進程

進程概念

Process: 運行中的程序的一個副本，是被載入內存的一個指令集合進程ID（Process ID，PID）號碼被用來標

記各個進程UID、GID、和SELinux語境決定對文件系統的存取和訪問權限，通常從執行進程的用戶來繼承

存在生命周期

task struct：Linux內核存儲進程信息的數據結構格式

task list：多個任務的的task struct組成的鏈表

進程創建：

init：第一個進程? ?（centos6)? ? ? ? ? ? ? ?centos7 第一個進程是 system

父子關系

進程：都由其父進程創建，CoW? ? ? ? 【copy? on write】 寫時復制

fork() 調用函數， 生成子進程? ? ? ? ? ? ? clone()生成子進程也可以生成兄弟進程

 

進程的基本狀態和轉換

創建狀態：進程在創建時需要申請一個空白PCB(process control block進程控制塊)，向其中填寫控制和管

理進程的信息，完成資源分配。如果創建工作無法完成，比如資源無法滿足，就無法被調度運

行，把此時進程所處狀態稱為創建狀態

就緒狀態：進程已準備好，已分配到所需資源，只要分配到CPU就能夠立即運行

執行狀態：進程處于就緒狀態被調度后，進程進入執行狀態

阻塞狀態：正在執行的進程由于某些事件（I/O請求，申請緩存區失?。┒鴷簳r無法運行，進程受到阻塞。

在滿足請求時進入就緒狀態等待系統調用

終止狀態：進程結束，或出現錯誤，或被系統終止，進入終止狀態，無法再執行

 

運行——>就緒：1，主要是進程占用CPU的時間過長，而系統分配給該進程占用CPU的時間是有限的；

2，在采用搶先式優先級調度算法的系統中,當有更高優先級的進程要運行時，該進程就被

迫讓出CPU，該進程便由執行狀態轉變為就緒狀態

就緒——>運行：運行的進程的時間片用完，調度就轉到就緒隊列中選擇合適的進程分配CPU

運行——>阻塞：正在執行的進程因發生某等待事件而無法執行，則進程由執行狀態變為阻塞狀態，如發生

了I/O請求

阻塞——>就緒:進程所等待的事件已經發生，就進入就緒隊列

以下兩種狀態是不可能發生的：

阻塞——>運行：即使給阻塞進程分配CPU，也無法執行，操作系統在進行調度時不會從阻塞隊列進行挑

選，而是從就緒隊列中選取

就緒——>阻塞：就緒態根本就沒有執行，談不上進入阻塞態

 

進程優先級

系統優先級：數字越小，優先級越高? ?0-139（CentOS4 , 5）

各有140個運行隊列和過期隊列

0-98，99（CentOS6）

實時優先級: 99-0 值最大優先級最高

nice值：-20到19，對應系統優先級100-139或99

Big O：時間復雜度，用時和規模的關系

O(1), O(logn), O(n)線性, O(n^2)拋物線, O(2^n)

 

進程相關概念

進程內存：Page Frame: 頁框，用存儲頁面數據，存儲Page 4k? ?（磁盤是用快存放? ?size 塊 ）

LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,釋放內存

根據數據的歷史訪問記錄來進行淘汰數據，其核心思想是“如果數據最近被訪問過，那么將來被訪問的幾率

也更高”

 

進程狀態

Linux內核：搶占式多任務

進程類型：

守護進程: daemon,在系統引導過程中啟動的進程，和終端無關進程

執行命令，不占用終端資源叫后臺執行

執行命令，占用終端資源叫前臺執行? ? ? ?前臺進程：跟終端相關，通過終端啟動的進程

注意：兩者可相互轉化

進程狀態：

進程狀態：

運行態：running

就緒態：ready

睡眠態：可中斷：interruptable? ? ? ? ? ? ? ? ? 不可中斷：uninterruptable

停止態：stopped,暫停于內存，但不會被調度，除非手動啟動

僵死態：zombie，結束進程，父進程結束前，子進程不關閉

ps輸出屬性

VSZ: Virtual memory SiZe，虛擬內存集，線性內存

RSS: ReSident Size, 常駐內存集

STAT：進程狀態

R：running

S: interruptable sleeping

D: uninterruptable sleeping

T: stopped

Z: zombie

+: 前臺進程

l: 多線程進程

L：內存分頁并帶鎖

N：低優先級進程

<: 高優先級進程

s: session leader，會話（子進程）發起者

 

系統管理工具

進程的分類：

CPU-Bound：CPU密集型，非交互

IO-Bound：IO密集型，交互

Linux系統狀態的查看及管理工具：pstree,? ps,? pidof , pgrep,? top,? htop,? glance ,? pmap,? vmstat,? dstat,

pkill,? job , bg , fg,? nohup ，kill

pstree命令? ? pstree? -p? 查看進程數

Linux系統各進程的相關信息均保存在/proc/PID目錄下的各文件中

查看進程進程ps

支持三種選項：UNIX選項 如-A -e

BSD選項 如a

GNU選項 如–help

選項：默認顯示當前終端中的進程

a 選項包括所有終端中的進程

x 選項包括不鏈接終端的進程

u 選項顯示進程所有者的信息

f 選項顯示進程樹,相當于 –forest

k|–sort 屬性 對屬性排序,屬性前加- 表示倒序

不加k是默認按照PID選項排序? 加k后面指定用哪個選項排序

用k指定選項排序加- 就反向排序按照 %mem 內存使用率

o 屬性… 選項顯示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem

L 顯示支持的屬性列表

 

ps常見選項:UNIX選項 如-A -e

-C cmdlist 指定命令，多個命令用，分隔

-e: 顯示所有進程，相當于-A

-F: 顯示更完整格式的進程信息

-H: 以進程層級格式顯示進程相關信息

-u userlist 指定有效的用戶ID或名稱

-U userlist 指定真正的用戶ID或名稱

-g gid或groupname 指定有效的gid或組名稱

-G gid或groupname 指定真正的gid或組名稱

-p pid 顯示指pid的進程

–ppid pid 顯示屬于pid的子進程

-M 顯示SELinux信息，相當于

 

PS 優先級

ni: nice值? ? 【? -20——-19? ?】

pri: priority 優先級

psr: processor CPU編號

rtprio: 實時優先級

示例：ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio

常用組合：? ? aux? ? ? ? ? ? ?-ef? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?-eFH

 

搜索進程

按預定義的模式：pgrep? ? ? ? ? ? ? ? ??pgrep? ? [options]? ? pattern

-u uid: effective user，生效者

-U uid: real user，真正發起運行命令者

-t terminal: 與指定終端相關的進程

-l: 顯示進程名

-a: 顯示完整格式的進程名

-P pid: 顯示指定進程的子進程

pgrep? ?也支持正則表達式

 

系統工具??uptime

顯示當前時間，系統已啟動的時間、當前上線人數，系統平均負載（1、5、10分鐘的平均負載，一般不會超過1）

uptime? ?系統啟動時間? ? ? ?2 users? 當前在線人數? ? load? average? 系統平均負載? ? ? ?1? ? ?5? ? ?10分鐘

系統平均負載:? ? ?指在特定時間間隔內運行隊列中的平均進程數

通常每個CPU內核的當前活動進程數不大于3，那么系統的性能良好

如果每個CPU內核的任務數大于5，?那么此主機的性能有嚴重問題

如果linux主機是1個雙核CPU，當Load Average 為6的時候說明機器已經被充分使用

 

進程管理工具

top：有許多內置命令? 默認以CPU消耗排序的

排序：
P：以占據的CPU百分比,%CPU

M：占據內存百分比,%MEM

T：累積占據CPU時長,TIME+

• top – 00:09:50[當前系統時間]
• 1user[用戶當前登錄],
• load average:0.00,0.01,0.05[系統負載，即任務隊列的平均長度]
• Tasks: 183 total[總進程數],
• 2 running[正在運行的進程數],
• 181 sleeping[睡眠的進程數],
• 0 stopped[停止的進程數],
• 0 zombie[凍結進程數],
• Cpu(s): 0.2%us[用戶空間占用CPU百分比],
• 0.2%sy[內核空間占用CPU百分比],
• 0.0%ni[用戶進程空間內改變過優先級的進程占用CPU百分比],
• 99.7%id[空閑CPU百分比], 0.0%wa[等待輸入輸出的CPU時間百分比],
• 0.0%hi[硬中斷],
• 0.0%st[軟中斷],
• Mem:1867048k total[物理內存總量],
• 634096k used[使用的物理內存總量],
• 574864k free[空閑內存總量],
• 658088k buffers[用作內核緩存的內存量]
• Swap:? 2097148k total[交換區總量],
• 0k used[使用的交換區總量],
• 2097148k free[空閑交換區總量],
• 1019512k avail Mem[有效的交換區總量],

首部信息顯示：

uptime信息：l命令

tasks及cpu信息：t命令

cpu分別顯示：1 (數字)? 顯示所有CPU

memory信息：m命令

修改刷新時間間隔：s? ?默認3秒刷新? 改為5秒

終止指定進程：k? ? ? 殺掉當前%CPU 使用率最高的

不想殺掉按 esc? 退出

保存文件：W

在家目錄里面 是隱藏文件? ? ls? ?-a

看下.toprc

退出命令：q

選項：

-d #: 指定刷新時間間隔，默認為3秒? ? ? top? -d? 6? ?指定為6秒刷新

-b: 全部顯示所有進程

-n #: 刷新多少次后退出

 

htop命令：EPEL源

選項：

-d #: 指定延遲時間；

-u UserName: 僅顯示指定用戶的進程

-s COLUME: 以指定字段進行排序

子命令：

s: 跟蹤選定進程的系統調用

l: 顯示選定進程打開的文件列表

a：將選定的進程綁定至某指定CPU核心

t: 顯示進程樹

 

內存空間? ? free

free [OPTION]

-b 以字節為單位? ? ? ? ? ? ? -m ：以MB為單位? ? ? ? ? ? ? ? ? ?-g ：以GB為單位? ? ? ? ? ? ? -h ：易讀格式

-o ：不顯示-/+buffers/cache? ? ? ? ? ? ? ?-t ：顯示RAM + swap的總和

-s： n 刷新間隔為n秒? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? -c ：n 刷新n次后即退出

 

vmstat命令：虛擬內存信息

vmstat [options] [delay [count]]

vmstat? ?2 （刷新時間間隔秒）3（刷新次數完成后即退出）

procs:

r：可運行（正運行或等待運行）進程的個數，和核心數有關

b：處于不可中斷睡眠態的進程個數(被阻塞的隊列的長度)

memory：

swpd: 交換內存的使用總量

free：空閑物理內存總量

buffer：用于buffer的內存總量

cache：用于cache的內存總量：
swpd: 交換內存的使用總量

swap:

si：從磁盤交換進內存的數據速率(kb/s)

so：從內存交換至磁盤的數據速率(kb/s)

io：

bi：從塊設備讀入數據到系統的速率(kb/s)? （從磁盤讀入內存）

bo: 保存數據至塊設備的速率? （寫入磁盤）

system：

in: interrupts 中斷速率，包括時鐘

cs: context switch 進程切換速率

cpu：

us:Time spent running non-kernel code（用戶使用率）

sy: Time spent running kernel code（系統占有率）

id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.（空閑）

wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.（等待）

st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown（偷到）

cs:切換

iostat:統計CPU和設備IO信息

pmap命令：進程對應的內存映射

pmap [options] pid […]

-x: 顯示詳細格式的信息

cat /proc/PID/maps

cat /proc/1/maps? 比? pmap -x 1 顯示的更詳細

 

系統監控工具? glances? 遠程系統監控工具

glances命令：EPEL源

C/S模式下運行glances命令

服務器模式：

glances -s -B IPADDR? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?IPADDR: 指明監聽的本機哪個地址

客戶端模式：

glances -c IPADDR? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?IPADDR：要連入的服務器端地址

dstat命令：系統資源統計,代替vmstat,iostat

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

-c: 顯示cpu相關信息

-C #,#,…,total

-d: 顯示disk相關信息

-D total,sda,sdb,…

-g：顯示page相關統計數據

-m: 顯示memory相關統計數據

-n: 顯示network相關統計數據

-p: 顯示process相關統計數據

-r: 顯示io請求相關的統計數據

-s: 顯示swapped相關的統計數據

–tcp? ? ? ? ? ? ? ?–udp? ? ? ? ? ? ? –unix? ? ? ? ? ? ? ? ?–raw? ? ? ? ? ? ?–socket? ? ? ? ? ? ? ?–ipc

–top-cpu：顯示最占用CPU的進程? ? ? ? ? ? ? ? ? ?–top-io: 顯示最占用io的進程

–top-mem: 顯示最占用內存的進程? ? ? ? ? ? ? ? ? –top-latency: 顯示延遲最大的進程

 

iotop 命令? ?EPEL源

otop命令是一個用來監視磁盤I/O使用狀況的top類工具iotop具有與top相似的UI，其中包括PID、用戶、

I/O、進程等相關信息，可查看每個進程是如何使用IO

iotop輸出

第一行：Read和Write速率總計

第二行：實際的Read和Write速率

第三行：參數如下

線程ID （按p切換為進程ID）? ? ? 優先級? ? ? ? ?用戶? ? ? ? ? 磁盤讀速率? ? ? ? 磁盤寫速率? ? ? ?swap交換百分比

IO等待所占的百分比? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 線程/進程命令

iotop常用參數

-o, –only只顯示正在產生I/O的進程或線程，除了傳參，可以在運行過程中按o生效

-b, –batch非交互模式，一般用來記錄日志

-n NUM, –iter=NUM設置監測的次數，默認無限。在非交互模式下很有用

-d SEC, –delay=SEC設置每次監測的間隔，默認1秒，接受非整形數據例如1.1

-p PID, –pid=PID指定監測的進程/線程

-u USER, –user=USER指定監測某個用戶產生的I/O

-P, –processes僅顯示進程，默認iotop顯示所有線程

-a, –accumulated顯示累積的I/O，而不是帶寬

-k, –kilobytes使用kB單位，而不是對人友好的單位。在非交互模式下，腳本編程有用

iotop常用參數和快捷鍵

-t, –time 加上時間戳，非交互非模式

-q, –quiet 禁止頭幾行，非交互模式

有三種指定方式

-q 只在第一次監測時顯示列名

-qq 永遠不顯示列名

-qqq 永遠不顯示I/O匯總

交互按鍵

left和right方向鍵：改變排序

r：反向排序? ? ? ?o：切換至選項–only? ? ? ? p：切換至–processes選項? ? ?a：切換至–accumulated選項

q：退出? ? ? ? ? ? ?i：改變線程的優先級

 

進程管理工具? ? ? ? kill命令：

向進程發送控制信號，以實現對進程管理,每個信號對應一個數字，信號名稱以SIG開頭（可省略），不區

分大小寫

顯示當前系統可用信號： kill –l,trap -l

常用信號：man 7 signal

1) SIGHUP: 無須關閉進程而讓其重讀配置文件

2) SIGINT: 中止正在運行的進程；相當于Ctrl+c

3) SIGQUIT:相當于ctrl+\

9) SIGKILL: 強制殺死正在運行的進程

15) SIGTERM：終止正在運行的進程

18) SIGCONT：繼續運行

19) SIGSTOP：后臺休眠

指定信號的方法：

(1) 信號的數字標識：1, 2, 9? ? ? ? ?(2) 信號完整名稱：SIGHUP? ? ? ? ? ? (3) 信號的簡寫名稱：HUP

按PID：kill [-SIGNAL] pid …

kill –n SIGNAL pid;kill –s SIGNAL pid

按名稱：killall [-SIGNAL] comm…

按模式：pkill [options] pattern

-SIGNAL

-u uid: effective user，生效者

-U uid: real user，真正發起運行命令者

-t terminal: 與指定終端相關的進程

-l: 顯示進程名（pgrep可用）

-a: 顯示完整格式的進程名（pgrep可用）

-P pid: 顯示指定進程的子進程

作業管理

Linux的作業控制

前臺作業：通過終端啟動，且啟動后一直占據終端；

后臺作業：可通過終端啟動，但啟動后即轉入后臺運行（釋放終端）

讓作業運行于后臺

(1) 運行中的作業： Ctrl+z

(2) 尚未啟動的作業： COMMAND &

用jobs 可以查看后臺執行的命令列表（只適合本終端執行的后臺命令）

用killall? 后面跟上進程編號 直接殺掉進程命令

后臺作業雖然被送往后臺運行，但其依然與終端相關；退出終端，將關閉后臺作業。如果希望送往后臺

后，剝離與終端的關系

保證斷網后，程序能夠繼續執行

nohup COMMAND &>/dev/null &

nohup? COMMAND? &? ? ? ? ? 終端顯示的內容放到? nohup.out 文件中

tail? ? -f? ? nohup.out

screen;? ? ? ?COMMAND

用screen? -r? 回復? ? screen? 執行的命令 繼續執行

作業控制：

fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后臺作業調回前臺

bg [[%]JOB_NUM]：讓送往后臺的作業在后臺繼續運行

kill [%JOB_NUM]： 終止指定的作業

并行運行

同時運行多個進程，提高效率

方法1

寫? ?vi all.sh? 腳本把? ? f1.sh&? ? ? ? ? f2.sh&? ? ? ? ? ?f3.sh& 放到腳本中執行腳本就可以

方法2

(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)

方法3

{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }