這裏我們主要介紹進程的狀態,進程的狀態可以通過/proc/PID/status來查看,也可以通過/proc/PID/stat來查看.
如果說到工具大家用的最多的ps也可以看到進程的信息.這裏我們通過/proc/PID/status來分析進程的信息.
在2.6.18之後的內核,多了capibilty/cpusets等信息.
查看進程狀態信息如下:
more status
Name: rsyslogd
State: S (sleeping)
Tgid: 987
Pid: 987
PPid: 1
TracerPid: 0
Uid: 0 0 0 0
Gid: 0 0 0 0
Utrace: 0
FDSize: 32
Groups:
VmPeak: 36528 kB
VmSize: 36528 kB
VmLck: 0 kB
VmHWM: 1432 kB
VmRSS: 1420 kB
VmData: 33980 kB
VmStk: 88 kB
VmExe: 320 kB
VmLib: 2044 kB
VmPTE: 56 kB
VmSwap: 0 kB
Threads: 3
SigQ: 1/7954
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000000000
SigIgn: 0000000001001206
SigCgt: 0000000180014c21
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: ffffffffffffffff
CapEff: ffffffffffffffff
CapBnd: ffffffffffffffff
Cpus_allowed: 3
Cpus_allowed_list: 0-1
Mems_allowed: 1
Mems_allowed_list: 0
voluntary_ctxt_switches: 1
nonvoluntary_ctxt_switches: 0
Name: rsyslogd
解釋:進程名
State: S (sleeping)
解釋:進程的狀態我們前文已經做了很詳細的分析,各進程的狀態代表的意義如下:
R (running)", "S (sleeping)", "D (disk sleep)", "T (stopped)", "T(tracing stop)", "Z (zombie)", or "X (dead)"
Tgid: 987
解釋:Tgid是線程組的ID,一個線程一定屬於一個線程組(進程組).
Pid: 987
解釋:這個是進程的ID,更準確的說應該是線程的ID.
例如:
UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY TIME CMD
root 987 1 987 0 3 00:18 ? 00:00:00 /sbin/rsyslogd -c 4
root 987 1 989 0 3 00:18 ? 00:00:00 /sbin/rsyslogd -c 4
root 987 1 990 0 3 00:18 ? 00:00:00 /sbin/rsyslogd -c 4
注:
/proc/pid/status中的Pid就是ps命令的LWP列輸出,PID一列其實是進程組,而LWP是輕量級進程,也就是線程,因爲所有的進程必須一個線程,那就是它自己.
PPid: 1
解釋:當前進程的父進程
TracerPid: 0
解釋:跟蹤當前進程的進程ID,如果是0,表示沒有跟蹤.
例如:
用strace跟蹤top程序
strace top
查看top進程
ps -axjf
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
2491 2500 2500 2491 pts/2 2500 S+ 0 0:00 \_ strace top
2500 2501 2500 2491 pts/2 2500 S+ 0 0:00 \_ top
查看top進程的TracerPid位
cat /proc/2501/stat
stat statm status
test1:/proc/2431# cat /proc/2501/status
Name: top
State: S (sleeping)
Tgid: 2501
Pid: 2501
PPid: 2500
TracerPid: 2500
Uid: 0 0 0 0
Gid: 0 0 0 0
解釋:
第一列數字(RUID):實際用戶ID,指的是進程執行者是誰.
第二列數字(EUID):有效用戶ID,指進程執行時對文件的訪問權限.
第三列數字(SUID):保存設置用戶ID,作爲effective user ID的副本,在執行exec調用時後能重新恢復原來的effectiv user ID.
第四列數字(FSUID):目前進程的文件系統的用戶識別碼.一般情況下,文件系統的用戶識別碼(fsuid)與有效的用戶識別碼(euid)是相同的.
這裏重點說明RUID和EUID,我們用test用戶啓動top,如下:
終端1)
su - test
top
查看該進程的EUID和RUID,如下:
終端2)
cat /proc/`pgrep top|grep -v grep`/status
前面略
Uid: 1002 1002 1002 1002
Gid: 1003 1003 1003 1003
後面略
注:這裏我們看到進程的RUID和EUID都變成了1002.
我們將程序top加上setuid權限,如下:
chmod +s /usr/bin/top
重新運行top程序,並查看它的RUID和EUID,如下:
cat /proc/`pgrep top|grep -v grep`/status
前面略
Uid: 1002 0 0 0
Gid: 1003 0 0 0
後面略
注:我們看到RUID還是1002,說明程序是由test用戶(UID=1002)啓動的,而程序設定了setuid,那麼在程序運行時是用程序的owner權限來運行程序,而不是啓動的用戶權限.
由於top的owner是root,那麼它的EUID是0.
FDSize: 32
解釋:
FDSize是當前分配的文件描述符,這個值不是當前進程使用文件描述符的上限.
我們看到這裏是32,但實際並沒有分配32個文件,如下:
ls -l /proc/`pgrep rsyslogd|grep -v grep`/fd
total 0
lrwx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 0 -> socket:[5741]
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 1 -> /var/log/auth.log
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 10 -> /var/log/mail.err
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 11 -> /var/log/news/news.crit
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 12 -> /var/log/news/news.err
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 13 -> /var/log/news/news.notice
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 14 -> /var/log/debug
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 15 -> /var/log/messages
lrwx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 16 -> /dev/xconsole
lr-x------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 17 -> /proc/kmsg
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 2 -> /var/log/syslog
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 3 -> /var/log/daemon.log
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 4 -> /var/log/kern.log
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 5 -> /var/log/lpr.log
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 6 -> /var/log/mail.log
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 7 -> /var/log/user.log
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 8 -> /var/log/mail.info
l-wx------ 1 root root 64 2011-04-20 20:03 9 -> /var/log/mail.warn
我們看到這裏只用到了18個文件描述符.而如果超過32個文件描述符,將以32進行遞增,如果是64位系統,將以64進行遞增.
FDSize這個值不會減少,如果我們程序打開了300個文件,並不會因爲關閉文件,而減少FDSize這個值.
Groups: 0
解釋:
這裏的groups表示啓動這個進程的用戶所在的組.
我們當前的用戶test,現在在兩個組(1000,2000)裏面,如下:
id
uid=1002(test) gid=1002(nagcmd) groups=1000(chenkuo),1002(nagcmd)
用test用戶啓動top程序,並查看它的groups,如下:
終端1
top
終端2
cat /proc/`pgrep top|grep -v grep`/status
截取信息如下:
Groups: 1000 1002
VmPeak: 36528 kB
解釋:這裏的VmPeak代表當前進程運行過程中佔用內存的峯值.
我們用下面的程序申請內存,然後釋放內存,最後通pause()函數中止程序的運行,程序源碼如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int
main (int argc, char *argv[])
{
if (argc != 2)
exit (0);
size_t mb = strtoul(argv[1],NULL,0);
size_t nbytes = mb * 0x100000;
char *ptr = (char *) malloc(nbytes);
if (ptr == NULL){
perror("malloc");
exit (EXIT_FAILURE);
}
printf("allocated %d mb\n", mb);
free(ptr);
pause();
return 0;
}
gcc callmem.c -o callmem
./callmem 10
allocated 10 mb
終端2
我們打開status文件,查看VmPeak值,如下:
cat /proc/`pgrep callmem|grep -v grep`/status
Name: callmem
State: S (sleeping)
Tgid: 2930
Pid: 2930
PPid: 2831
TracerPid: 0
Uid: 1002 1002 1002 1002
Gid: 1002 1002 1002 1002
FDSize: 256
Groups: 1000 1002
VmPeak: 11852 kB
VmSize: 1608 kB
VmLck: 0 kB
VmHWM: 396 kB
VmRSS: 396 kB
VmData: 28 kB
VmStk: 84 kB
VmExe: 4 kB
VmLib: 1468 kB
VmPTE: 12 kB
下面略
注:我們看到程序申請了10240kb(10MB)的內存,VmPeak的值爲11852kb,爲什麼不是10MB呢,因爲除了我們申請的內存外,程序還會爲加載動態鏈接庫而佔用內存.
VmSize: 36528 kB
解釋:VmSize代表進程現在正在佔用的內存
這個值與pmap pid的值基本一致,如果略有不同,可能是內存裂縫所造成的.
VmLck: 0 kB
解釋:VmLck代表進程已經鎖住的物理內存的大小.鎖住的物理內存不能交換到硬盤.
我們用下面的程序進行測試,如下:
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
char array[2048];
if (mlock((const void *)array, sizeof(array)) == -1) {
perror("mlock: ");
return -1;
}
printf("success to lock stack mem at: %p, len=%zd\n",
array, sizeof(array));
sleep(60);
if (munlock((const void *)array, sizeof(array)) == -1) {
perror("munlock: ");
return -1;
}
printf("success to unlock stack mem at: %p, len=%zd\n",
array, sizeof(array));
return 0;
}
編譯後運行:
gcc memlock.c -o memlock
我們這裏將2048個字節的數組地址空間鎖定到了物理內存中.
接下來我們看下Vmlck值的變化,如下:
cat /proc/`pgrep memlock|grep -v grep`/status
Name: memlock
State: S (sleeping)
Tgid: 3249
Pid: 3249
PPid: 3139
TracerPid: 0
Uid: 0 0 0 0
Gid: 0 0 0 0
FDSize: 256
Groups: 0
VmPeak: 1624 kB
VmSize: 1608 kB
VmLck: 4 kB
VmHWM: 356 kB
VmRSS: 356 kB
VmData: 28 kB
VmStk: 84 kB
VmExe: 4 kB
VmLib: 1468 kB
VmPTE: 16 kB
我們看到Vmlck的值爲4Kb,這是因爲分配的最少單位是4KB,以後每次遞增都是4KB的整數倍.
VmHWM: 1432 kB
VmRSS: 1420 kB
解釋:
VmHWM是程序得到分配到物理內存的峯值.
VmRSS是程序現在使用的物理內存.
我們用下面的程序進行測試,如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int
main (int argc, char *argv[])
{
if (argc != 2)
exit (0);
size_t mb = strtoul(argv[1],NULL,0);
size_t nbytes = mb * 0x100000;
char *ptr = (char *) malloc(nbytes);
if (ptr == NULL){
perror("malloc");
exit (EXIT_FAILURE);
}
size_t i;
const size_t stride = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
for (i = 0;i < nbytes; i+= stride) {
ptr[i] = 0;
}
printf("allocated %d mb\n", mb);
pause();
return 0;
}
編譯:
gcc callmem.c -o test
注意這個程序在每頁都修改一個字節的數據,導致系統必須爲它分配佔用物理內存.
首先我們查看當前的內存,如下:
free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 503 18 484 0 0 5
-/+ buffers/cache: 12 490
Swap: 7632 7 7624
我們看到當前有490MB的空閒物理內存.
運行callmem分配450MB的物理內存,如下:
./test 450&
[1] 2402
allocated 450 mb
我們查看進程的VmHWM和VmRSS,如下:
cat /proc/`pgrep test`/status
略
VmHWM: 461208 kB
VmRSS: 461208 kB
略
我們看到此時VmHWM和VmRSS是一樣的,表示佔用了460MB左右的物理內存(因爲它會用到動態鏈接庫等).
下面我們查看當前的內存使用情況,如下:
free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 503 470 33 0 0 6
-/+ buffers/cache: 463 40
Swap: 7632 7 7625
我們看到還有40MB空閒物理內存.
我們下面再申請100MB的內存,此時系統會通過物理內存和SWAP的置換操作,把第1次運行的test進程所佔用的物理內存置換到SWAP,把空出來的物理內存分配給第2次運行的程序,如下:
mv test test1
./test1 100&
[1] 2419
allocated 100 mb
再次查看test進程所佔用的物理內存,如下:
cat /proc/`pgrep test`/status
略
VmHWM: 461208 kB
VmRSS: 386704 kB
略
最後我們看到VmHWM沒有變化,因爲它表示的是該進程所佔用物理內存的峯值,不會因爲把內存置換到SWAP,而做改變.
而VmRSS則由461208KB變成了386704KB,說明它佔用的物理內存因爲置換所以減少.
VmData: 33980 kB
VmStk: 88 kB
VmExe: 320 kB
VmLib: 2044 kB
解釋:
VmData:表示進程數據段的大小.
VmStk:表示進程堆棧段的大小.
VmExe:表示進程代碼的大小.
VmLib:表示進程所使用LIB庫的大小.
關於代碼段,堆棧段,數據段:
代碼段可以爲機器中運行同一程序的數個進程共享
堆棧段存放的是子程序（函數）的返回地址、子程序的參數及程序的局部變量
數據段則存放程序的全局變量、常數以及動態數據分配的數據空間（比如用malloc函數申請的內存）
與代碼段不同，如果系統中同時運行多個相同的程序，它們不能使用同一堆棧段和數據段.
注意:
堆棧段代表的是程序中的堆區(stack),堆區一般是編譯器自動分配釋放的.
我們用malloc申請的內存,它佔用的其實是棧區(heap),棧區一般是程序員自已分配釋放的,而棧區在這裏屬於數據段,所以我們看到上面測試程序通過調用malloc函數後,VmData一值有了很大的變化.
VmPTE: 56 kB
VmSwap: 0 kB
VmPTE: 56 kB
解釋:
佔用的頁表的大小.
VmSwap: 0 kB
解釋:
進程佔用Swap的大小.
Threads: 3
解釋:
表示當前進程組有3個線程.
SigQ: 1/7954
解釋:
表示當前待處理信號的個數,我們用下面和程序進行測試,如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
volatile int done = 0;
void handler (int sig)
{
const char *str = "handled...\n";
write (1, str, strlen(str));
done = 1;
}
void child(void)
{
int i;
for (i = 0; i < 3; i++){
kill(getppid(), SIGRTMIN);
printf("child - BANG!\n");
}
exit (0);
}
int main (int argc, char *argv[])
{
signal (SIGRTMIN, handler);
sigset_t newset, oldset;
sigfillset(&newset);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &newset, &oldset);
pid_t pid = fork();
if (pid == 0)
child();
printf("parent sleeping \n");
int r = sleep(30);
printf("woke up! r=%d\n", r);
sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldset, NULL);
while (!done){
};
printf("exiting\n");
exit(0);
}
編譯:
gcc sig.c -o sig
本程序會發達三次信號,此後進入sleep,我們可以在這期間來查看待處理信號的個數,如下:
./sig
parent sleeping
child - BANG!
child - BANG!
child - BANG!
woke up! r=0
handled...
handled...
handled...
exiting
cat /proc/`pgrep sig`/status
略
SigQ: 4/4294967295
略
我們發送了三次信號,這裏爲什麼是4呢,因爲我們用了fork派生了子進程,子進程結束後會發送SIGCHLD信號.所以這裏有4個信號待處理.
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000000000
SigIgn: 0000000001001206
SigCgt: 0000000180014c21
解釋:
SigPnd:屏蔽位,存儲了該線程的待處理信號,等同於線程的PENDING信號.
ShnPnd:屏蔽位,存儲了該線程組的待處理信號.等同於進程組的PENDING信號.
SigBlk:存放被阻塞的信號,等同於BLOCKED信號.
SigIgn:存放被忽略的信號,等同於IGNORED信號.
SigCgt:存放捕獲的信號,等同於CAUGHT信號.
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: ffffffffffffffff
CapEff: ffffffffffffffff
CapBnd: ffffffffffffffff
解釋:
CapEff:當一個進程要進行某個特權操作時,操作系統會檢查cap_effective的對應位是否有效,而不再是檢查進程的有效UID是否爲0.
CapPrm:表示進程能夠使用的能力,在cap_permitted中可以包含cap_effective中沒有的能力，這些能力是被進程自己臨時放棄的,也可以說cap_effective是cap_permitted的一個子集.
CapInh:表示能夠被當前進程執行的程序繼承的能力.
CapBnd:是系統的邊界能力,我們無法改變它.
Cpus_allowed: 3
Cpus_allowed_list: 0-1
解釋:
Cpus_allowed:3指出該進程可以使用CPU的親和性掩碼,因爲我們指定爲兩塊CPU,所以這裏就是3,如果該進程指定爲4個CPU(如果有話),這裏就是F(1111).
Cpus_allowed_list:0-1指出該進程可以使用CPU的列表,這裏是0-1.
Mems_allowed: 1
Mems_allowed_list: 0
內存同CPU一樣,進程rsyslogd只是使用了結點0的內存資源.
我們這裏調整該進程到CPU0,如下:
taskset -p 1 987
pid 987's current affinity mask: 3
pid 987's new affinity mask: 1
cat /proc/987/status
略
Cpus_allowed: 1
Cpus_allowed_list: 0
Mems_allowed: 1
Mems_allowed_list: 0
注:我們看到Cpus_allowed/Cpus_allowed_list較之前有了變化.Cpus_allowed由3變成了1.表明我們只會用CPU0.
voluntary_ctxt_switches: 1
nonvoluntary_ctxt_switches: 0
voluntary_ctxt_switches表示進程主動切換的次數.
nonvoluntary_ctxt_switches表示進程被動切換的次數.
首先查看一下當前進程,如下:
echo $$
1544
執行如下命令:
while ((1)); do echo 1; sleep 1; done
查看該進程的主動切換與被動切換,如下:
cat status
略
voluntary_ctxt_switches: 949
nonvoluntary_ctxt_switches: 55
我們看到主動切換和被動切換有了明顯的變化.
