Linux系統進程管理及作業操作

本節索引：

一、進程相關概念

二、信號管理操作

三、作業操作 job control

四、Linux進程管理常用命令

 

 

一、進程相關概念：

進程是正在運行的程序實體，并且包括這個運行的程序中占據的所有系統資源，比如說CPU，IO,內存，網

絡資源等。通過學習Linux系統進程管理來協調多道程序之間的關系，使CPU得到充分的利用。

 

進程和程序的區別是什么？

進程是一個動態的概念，當用戶把一個程序或命令執行起來的時候，才有進程的概念，

系統會自動分配一個編號PID給進程。

程序是一個靜態的概念，表現為一個文件

 

進程的分類：

根據進程與系統終端的關系：

（1）守護進程：在系統引導過程中啟動的進程，即跟終端無關的進程。

（2）前臺進程：跟終端相關，通過終端啟動的進程；

注：守護進程和前臺進程可相互轉化

 

根據進程占用資源的多少分為：

（1）CPU密集型：對cpu占用率高的進程

（2）IO密集型：占用磁盤讀寫高的進程

 

進程的狀態：

進程在被內核調度過程中的狀態可分為很多種：

1.運行態：running 進程正在運行中

2.就緒態：ready

3.睡眠態：sleeping

可中斷睡眠：interruptible? 大部分進程處于此狀態，隨時可喚醒

不可中斷睡眠：uninterruptible

4.僵尸態：zombie 找不到歸屬的進程，或父進程已不存在

5.停止態：stopped 不可被調度并運行

 

 

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（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（越往左越好）

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

 

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

TLB:Translation Lookaside Buffer 翻譯后備緩沖器,用于保存虛擬地址和物理地址

映射關系的緩存

IPC: Inter Process Communication

同一主機: signal:信號

shm: shared memory

semaphore:信號量，一種計數器

不同主機：socket: IP和端口號

RPC: remote procedure call?????? 遠程過程調用

MQ：消息隊列，Kafka，ActiveMQ

 

二、信號操作管理

我們指定同一主機間的程序是通過信號來進行通訊的，那么我們也可以通過發送信號的方式對進程進行管

理。

使用kill ?-l 命令可以查看當前支持的信號類型：

 

信號的表示方式：

（1）數字表示：1,2,9

（2）完整名稱：SIGHUP

（3）簡寫名稱：HUP

 

Linux系統支持的型號類型多達60余種，常用信號類型有：

SIGHUP：1，無須關閉進程而讓其重新讀取配置文件，使新配置生效

SIGINT：2，打斷正在運行中的進程，相當于Ctrl+c

SIGQUIT：3，相當Ctrl+\

SIGKILL：9，強制殺死正在運行的進程

SIGTERN：15，終止正在運行的進程（kill命令默認信號）

SIGCONT：18，繼續運行指定進程

SIGSTOP：19，后臺休眠

 

信號管理命令

常用的信號管理命令有kill，killall，pkill：

kill命令可用來向進程發送信號指令，以及顯示當前系統可用的信號

kill發送信號格式：

kill [-SIGNAL] PID

如：kill -9 123???????????????? 強制殺死PID為123的進程

 

killall發送信號格式：

killall [-SIGNAL] PROCESS

如：kill -9 sleep????? 強制殺死sleep進程

注意：kill命令跟PID，killall命令跟進程名

 

pkill發送信號格式：

pkill [options] pattern

options：

-SIGNAL

-u uid??????????????? 生效者

-U uid?????????????? 真正發起運行命令者

-t terminal?????? 與指定終端相關的進程

-P pid??????????????? 顯示指定進程的子進程

如：pkill -9 -t tty2? 強制殺死tty2終端下的所有進程

 

 

三、作業管理（job control）

我們知道，在登錄系統后每一個工作進程都是當前bash的子進程，通過作業管理我們可以

實現多個進程同時運行，這里我們要涉及到兩個新的名詞：前臺作業和后臺作業

前臺作業：通過終端前，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（釋放前端）

 

作業狀態切換：

作用運行一共有三種狀態，分別為：前臺執行、后臺執行與后臺休眠（stoped）

jobs命令???????? 顯示當前作業編號以及作業狀態

 

讓作業運行于后臺：

（1）尚未啟動的作業：COMMAND &

（2）運行中的作業：Ctrl+z，后臺休眠狀態

 

將后臺休眠|運行作業調回前臺運行：

fg job_num????? 將作業在前臺運行（foreground）

 

將后臺休眠作業執行后臺運行：

bg job_num???? 將作業在后臺運行（background）

 

關閉后臺執行：

（1）fg job_num；ctrl+c

（2）kill %job_num

 

并行運行

同時運行多個進程，提高效率

方法1：

利用腳本

vi all.sh

???????? f1.sh&

???????? f2.sh&

???????? f3.sh&

方法2：

? (CMD1&);(CMD2&);(CMD3&)

方法3：

{ CMD1& CMD2& CMD3& }

 

 

執行長時間任務時防止網絡中斷造成操作中斷

方法1：剝離命令與終端的聯系，終端中斷后進程將轉移至1進程上，再恢復

nohup COMMAND &>/dev/null &

方法2：開啟一個screen會話，重新進入后screen -r即可恢復

screen；COMMAND；screen -r 恢復

 

四、Linux進程管理常用命令

進程的管理命令有：

pstree、ps、pidof、pgrep、pkill、pmap、kill、killall、job、bg、fg等

進程的管理工具：

top、htop、vmstat、dstat、iostat、glances等（下節介紹）

 

ps ? ? ? ? ? ? ? ? ? 顯示進程狀態

BSD選項：

a?????????????? 所有終端中的進程

x??????????????? 不連接終端的進程

u?????????????? 顯示進程所有者的信息

f??????????????? 顯示進程樹

k|–sort 屬性 對屬性排列，屬性前加-表示倒序

L?????? 顯示支持的屬性

顯示PID,tty，cmd，cpu占用率，內存占用列表，并按%mem排序

ps xo pid,tty,cmd,%cpu,%mem –sort %mem

ps xo pid,tty,cmd,%cpu,%mem k%mem

按%cpu排序，“-”表示倒序

ps xo pid,tty,cmd,%cpu,%mem –sort -%cpu

短選項：

-e????????????? 顯示所有進程

-f?????????????? 顯示完整格式程序信息

-F????????????? 顯示更完整格式的進程信息

-C????????????? 查看指定CMD或腳本的進程，多個命令用“，”分開

顯示PID，命令，pri優先級（數字越大，優先級越高），nice優先級，realtime優先級

ps xo pid,cmd,pri,nice,rtprio

根據進程編號查詢CMD命令

ps -p 3245? -o comm=?????????? 查找PID3245對應的命令名稱

ps -C sleep -o pid=?????????? 根據命令查找pid

常用組合：

ps aux??????????????????????? 顯示所有進程的詳細信息

ps -ef???????????????????????? 類似于aux，缺少cpu%，mem%

ps -eF

 

 

pstree ? ? ? ? ? ? ?顯示進程樹

-p ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 顯示PID

-h ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?高亮標注當前使用的進程

 

 

pgrep??????????????? 進程搜索命令，支持正則表達式

格式：pgrep [options] pattern

options：

-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

 

 

pidof???????????????? 查找正在運行進程的PID

如：pidof bash??????????????? 顯示bash進程的PID

 

 

uptime 命令

顯示當前時間，系統已啟動時間，當前上線人數，系統平均負載（1、5、10分鐘，一般不超過1）

 

 

free????????? 顯示內存空間使用狀態

options

-b????????????? 以字節為單位

-m???????????? 以MB為單位

-g????????????? 以GB為單位

-h????????????? 人類已讀格式

 

pmap?????? 比較專業的查看內存與進程對應關系工具

pmap??? 12? ?????? 查看進程號12的內存與進程對應關系

-x???? 顯示詳細格式的信息

 

 

一些Linux常用監控工具命令，我們下節繼續介紹！