進程的概念
內核的功用：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: 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
父子關系
進程：都由其父進程創建， ，CoW
fork(), clone()
進程優先級
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 （CenOS6）
實時優先級: 99-0 ：值最大優先級最高
Nice 值：-20，19 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
LRU ：Least Recently Used 近期最少使用算法, 釋放內存物理地址空間和線性地址空間
MMU ：Memory Management Unit 負責轉換線性和物理地址
IPC: Inter Process Communication
同一主機上
signal
shm: shared memory
semophore 信號量，一種計數器
不同主機上：
rpc: remote procedure call
socket: IP 和端口號
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
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：
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：
pstree – display a tree of processes
ps: process state
ps – report a snapshot of the current processes
Linux 系統各進程的相關信息均保存在/proc/PID 目錄下的各文件
列舉進程ps
ps [OPTION]…
支持三種選項：
UNIX選項如-A -e
BSD選項如a
GUN選項如–help
? 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 選項顯示進程的父進程
選項可組合使用：
? o 屬性… 選項顯示定制的信息：
pid 、comm 、%cpu 、%mem 、state 、tty 、euser（執行命令生效的用戶）、ruser（執行此命令的用戶）
部分結果圖：
進程管理工具
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（可中斷的休眠）
D: uninterruptable sleeping
T: stopped
Z: zombie
+: 前臺進程
l: 多線程進程
N：低優先級進程
<: 高優先級進程
s: session leader，會話（子進程）發起者
常用組合：-ef
-e: 顯示所有進程
-f: 顯示完整格式程序信息
常用組合：-eFH
-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
常用組合：自定義
-eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,pcpu,stat,comm
axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm
ni：nice值
pri：priority，優先級
psr：processor，CPU編號
rtprio：實時優先級
搜索進程
最靈活：ps 選項 | 其它命令
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
按確切的程序名稱：/sbin/pidof
$pidof bash
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） ）
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，那么系統的性能良好。 如果每個CPU 內核的任務數大于5 ，那么這臺機器的性能有嚴重問題。
如果linux主機是1個雙核CPU的話，當Load Average為6的時候說明機器已經被充分會用了
進程管理工具
top：有許多內置命令（先輸入top進入界面）：
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+
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)
memory信息：m 命令 切換數字、圖形方式顯示
退出命令：q
修改刷新時間間隔：s
終止指定進程：k
保存文件：W
選項：
-d #: 指定刷新時間間隔，默認為3秒 秒
-b: 以批次方式
-n #: 顯示n批次 然后結束退出
欄位信息簡介：可對應上圖中的數據
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（模式切換）
st：虛擬機偷走的時間
PID (Process Id): 任務的進程ID
PPID (Parent Process Pid): 父任務的進程ID
RUSER (Real User Name): 任務的所有者真實名稱
UID (User Id): 任務所有者ID
USER (User Name): 任務所有者名稱
GROUP (Group Name): 任務所有者群組名
TTY (Controlling Tty): 終端
PR (Priority): 優先級
%CPU (CPU usage):CPU 使用率
%MEM (Memory usage (RES)): 內存使用率
S (Process Status): 進程狀態
TIME+ (CPU Time, hundredths):CPU
內存工具
vmstat 命令：虛擬內存信息 可使用man幫助查看具體資料
vmstat [options] [delay [count]]
vmstat 2 5（表示兩秒執行一次，執行五次后退出）
procs:
r ：等待運行的進程的個數，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
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)
bo: 保存數據至塊設備 的 速率
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
sy: Time spent running kernel code
id: Time spent idle. Linux 2.5.41 前, 包括IO-wait time.
wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41 前，包括in idle.
st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11 前, unknown.
選項：
-s: 顯示內存的統計數據
pmap 命令 ：進程對應的內存 映射
pmap [options] pid(進程編號） […]
-x: 顯示詳細格式的信息；
#pmap 1
另外一種實現：
# cat /proc/PID/maps
系統監控工具
dstat 命令：系統資源統計 （需要自己安裝）
dstat [-afv] [options..] [delay [count]] （動態觀察）
-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
命令的組合使用：
–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
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
顯示當前系統可用信號： kill -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
9) SIGKILL: 殺死正在運行的進程：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
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）
如何讓作業運行于后臺？
(1) 運行中的作業： Ctrl+z
(2) 尚未啟動的作業：# COMMAND &
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
# nohup COMMAND & #screen;COMMAND
查看所有作業：
# jobs
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
jobs查詢作業 然后fg 1返回操作界面
并行運行進程
同時運行多個進程，提高效率
1、編寫腳本
vi all.sh
f1.sh&
f2.sh&
f3.sh&
2、(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)
3、{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }
Linux 任務計劃、周期性任務執行
at：未來的某時間點執行一次 任務
batch：系統 自行選擇空閑時間去執行此處指定的任務
cron：周期性運行某任務
at任務
at命令：at [option] TIME 適合一次性 臨時性的任務
創建的at任務會存到/var/spool/at/目錄下 cat可直接查看
常用選項：
-V 顯示版本信息:
-l: 列出指定隊列中等待運行的作業；相當于atq
-d: 刪除指定的作業；相當于atrm
-c: 查看具體作業任務
-f /path/from/somefile ：從指定的文件中讀取任務
-m: 當任務 被完成之后，將給用戶發送郵件，即使沒有標準輸出
注意：作業執行命令的結果中的標準輸出和錯誤以郵件通知給相關用戶
TIME: 定義出什么時候進行 at 這項任務的時間
HH:MM [YYYY-mm-dd]
noon, midnight, teatime （4pm）
tomorrow
now+#{minutes,hours,days, OR weeks}
HH:MM 02:00
在今日的 HH:MM 進行，若該時刻已過，則明天此時執行任務
HH:MM YYYY-MM-DD 04:00 2016-09-20
規定在某年某月的某一天的特殊時刻進行該項任務
HH:MM[am|pm] [Month] [Date]
04pm March 17
17:20 tomorrow
HH:MM[am|pm] + number [minutes|hours|days|weeks]
在某個時間點再加幾個時間后才進行該項任務
now + 5 minutes
04pm + 3 days
執行方式：
1）交互式 2）輸入重定向 3）at –f 文件
依賴與atd服務, 需要啟動才能實現at任務
at 隊列存放在/var/spool/at 目錄中
通過/etc/at.{allow,deny} 控制用戶是否能執行at 任務
先尋找/etc/at.allow 文件，文件用中的使用者才能使用 at，沒有在這個文件中的使用者則不能使用 at(即使沒有寫在at.deny當中)
如果/etc/at.allow 找 不存在，就尋找 /etc/at.deny 這個文件，若寫在這個 at.deny 用 的使用者則不能使用 at ，而沒有在這個 at.deny 文件中的使用用 者則可使用 at 命令。
如果兩個文件都不存在有，只有 root用可以使用at 這個命令
周期性計劃任務cron
周期性任務計劃：cron
相關的程序包：
cronie: 主程序包，提供crond 守護進程及相關輔助工具
cronie-anacron ：cronie 的補充程序；用于監控cronie任務執行狀況；如cronie 中的任務在過去該運行的時間點未能正常運行，則anacron 會隨后啟動一次此任務
crontabs ：包含CentOS
確保crond 守護處于運行狀態：
CentOS 7:
systemctl status crond
CentOS 6:
service crond status
計劃周期性執行的任務提交給crond ，到指定時間會自動運行
系統cron任務：系統維護作業
/etc/crontab
用戶cron 任務：
crontab 命令
日志：/var/log/cron
系統cron 任務:/etc/crontab
注釋行以 # 開頭
詳情參見 man 5 crontab
# Example of job definition:
# .—————- minute (0 – 59)
# | .————- hour (0 – 23)
# | | .———- day of month (1 – 31)
# | | | .——- month (1 – 12) OR jan,feb,mar,apr …
# | | | | .—- day of week (0 – 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
# | | | | |
# * * * * * user-name command to be executed
例如：晚上9點10分運行echo 命令；
10 21 * * * centos /bin/echo "Howdy!"
時間表示法：
(1) 特定值；
給定時間點有效取值范圍內的值（10 21 1-10,20,30 一月的10,20,30號21點10分執行）
(2) *
給定時間點上有效取值范圍內的所有值
表示“每…”（*10 每十分鐘）
(3) 離散取值：
#,#,#
(4) 連續取值：-
#-#
(5) 在指定時間范圍上，定義步長：
/#: # 即為步長（/#10 每十分鐘）
例如：每3小時echo 命令；
0 */3 * * * centos /bin/echo "howdy!"
時間格式 系統自定義
@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 * * * *
系統的計劃任務
/etc/crontab
/etc/cron.d/ 配置文件
/etc/cron.hourly/ 腳本
/etc/cron.daily/ 腳本
/etc/cron.weekly/ 腳本
/etc/cron.monthly/腳本
每隔一分鐘執行一次目錄/etc/cron.hourly里的腳本
anacron系統
運行計算機關機時cron 不運行的任務，CentOS6.0以后版本取消anacron 服務，由crond 服務管理。
假設計算機沒有一直開機
對筆記本電腦、臺式機、工作站及其它不一直開機的系統很重要
對偶爾要關機的服務器很有用
配置文件：/etc/anacrontab ，負責執行/etc/cron.daily /etc/cron.weekly /etc/cron.monthly 中系統任務。/etc/cron.hourly/ 由/cron.d/0hourly 執行
? 字段1：如果在這些日子里沒有運行這些任務……
? 字段2：在重新引導后等待這么多分鐘后運行它
? 字段3：任務識別器，在日志文件中標識
? 字段4：要執行的任務
管理臨時文件
rhel6.0 使用/etc/cron.daily/tmpwatch 定時清除臨時文件。
rhel7.0 使用systemd-tmpfiles-setup 服務實現
配置文件：
/etc/tmpfiles.d/*.conf
/run/tmpfiles.d/*.conf
/usr/lib/tmpfiles/*.conf
/usr/lib/tmpfiles.d/tmp.conf
d /tmp 1777 root root 10d
d /var/tmp 1777 root root 30d
命令：
systemd-tmpfiles –clean|remove|create configfile
計劃任務
用戶cron：
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：
crontab [-u user] [-l | -r | -e] [-i]
-l: 列出所有任務；
-e: 編輯任務；
-r: 移除所有任務；
-i ：同-r 一同使用，以交互式模式移除指定任務
-u user: 僅root 可運行，指定用戶管理cron 任務
控制用戶執行計劃任務 ：
/etc/cron.{allow,deny}
| 一次性作業只用at命令（/var/spool/at/目錄） | 重復性作業使用crontab | |
| Create （創建） | at time | crontab –e |
| List（查看任務） | at -l | crontab -l |
| Details（看計劃任務的詳細定義） | at -c jobnum（作業號） | N/A（配置文件、打開計劃任務） |
| Remove（刪除） | at -d jobnum | crontab -r |
| Edit（編輯創建的任務） | N/A（只能改配置文件） | crontab -e |
沒有被重定向的輸出會被郵寄給用戶
根用戶能夠修改其它用戶的作業
創建一個計劃任務：
crontab -e命令會打開一個vim界面，然后按照格式創建計劃任務就好
計劃任務執行 touch了file文件
注意：運行結果的標準輸出和錯誤以郵件通知給相關用戶
(1) COMMAND > /dev/null
(2) COMMAND &> /dev/null
對于cron 任務來講，% 有特殊用途；如果在命令中要使用%，則需要轉義;不過，如果把% 放置于單引號中，也可以不用轉義
sleep 命令：
sleep NUMBER[SUFFIX]… 休眠n時間再執行計劃任務
SUFFIX:
s: 秒, 默認
m: 分
h: 小時
d: 天
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