 -n 100 http://www.baidu.com/index.html

-c 100表示并发用户数为100

-n 1000表示请求总数为100

http://www.baidu.com/index.html表示请求的目标URL

请求100次，100个并发

系统负载的计算和意义

进程以及子进程和线程产生的计算指令都会让cpu执行,产生请求的这些进程组成”运行队列”,等待cpu执行,这个队列就是系统负载, 系统负载是所有cpu的运行队列的总和.

[root@local~]# w

20:25:48 up 95 days, 9:06, 1 user, load average: 2.92, 0.00, 0.00

//假设当前计算机有4个核心的cpu,当前的负载是2.92

cpu1 cpu2 cpu3 cpu4

2.94/4(个cpu核心) = 73%的cpu资源被使用,剩下27%的cpu计算资源是空想的

//假设当前的计算有2个核心的cpu,当前的负载是2.92

2.92/2 = 146% 已经验证超过了cpu的处理能力

信号管理进程

使用kill命令发送信号与进程通信
定义守护进程的角色
结束用户会话和进程
kill,killall,pgrep,pkill

[root@local ~]# kill -l //列出所有支持的信号

//常见信号列表:

数字信号信号别名作用

1 HUP 挂起信号，往往可以让进程重新配置

2 INT 中断信号，起到结束进程的作用，和ctrl + c 的作用一样

3 QUIT 让进程退出，结果是进程退出

9 KILL 直接结束进程，不能被进程捕获

15 TERM 进程终止，这是默认信号

18 CONT 被暂停的进程将继续恢复运行

19 STOP 暂停进程

20 TSTP 用户停止请求，作用类似于ctrl + z 把进程放到后台并暂停

kill命令发送信号

// 给 vsftpd 进程发送信号 1,15

[root@local ~]# yum -y install vsftpd

[root@local~]# systemctl start vsftpd

//发送重启信号，例如 vsftpd 的配置文件发生改变，希望重新加载

[root@local~]# kill -1 9160

//发送停止信号，vsftpd 服务有停止的脚本 systemctl stop vsftpd

[root@local ~]# kill 9160

// 给vim进程发送信号 9,15

[root@local ~]# touch file1 file2

//使用远程终端1打开file1

[root@local ~]# tty

/dev/pts/1

[root@local ~]# vim file1

//使用远程终端2打开file2

[root@calo ~]# tty

/dev/pts/2

[root@local ~]# vim file2

//查看当前进程pid

[root@local ~]# ps aux |grep vim

root 4362 0.0 0.2 11104 2888 pts/1 S+ 23:02 0:00 vim file1

root 4363 0.1 0.2 11068 2948 pts/2 S+ 23:02 0:00 vim file2

//发送15信号

[root@local ~]# kill 4362

//发送9信号

[root@local ~]# kill -9 4363

//还可以同时给所有vim进程发送信号, 模糊匹配，同时给多个进程发送信号

[root@local ~]# killall vim

//使用pkill踢出从远程登录到本机的用户, pkill 类似killall

[root@local ~]# w

20:50:17 up 95 days, 9:30, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00

USER TTY FROM LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT

xuliangw pts/0 115.175.115.39 20:22 0.00s 0.01s 0.00s sshd: oldboy [priv]

//终止 pts/0上所有进程, 除了bash本身

[root@oldboy ~]# pkill -t pts/0

//终止pts/0上所有进程, 并且bash也结束（用户被强制退出）

[root@oldboy ~]# pkill -9 -t pts/0

//列出oldboy用户的所有进程，-l输出pid

[root@linux-oldboy ~]# pgrep -l -u oldboy

32206 sshd

32207 bash

后台进程管理

作业控制是一个命令行功能，允许一个 shell 实例来运行和管理多个命令。
如果没有作业控制，父进程 fork()一个子进程后，将 sleeping，直到子进程退出。
使用作业控制，可以选择性暂停，恢复，以及异步运行命令，让 shell 可以在子进程运行期间返回接受其他命令。

前台进程,后台进程jobs,bg,fg
ctrl + Z , ctrl +c , ctrl + B

[root@oldboy ~]# sleep 3000 & //运行程序(时)，让其在后台执行

[root@oldboy ~]# sleep 4000 //^Z,将前台的程序挂起(暂停)到后台

[2]+ Stopped sleep 4000

[root@oldboy ~]# ps aux |grep sleep

[root@oldboy ~]# jobs //查看后台作业

[1]- Running sleep 3000 &

[2]+ Stopped sleep 4000

[root@oldboy ~]# bg %2 //让作业 2 在后台运行

[root@oldboy ~]# fg %1 //将作业 1 调回到前台

[root@oldboy ~]# kill %1 //kill 1，终止 PID 为 1 的进程

[root@oldboy ~]# (while :; do date; sleep 2; done) & //进程在后台运行，但输出依然在当前终端

[root@oldboy ~]# (while :; do date; sleep 2; done) &>/dev/null &