進程管理

1. 進程相關概念 a. 應用程序被用戶提請給內核，並得以執行便變成了進程，進程只是被調入內存的應用程序的一個副本。 b. 進程都具有統一的數據結構稱爲task struct用於存儲進程的元數據信息，如進程的名稱、PID、優先級等，也就是ps 命令看到的那些進程屬性字段，應用程序被提請給內核變爲進程後，該應用程序對應進程的父進程就會複製一份自己的task struct，給 2. 進程內存管理 a. CPU中指令分爲普通指令和特權指令，用戶空間的應用進程就都可以執行普通指令，特權指令只能被內核執行 b. 用戶空間 c. 內核空間 3. 進程優先級 Ø 對於進程數量來說CPU計算資源是有限的，如果沒有一套有效的資源分配機制進程就會出現爭搶資源的現象，爲了確保進程高效穩定有序的運行，操作系統設計了140個隊列並將進程分別放入這140個隊列之間，通通調度策略爲隊列中的進程分配CPU資源，使得所有進程能夠按系統規定的制度有序運行。這裏的資源分配機制有兩個重要的術語：隊列和調度策略 Ø 進程優先級 ：Linux操作系統爲提供了140個隊列來調度進程使用CPU資源，隊列就是我們常說的進程優先級，進程優先級的取值範圍是0-139，值越小優先級越高，優先級按取值範圍還分爲實時優先級和非實時優先級 Ø 進程優先級調整 ： ü 嚴格來講優先級對用戶來說是不可以修改的，用戶只能通過nice值來干預靜態優先級 ü 實時優先級：能過內核動太調整也稱爲動態優先級，取值範圍0-99，用戶不可以過通nice值調整，但可以通過其它命令調整。 ü 非實時優先級：用戶可以過程nice值來干預非實時優先級也稱爲靜態優先級，取值範圍100-139。 ü nice值：nice值的取值範圍是：-20到19，分別對應非實時優先級的100-139，因此nice越小優先級越高。僅管理員可以調低nice值，普通用戶不能調低nice值。 □ 調整原理：一個進程啓動默認nice值爲0，對應優先級爲120，調整後的優先級=當前優先級+nice值，因此用戶以指定nice值啓動進程就可以達到調整優先級的效果。 □ nice進程具備繼承性，子進程繼承父進程 ü 調整優先級： ü nice以指定nice值啓動進程：nice -n -5 ping 192.168.39.2 ü renice修改已運行進程的優先級：renice -n -5 `pidof ping` Ø 調度策略：操作系統如何爲隊列內的進程分配CPU資源，操作系統提供了5種調度策略來管理隊列內的進程，通過命令chrt可以查看和修改每個進程進的調度策略 ü 實時進程調度策略：SCHED_FIFO（先進先出調度算法）、SCHED_RR（默認策略，以時間片輪詢調度，一個時間片爲100ms） ü 非實時進程調度策略：SCHED_OTHER, SCHED_IDLE,SCHED_BATCH 4. 命令選項風格： Ø Unix/Posix風格 ü 命令後的選項，可以分組，便必須以連字符開頭，如ps -aux。 ü 選項無需加參數的，可以組合在一起，如：sed -n -r 可以寫成 sed -nr Ø BSD風格，即命令後的選項，不可以與連字符同用，多個選項可以分組輸寫 Ø GNU風格 ü 即長選項，命令後的參數，可以分組，但必須以雙橫線開頭，如：ps --help。 ü 命令行選項以兩個連字符'--'開頭，後跟選項名稱，選項後面使用空格或者等號 緊接着取值 5. 查看進程樹 a. pstree -p顯示進程名後附加PID b. pstree -u顯示進程名後附加用戶名 c. {}代表線程 6. 基於程序名查詢進程編號 a. pidof 進程名 7. 進程查詢工具ps命令 Ø BSD風格選項 ü ps 不加任何選項則僅顯示當前登錄會話shell環境下的進程列表 ü ps a 選項包括所有終端中的進程 ü ps x 選項包括不鏈接終端的進程（顯⽰當前⽤戶所運⾏的所有進程，包括前臺和後臺守護進程） ü ps u 選項顯示進程所有者的信息 ü f 選項顯示進程樹,相當於 --forest ü k|--sort 屬性 對屬性排序,屬性前加- 表示倒序 ü o 基於進程struck數據結構中的屬性字段 定製顯示的字段信息 ü L 顯示支持的進程屬性字段列表 （該選項下列出的進程屬性字段可以供o選項字制顯示輸出） ü 實例：利用o選項字制顯示字段，並結合k選項基於指定字段排序，如基於%mem字段排序 ü ps o pid,%cpu,%mem,size k %mem ü Ø UNIX風格 ü -C cmdlist 指定命令，多個命令用，分隔 ü -L 顯示線程 ü -e 顯示所有進程，相當於-A ü -f 顯示完整格式程序信息 ü -F 顯示更完整格式的進程信息 ü -H 以進程層級格式顯示進程相關信息 ü -u userlist 指定有效的用戶ID或名稱 ü -U userlist 指定真正的用戶ID或名稱 ü -g gid或groupname 指定有效的gid或組名稱 ü -G gid或groupname 指定真正的gid或組名稱 ü -p pid 顯示指pid的進程 ü --ppid pid 顯示屬於pid的子進程 ü -t ttylist 指定tty,相當於 t ü -M 顯示SELinux信息，相當於Z Ø PS命令輸出字段 ü USER :進程執行用戶 ü PID：進程ID ü %CPU：CPU利用率 ü %MEM：內存利用率 ü VSZ：內核承諾分配給進程的虛似存內存（KB） ü RSS：進程佔用的真正物理內存（KB） ü TTY：終端號 ?號與終端無關的 ü STAT：進程狀態 ü START：進程啓動到PS命令查詢時所使用的時間 ü TIME：進程實際佔用CPU運行的時間（獲取的時間分） ü COMMAND：進程執行的命令行 ü EUESR：進程生效用戶effect user（例：passwd被設置了SUID權限，則在進程發起者執行的進程實際生效用戶上下文件爲passwd文件所屬組的） ü RUSER：進程的發起者real user Ø STAT進程狀態 ü R 處理運行狀態，正在被CPU執行或在可執行隊列中的進程處於該狀態 ü S 處於睡眠狀態（Sleep可中斷睡眠）等待事件或信號觸發喚醒，S狀態進程task_struct結構被放入對應事件的等待隊列中，一旦事件觸發則會被喚醒 ü D 處於深度睡眠狀態（Deep sleep不可中斷睡眠） ü T 暫停狀態或跟蹤狀態， ü Z 僵死狀態， ü X 死亡狀態， ü Z: zombie ü +: 前臺進程 ü l: 多線程進程 ü L：內存分頁並帶鎖 ü N：低優先級進程 ü <: 高優先級進程 ü s: session leader，會話（子進程）發起者 8. 進程的信號干預： Ø kill可以向進程發送信息，干預進程的運行狀態 Ø 常用信號，kill -l可以查看系統支持的所有信號，Linux中共有64種信號，信號功能介紹：man 7 signal查看幫助，kill -l {1..64} 查看對應信號名稱 ü 1號SIGHUP：無須關閉進程而讓進程重新讀取配置文件Systemctl reload選項就是服務進程發送HUP信號使進程重新加載配置文件 ü 2號SIGINT：interrupt中止，打斷正在運行的進程，相當於Ctrl+c ü 3號SIGQUIT 相當於ctrl+\ ，不是真正結進程，發送 SIGQUIT 信號給前臺進程組中的所有進程，終止前臺進程並生成 core 文件 ü 9號SIGKILL：強制殺死運行中的進程，不管理進程是否完成讀寫操作，會丟失進程數據，打開的文件可能會被損壞。一般應對僵死態或死亡態的進程 ü 15號SIGTERM：終止正在運行的進程，會給進程轉儲緩存數據的機會。如果kill不加任何信號則默認會發送第15號信號。 ü 18號SIGCONT：喚醒後臺休眠的進程繼續運行，此時在後臺運行，在進程所有的終端會話下使用fg命令可以恢復到前臺運行。bg命令就是向進程發送18號信號 ü 19SIGSTOP：將正在運行的進程轉入後臺休眠，相當於Ctrl+z ,Stopped暫停 Ø 進程前後臺切換 ü Ctrl+z將前臺運行的進程轉入後臺休眠（可以看到會提示[#]+ Stopped，#表示任務號，可以通過fg、bg發前18號信號喚醒任務），在進程所有的終端會話下使用fg命令可以恢復到前臺運行。相當於向後進程發送第19號信號SIGSTOP ü fg將後臺任務轉到前臺：jobs查看後臺休眠及運行任務，使用fg加上任務編號即可前後臺任務放到前臺運行，相當於向後臺進程發送第18號信號SIGCONT ü bg將前臺任務轉到後臺：bg即可以將前臺任務轉到後臺運行，也可以喚醒後臺休眠的任務，相當於向進程發前第18號信號SIGCONT ü Ctrl+c 中止前臺運行的任務 ü Ctrl+d 不是發送信號，而是表示一個特殊的二進制值，表示 EOF ü Ctrl+\ 發送 SIGQUIT 信號給前臺進程查並不執行並生成 core 文件，如ping命令想看 Ø 信號的表示方式： ü 信號的數字標識；例：1，2，3， ü 信號的完整名稱，以SIG後加信號名稱簡寫，例：SIGHUP，SIGINT,QUIT ü 信號的簡寫名稱；例：HUP，INT，QUIT Ø 基於進程名殺死所有進程 ü killall 進程名：例：killall httpd Ø 基於模式搜索進程 ü pgrep： ü 語法：pgrep [options] pattern ü 選項： -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 ü 實例： ü pkill Ø 向進程發送信號 ü 語法：kill -s [信號] pid 注：-s可以省略，而直接用-加上信號再指定PID即可。 ü 例：四種不同的發送信號的方法 Ø kill -9 `pidof ping` Ø kill -HUP `pidof ping` Ø kill -SIGHUP `pidof ping` Ø kill -s 9 `pidof ping`