Linux進程和計劃任務

                                                      Linux進程和計劃任務

本章內容：

進程相關概念

進程及系統相關工具

計劃任務

 

進程概念：

內核功能：進程管理、文件系統、網絡功能、內存管理、驅動程序、安全功能等；

process：在內存中運行的程序被稱為進程。

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task list組成的鏈表

進程的創建：

      centos5、6中的第一個進程為：init

       進程：都有其父進程創建，COW（寫時復制）

 

進程優先級：

系統優先級：數字越小，優先級越高

     0–139：（centos4,5）

     0–99 ：（centos6）

實時優先級：99–0：數值越大優先級越高

nice值：-20–19：對應的系統優先級100-139或99

 

進程內存：

     page frame：頁框，用存儲頁面數據，存儲page 4k

     LRU：近期最少使用算法，釋放內存

     MMU：內存管理單元，負責轉換線性和物理地址

 

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，和終端無關的進程。

     前臺進程：跟終端相關，通過終端啟動的進程。

     注意：兩者可以相互轉化。

 

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，暫停于內存中，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。

 

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、kill、pkill、job、bg、fg、nohup

 

pstree命令：查看進程樹

      pstree  [options]

               -p：可以列出對應進程的PID號；

               -u：列出進程對應的用戶名；

               -a：列出完整的命令信息；

 

ps命令：查看靜態的進程統計信息

     ps [options]

         a：顯示當前終端下的所有進程信息；

         u：使用以用戶為主的格式輸出進程信息；

         x：顯示當前用戶在所有終端下的進程信息；

        -e：顯示系統內的所有進程信息；

        -l：使用長格式顯示進程信息；

        -f：使用完整的格式顯示進程信息；

   執行“ps aux”命令后，將以列表的形式輸出所有進程信息，其中各字段的含義如下

        USER：啟動該進程的用戶賬號的名稱。

        PID：該進程在系統中的PID號，在當前系統時唯一的。

        TTY：表明該進程在哪個終端上運行，“？”表示未知或不需要的終端。

        STAT：顯示了進程當前的狀態，如S（休眠）、R（運行）、Z（僵死）、<（高優先級）、N（低優先級）、s（父進程）、+（前臺進程）l（多線程進程）T（停止狀態）D（不可中斷休眠）對于僵死狀態的進程應該手動終止掉。

        START：啟動該進程的時間。

        TIME：該進程占用CPU的時間。

        COMMAND：啟動該進程的命令的名稱。

        %CPU：CPU占用百分比。

        %MEM：內存占用百分比。

        VSZ：占用虛擬內存（swap空間）的大小。

        RSS：占用常駐內存（物理內存）的大小。

 

搜索進程：

      pgrep命令：查詢特定進程信息的專用工具。

         pgrep   [options]  patter

                   -u：真正運行命令生效的用戶

                   -U：真正發起運行命令的用戶

                   -t：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：顯示父進程為此指定的進程的進程列表

        示例：

         [root@centos6 proc]# pgrep -l  bash

         4128 bash

         6761 bash

         6780 bash

         [root@centos6 proc]#

 

pidof命令：查詢指定進程的pid號。

示例：

  [root@centos6 proc]# pidof bash

  6780 6761 4128

  [root@centos6 proc]#

 

uptime命令：查看系統的平均負載

      顯示當前系統時間，系統已經啟動多久，當前登錄系統的人數，系統的平均負載（1、2、10分鐘的平均負載，一般不會超過1）

  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。

      如果每個cpu內核的當前活動進程數不大于3的話，那么系統性能良好。如果每個CPU內核的任務大于5，那么這臺機器的性能有嚴重的問題。

      如果Linux主機是1個雙內核CPU的話，當load average為6的時候說明機器已經被充分使用了。  

      示例：

        [root@centos6 Desktop]# uptime

        10:49:46 up 25 min,  2 users,  load average: 0.14, 0.10, 0.18

        [root@centos6 Desktop]#      （平均負載）

 

top命令：進程管理工具，有許多內置的命令

      選項：

          -d#：指定刷新時間間隔，默認為3秒

          -b：以批次方式顯示

          -n#：顯示多少批次

 

      排序：

        P：以占據的cpu百分比，%CPU進行排序；

        M：占據內存百分比，%MEM進行排序；

        T：累計占據CPU的時長進行排序；

       

       首部信息顯示：

        uptime信息 ：按l 鍵可以“屏蔽/顯示” uptime平均負載

        tasks及CPU信息：按 t 鍵可以“屏蔽/顯示”tasks及CPU信息

        CPU分別顯示：按 1（數字）可以把所有CPU單個顯示

        memory信息：按 m 鍵可以“屏蔽/顯示”內存和swap的信息

退出top命令：q

修改刷新時間間隔： 按s鍵 后跟上要間隔的刷新時間（以秒為單位）

終止指定的進程：k

保存文件：W

 

欄位信息簡介：

    us：用戶空間

    sy：內核空間

    ni：調整nice時間

    id：空閑

    wa：等待IO時間

    hi：硬中斷

    si：軟中斷

    st：被虛擬機偷走的時間

 

htop命令：進程管理工具，需從Fedora-EPEL源安裝

     選項：

        -d#：指定延遲時間

        -u：僅顯示指定用戶的進程

        -s：以指定字段進行排序

 

vmstat命令：顯示虛擬內存信息

     vmstat  [options]  [delay[count]]

              -s：顯示內存的統計數據

示例： 每秒刷新一次，顯示5次

 [root@centos6 Desktop]# vmstat 1 5

procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —–cpu—–

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st

 1  0     0 270616  70172 278980    0    0    12     1   47   66  0  0 99  1  

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0  109  131  1  0 100  0  0

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0  110  148  1  1 99  0  0

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0   93  118  1  0 100  0  0

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0   96  133  0  0 100  0

[root@centos6 Desktop]#

 

pmap命令：查看進程的內存映射

pmap  [options] pid

         -x：顯示詳細格式的信息

另一種查看方式是：

 #cat  /proc/PID/maps

示例：

[root@centos6 Desktop]# pgrep bash

3290

[root@centos6 Desktop]# pmap -x 3290

3290:   /bin/bash

Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode   Mapping

0000000000400000     852     536       0 r-x–  bash

00000000006d4000      36      36      36 rw—  bash

00000000006dd000      24      24      24 rw—    [ anon ]

00000000008dc000      36       8       0 rw—  bash

0000000001f5a000     264     248     248 rw—    [ anon ]

0000003f24400000     128     112       0 r-x–  ld-2.12.so

…………………………………………………………………………….

[root@centos6 Desktop]#

 

glances命令：系統監控工具 （需要從EPEL源安裝）

     示例：

     [root@centos6 Desktop]# glances

     C/S模式下運行glances 可以實現遠程監控其他主機，適用于局域網內；

     服務器端設置：

        glances  -s  -B IPADDR

                -s：指明是服務器端

                -B：綁定要監控的服務器的IP地址

     客戶端模式：

        glances  -c  IPADDR

                -c：指明是客戶端

           IPADDR：指明要監控的服務端地址

 

     示例：

      測試環境說明：

       centos 7 為服務器端，IP地址為：192.168.3.10

       centos 6 為客戶機端，IP地址為：192.168.3.2

 

      服務器模式配置：

        [root@centos7 Desktop]# glances  -s  -B 192.168.3.10

     

      客戶機端模式端，監控centos7

        [root@centos7 Desktop]# glances  -c   192.168.3.10

 

dstat命令：系統資源統計

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

                 -c：顯示CPU相關的信息

                 -d：顯示disk相關的信息

                 -g：顯示page相關的統計數據

                 -m：顯示memory相關的統計數據

                 -n：顯示network相關的統計信息

                 -p：顯示process相關的統計數據

                 -r：顯示IO請求相關的統計數據

                 -s：顯示swapped相關的統計數據

           –top-cpu：顯示最占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

 

     示例：每隔1秒統計一次，一共統計5次

     [root@centos6 Desktop]# dstat 1 5

     —-total-cpu-usage—- -dsk/total- -net/total- —paging– —system–

     usr sys idl wai hiq siq| read  writ| recv  send|  in   out | int   csw

     0   0  99   1   0   0|  25k 1837B|   0     0 |   0     0 |  93   132

     0   0 100   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 |  87   123

     1   1  99   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 127   143

     2   1  97   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 179   183

     1   2  97   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 149   148

     1   1  98   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 112   124

[root@centos6 Desktop]#

 

kill、killall、pkill命令：終止進程

   kill命令向進程發送控制信號，以實現對進程的管理

   顯示當前系統可用信號：kill -l

       常用信號：

        1）SIGHUP：無需關閉進程而讓其重讀配置文件；

        2）SIGINT：終止正在運行的進程，相當于ctrl+c；

        9）SIGKILL：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）信號數字識別：1,2,3….

         （2）信號的完整名稱：SIGHUP

         （3）信號的簡寫名稱：HUP

 

 kill命令：

     使用kill命令終止進程時，需要使用進程的PID號作為參數；無特定選項信號時，kill命令將給該進程發送終止信號并正常退出，若該進程已經無法響應終止信號，則可以結合“-9”選項強行殺死進程。

       示例：

       [root@centos6 ~]# pgrep  -l  vim

       5031 vim

       [root@centos6 ~]# kill 5031

       [root@centos6 ~]# pgrep  -l  vim

       [root@centos6 ~]#

 

killall命令：

     使用killall命令可以通過進程名來殺死進程，當需要結束系統中多個相同名稱的進程時，使用killall命令將更加方便，效率更高。killall命令也同樣可以結合“-9”選項以強制結束進程。

     示例：

     [root@centos6 ~]# vim f1

 

     [1]+  Stopped                 vim f1    //crtl+z掛起至后臺

     [root@centos6 ~]# pgrep -l vim

     5297 vim

     [root@centos6 ~]# killall -9 vim

     [root@centos6 ~]# pgrep -l vim

     [1]+  Killed                  vim f1    //已殺死vim進程

     [root@centos6 ~]#

 

pkill命令：

使用pkill命令可以根據進程的名稱、運行該進程的用戶、進程所在的終端等多種屬性終止特定的進程，如“-U”指定用戶，“-t”指定終端等。

示例：

 1）終止用戶zheng所在的終端：使用選項“-t”

    [root@centos6 ~]# who

zheng    tty2         2016-09-17 19:28

root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

[root@centos6 ~]# pkill -9 -t tty2

[root@centos6 ~]# who

root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

[root@centos6 ~]#

2）終止用戶zheng所在的終端：使用選項“-U”

   [root@centos6 ~]# who

   zheng    tty2         2016-09-17 19:32

   root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

   root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

   [root@centos6 ~]# pkill -9 -U zheng

   [root@centos6 ~]# who

   root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

   root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

   [root@centos6 ~]#

 

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：可以通過終端啟動，但啟動后即轉入后臺運行

     如何讓作業運行與后臺？

     （1）運行中的作業可以執行：ctrl+z

     （2）未啟動的作業可以執行：#command &

      以上此類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可以執行以下命令：

      #nohup command &     #screen;command

      示例： 使用nohup命令剝離后臺命令ping與終端的關系，即使斷網也會繼續運行。

       [root@centos6 ~]# nohup ping 127.0.0.1 &

       [1] 5886

       [root@centos6 ~]# nohup: ignoring input and appending output to `nohup.out'

 

     jobs命令：查看所有與終端相關的后臺運行的作業

         jobs  -l  ：查看所有后臺運行的作業；

       示例：

         [root@centos6 ~]# vim f1 &

         [1] 5905

         [root@centos6 ~]# jobs -l  //查看所有后臺運行的作業；

         [1]+  5905 Stopped (tty output)    vim f1

         [root@centos6 ~]#

 

     fg命令：可以將后臺的進程任務重新調入終端前臺執行；只需指定后臺任務對應的順序編號，可以通過jobs命令獲取。

        示例：將后臺的vim f1調到前臺工作

         [root@centos6 ~]# jobs -l

         [1]+  5905 Stopped (tty output)    vim f1

         [root@centos6 ~]# fg 1

 

     bg命令：讓送往后臺的作業在后臺繼續運行；

         示例：

         [root@centos6 ~]# ping 127.0.0.1

         PING 127.0.0.1 (127.0.0.1) 56(84) bytes of data.

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.046 ms

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.041 ms

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.054 ms

         ^Z                    //ctrl+z 調到后臺

         [2]+  Stopped                 ping 127.0.0.1

         [root@centos6 ~]# bg 2   //把在后臺停止的ping在后臺運行起來

         [2]+ ping 127.0.0.1 &

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.127 ms

         [root@centos6 ~]# 64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.055 ms

 

并行運行：

      讓兩個或多個腳本同時運行，需寫腳本的絕對路徑，后必須加“&”符。

      示例：

      編寫3個循環腳本

        [root@centos6 testdir]# cat f1.sh f2.sh f2.sh

        #!/bin/bash

        while true;do

        echo "f1.sh"

        sleep 1

        done

        #!/bin/bash

        while true;do

        echo "f2.sh"

        sleep 1

        done

        #!/bin/bash

        while true;do

        echo "f2.sh"

        sleep 1

        done

        [root@centos6 testdir]#

   第一種并行運行腳本方法：

        [root@centos6 testdir]# (/testdir/f1.sh&);(/testdir/f2.sh&);(/testdir/f3.sh&)

   

   第二種并行運行腳本方法：

        [root@centos6 testdir]{ /testdir/f1.sh&/testdir/f2.sh&/testdirf3.sh& }

   

   第三種并行運行腳本方法：

        編寫一個腳本，把f1、f2、f3腳本放進去。

        [root@centos6 testdir]# cat all.sh

        #!/bin/bash

        #

        /testdir/f1.sh&

        /testdir/f2.sh&

        /testdir/f3.sh&

        [root@centos6 testdir

      執行all.sh腳本并行處理f1、f2、f3腳本

        [root@centos6 testdir]# source all.sh

 

nice命令：調整進程優先級

       示例：

        [root@centos6 testdir]# nice -n -10 ping 127.0.0.1

       查看設定的優先級：

        [root@centos6 testdir]# ps axo  pid,comm,ni

 

renice命令：重新設定進程優先級

        renice   [-n]  priority   pid

 

計劃任務管理：

     在Linux系統中，通過atd、crond這兩個系統服務實現一次性、周期性計劃任務的功能，并分別通過at、crontab命令進行計劃任務的設定。

     使用at命令設置的計劃任務只在指定的時間點執行一次，有一個前提是，對應的系統服務at必須運行。

     使用crontab命令設置的計劃任務可以按預設的周期重復執行，可以大大減輕重復設置系統管理任務的操作。有一個前提是，對應的系統服務crond必須運行。

 

     at 命令：

      at  [options]  TIME

        常用選項：

            -q：隊列

            -l：查看當前系統中設置的at計劃任務列表，相當于atq

            -d：刪除指定任務編號的作業，相當于atrm

            -c：查看具體的作業任務。

            -f：從指定的腳本文件中讀取任務

            -m：強制at發郵件表示執行完畢

        TIME：

            HH:MM  [yyyy-mm-dd]

            noon  midnight  teattime

            tomorrow

            now+#{minutes  hours  days weeks}

 

            ctrl+d：提交一次性計劃任務

 

at一次性計劃任務：

 

          執行方式：

             1）交互式  2）輸入重定向  3）at  -f  scriptsfile

          依賴atd服務，需要啟動才能實現at一次性計劃任務

          at隊列存放在/var/spool/at目錄中

          /etc/at.{allow ,deny}控制用戶是否能執行at任務

            白名單：/etc/at.allow默認不存在，只有該文件中的用戶才能執行at命令

            黑名單：/etc/at.deny拒絕該文件中的用戶執行at命令，而沒有在at.deny文件中的用戶可以執行at命令。

           如果兩個文件都不存在，則只有root可以執行at命令。

 

       at命令：執行的一次性計劃任務是存放在/var/spool/at目錄下的

           示例：

             [root@centos6 at]# at 15:22

             at> wall hello

             at> <EOT>

             job 6 at 2016-09-18 15:22

             [root@centos6 at]# pwd

             /var/spool/at

             [root@centos6 at]# ls

             a000060176e77a  spool

             [root@centos6 at]#

        at命令的“-f”選項：從指定的腳本文件中讀取任務。

           示例：

            [root@centos7 testdir]# cat sum100.sh

            #!/bin/bash

            echo "==============================="

            i=1

            sum=0

           while [ $i -le 100  ];do

           let  sum=$sum+$i

           let i++

           done

           echo "1 to 100 sum :$sum"

           echo "=============================="

           unset i

           unset sum

           [root@centos7 testdir]#

           [root@centos7 ~]# at 3:45 -f /testdir/sum100.sh

           job 3 at Sun Sep 18 03:45:00 2016

           [root@centos7 ~]#

        注： at的執行結果需去mail郵件中查看。

 

     注意：作業執行命令的結果中的“標準輸出”和“錯誤輸出”以郵件通知給相關用戶。

    

       示例：

          [root@centos7 ~]# at 3:05

          at> wall “da jia hao”

          at> echo “at test”

          at> <EOT>                   //ctrl+d提交計劃任務

          job 2 at Sun Sep 18 03:05:00 2016

          [root@centos7 ~]# at -l

          2 Sun Sep 18 03:05:00 2016 a root

          [root@centos7 ~]#

          Broadcast message from root@centos7 (Sun Sep 18 03:05:01 2016):

 

          da jia hao

 

        You have new mail in /var/mail/root //echo執行的結果是標準輸出，所以有郵件通知

        [root@centos7 ~]#

 

crontab周期性計劃任務

        使用crontab命令設置的計劃任務可以按預設的周期重復執行，可以大大減輕重復設置系統管理任務的操作。有一個前提是，對應的系統服務crond必須運行。

               centos7：systemctl   status  crond

               centos6：service    crond    status

        周期性計劃任務提交給crond，到指定的時間會自動運行。

          系統crond任務：系統維護計劃任務

                /etc/crontab

          用戶crond任務：

                crontab命令

          日志：/var/log/cron

     用戶自行定義的cron任務將被保存在目錄“/var/spool/cron”中，文件名與對應的用戶賬號同名。

 

用戶crontab周期性計劃任務

crontab命令定義，每個用戶都有專用的cron任務文件：

    /var/spool/cron/USERNAME

 

crontab命令語法：

    crontab  [options]

             -u：僅root可以運行，指定用戶管理cron任務；

             -e：編輯計劃任務；

             -r：刪除計劃任務；

             -l：顯示計劃任務列表；

             -i：同“-r”一同使用，已交互模式移除指定的計劃任務；

 

  crontab計劃任務時間表示法：

       （1）特定值：給定時間點有效取值范圍內的值

       （2）*：表示“每”

       （3）離散值：#，#，#  例如：1,3,5,9

       （4）連續值：#-#  例如：2-6

       （5）在指定的時間范圍上，定義步長 /#:#即為步長，例如：*/5

 

  時間格式：

        @reboot    run once after reboot

        @yearly     0 0 1 1 *

        @annually   0 0 1 1 *

        @monthly   0 0 1 * *

        @weekly    0 0 * * 0

        @daily      0 0 * * *

        @hourly    0 * * * *

 

sleep命令：

        sleep  NUMBER [SUFFIX]…

             SUFFIX：

                s：秒，默認

               m：分

               h：小時

               d：天

        usleep：微秒；

注意：

運行結果的標準輸出和錯誤輸出以郵件通知給相關的用戶。

    command  >  /dev/null

    command  &> /dev/null

對于cron任務來說，%有特殊的用途；如果在命令中要使用%，則需要轉義，不過，如果把%放置在單引號中，也可以不用轉義。

                

系統cron任務：/etc/crontab

   示例：晚上9點10分以zheng用戶執行一個echo “hello”

      1 SHELL=/bin/bash

      2 PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin

      3 MAILTO=root

      4 HOME=/

      5

      6 # For details see man 4 crontabs

      7

      8 # Example of job definition:

      9 # .—————- minute (0 – 59)

     10 # |  .————- hour (0 – 23)

     11 # |  |  .———- day of month (1 – 31)

     12 # |  |  |  .——- month (1 – 12) OR jan,feb,mar,apr …

     13 # |  |  |  |  .—- day of week (0 – 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat

     14 # |  |  |  |  |

     15 # *  *  *  *  * user-name command to be executed

        10  9  *  *  *   zheng   /bin/echo   “hello”

 

用戶cron任務：crontab  -e

    [root@centos6 ~]# crontab -e

    22 20  * * *  /bin/echo "hello"

0  0   * * *  /sbin/shutdown  -h now

 

示例：執行用戶計劃任務，讓其到點休眠1分鐘，在執行wall

     [root@centos6 ~]# crontab -e

     16  21 * * * /bin/sleep 1m;/usr/bin/wall "hello"