进程

进程概念

Process: 运行中的程序的一个副本，是被载入内存的一个指令集合进程ID（Process ID，PID）号码被用来标

记各个进程UID、GID、和SELinux语境决定对文件系统的存取和访问权限，通常从执行进程的用户来继承

存在生命周期

task struct：Linux内核存储进程信息的数据结构格式

task list：多个任务的的task struct组成的链表

进程创建：

init：第一个进程   （centos6)               centos7 第一个进程是 system

父子关系

进程：都由其父进程创建，CoW        【copy  on write】 写时复制

fork() 调用函数， 生成子进程              clone()生成子进程也可以生成兄弟进程

 

进程的基本状态和转换

创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(process control block进程控制块)，向其中填写控制和管

理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运

行，把此时进程所处状态称为创建状态

就绪状态：进程已准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行

执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态

阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受到阻塞。

在满足请求时进入就绪状态等待系统调用

终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态，无法再执行

 

运行——>就绪：1，主要是进程占用CPU的时间过长，而系统分配给该进程占用CPU的时间是有限的；

2，在采用抢先式优先级调度算法的系统中,当有更高优先级的进程要运行时，该进程就被

迫让出CPU，该进程便由执行状态转变为就绪状态

就绪——>运行：运行的进程的时间片用完，调度就转到就绪队列中选择合适的进程分配CPU

运行——>阻塞：正在执行的进程因发生某等待事件而无法执行，则进程由执行状态变为阻塞状态，如发生

了I/O请求

阻塞——>就绪:进程所等待的事件已经发生，就进入就绪队列

以下两种状态是不可能发生的：

阻塞——>运行：即使给阻塞进程分配CPU，也无法执行，操作系统在进行调度时不会从阻塞队列进行挑

选，而是从就绪队列中选取

就绪——>阻塞：就绪态根本就没有执行，谈不上进入阻塞态

 

进程优先级

系统优先级：数字越小，优先级越高   0-139（CentOS4 , 5）

各有140个运行队列和过期队列

0-98，99（CentOS6）

实时优先级: 99-0 值最大优先级最高

nice值：-20到19，对应系统优先级100-139或99

Big O：时间复杂度，用时和规模的关系

O(1), O(logn), O(n)线性, O(n^2)抛物线, O(2^n)

 

进程相关概念

进程内存：Page Frame: 页框，用存储页面数据，存储Page 4k   （磁盘是用快存放   size 块 ）

LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存

根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据，其核心思想是“如果数据最近被访问过，那么将来被访问的几率

也更高”

 

进程状态

Linux内核：抢占式多任务

进程类型：

守护进程: daemon,在系统引导过程中启动的进程，和终端无关进程

执行命令，不占用终端资源叫后台执行

执行命令，占用终端资源叫前台执行       前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程

注意：两者可相互转化

进程状态：

进程状态：

运行态：running

就绪态：ready

睡眠态：可中断：interruptable                  不可中断：uninterruptable

停止态：stopped,暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动

僵死态：zombie，结束进程，父进程结束前，子进程不关闭

ps输出属性

VSZ: Virtual memory SiZe，虚拟内存集，线性内存

RSS: ReSident Size, 常驻内存集

STAT：进程状态

R：running

S: interruptable sleeping

D: uninterruptable sleeping

T: stopped

Z: zombie

+: 前台进程

l: 多线程进程

L：内存分页并带锁

N：低优先级进程

<: 高优先级进程

s: session leader，会话（子进程）发起者

 

系统管理工具

进程的分类：

CPU-Bound：CPU密集型，非交互

IO-Bound：IO密集型，交互

Linux系统状态的查看及管理工具：pstree,  ps,  pidof , pgrep,  top,  htop,  glance ,  pmap,  vmstat,  dstat,

pkill,  job , bg , fg,  nohup ，kill

pstree命令    pstree  -p  查看进程数

Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/PID目录下的各文件中

查看进程进程ps

支持三种选项：UNIX选项 如-A -e

BSD选项 如a

GNU选项 如–help

选项：默认显示当前终端中的进程

a 选项包括所有终端中的进程

x 选项包括不链接终端的进程

u 选项显示进程所有者的信息

f 选项显示进程树,相当于 –forest

k|–sort 属性 对属性排序,属性前加- 表示倒序

不加k是默认按照PID选项排序  加k后面指定用哪个选项排序

用k指定选项排序加- 就反向排序按照 %mem 内存使用率

o 属性… 选项显示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem

L 显示支持的属性列表

 

ps常见选项:UNIX选项 如-A -e

-C cmdlist 指定命令，多个命令用，分隔

-e: 显示所有进程，相当于-A

-F: 显示更完整格式的进程信息

-H: 以进程层级格式显示进程相关信息

-u userlist 指定有效的用户ID或名称

-U userlist 指定真正的用户ID或名称

-g gid或groupname 指定有效的gid或组名称

-G gid或groupname 指定真正的gid或组名称

-p pid 显示指pid的进程

–ppid pid 显示属于pid的子进程

-M 显示SELinux信息，相当于

 

PS 优先级

ni: nice值    【  -20——-19   】

pri: priority 优先级

psr: processor CPU编号

rtprio: 实时优先级

示例：ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio

常用组合：    aux             -ef                     -eFH

 

搜索进程

按预定义的模式：pgrep                  pgrep    [options]    pattern

-u uid: effective user，生效者

-U uid: real user，真正发起运行命令者

-t terminal: 与指定终端相关的进程

-l: 显示进程名

-a: 显示完整格式的进程名

-P pid: 显示指定进程的子进程

pgrep   也支持正则表达式

 

系统工具  uptime

显示当前时间，系统已启动的时间、当前上线人数，系统平均负载（1、5、10分钟的平均负载，一般不会超过1）

uptime   系统启动时间       2 users  当前在线人数    load  average  系统平均负载       1     5     10分钟

系统平均负载:     指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数

通常每个CPU内核的当前活动进程数不大于3，那么系统的性能良好

如果每个CPU内核的任务数大于5， 那么此主机的性能有严重问题

如果linux主机是1个双核CPU，当Load Average 为6的时候说明机器已经被充分使用

 

进程管理工具

top：有许多内置命令  默认以CPU消耗排序的

排序：
P：以占据的CPU百分比,%CPU

M：占据内存百分比,%MEM

T：累积占据CPU时长,TIME+

• top – 00:09:50[当前系统时间]
• 1user[用户当前登录],
• load average:0.00,0.01,0.05[系统负载，即任务队列的平均长度]
• Tasks: 183 total[总进程数],
• 2 running[正在运行的进程数],
• 181 sleeping[睡眠的进程数],
• 0 stopped[停止的进程数],
• 0 zombie[冻结进程数],
• Cpu(s): 0.2%us[用户空间占用CPU百分比],
• 0.2%sy[内核空间占用CPU百分比],
• 0.0%ni[用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比],
• 99.7%id[空闲CPU百分比], 0.0%wa[等待输入输出的CPU时间百分比],
• 0.0%hi[硬中断],
• 0.0%st[软中断],
• Mem:1867048k total[物理内存总量],
• 634096k used[使用的物理内存总量],
• 574864k free[空闲内存总量],
• 658088k buffers[用作内核缓存的内存量]
• Swap:  2097148k total[交换区总量],
• 0k used[使用的交换区总量],
• 2097148k free[空闲交换区总量],
• 1019512k avail Mem[有效的交换区总量],

首部信息显示：

uptime信息：l命令

tasks及cpu信息：t命令

cpu分别显示：1 (数字)  显示所有CPU

memory信息：m命令

修改刷新时间间隔：s   默认3秒刷新  改为5秒

终止指定进程：k      杀掉当前%CPU 使用率最高的

不想杀掉按 esc  退出

保存文件：W

在家目录里面 是隐藏文件    ls   -a

看下.toprc

退出命令：q

选项：

-d #: 指定刷新时间间隔，默认为3秒      top  -d  6   指定为6秒刷新

-b: 全部显示所有进程

-n #: 刷新多少次后退出

 

htop命令：EPEL源

选项：

-d #: 指定延迟时间；

-u UserName: 仅显示指定用户的进程

-s COLUME: 以指定字段进行排序

子命令：

s: 跟踪选定进程的系统调用

l: 显示选定进程打开的文件列表

a：将选定的进程绑定至某指定CPU核心

t: 显示进程树

 

内存空间    free

free [OPTION]

-b 以字节为单位              -m ：以MB为单位                   -g ：以GB为单位              -h ：易读格式

-o ：不显示-/+buffers/cache               -t ：显示RAM + swap的总和

-s： n 刷新间隔为n秒                              -c ：n 刷新n次后即退出

 

vmstat命令：虚拟内存信息

vmstat [options] [delay [count]]

vmstat   2 （刷新时间间隔秒）3（刷新次数完成后即退出）

procs:

r：可运行（正运行或等待运行）进程的个数，和核心数有关

b：处于不可中断睡眠态的进程个数(被阻塞的队列的长度)

memory：

swpd: 交换内存的使用总量

free：空闲物理内存总量

buffer：用于buffer的内存总量

cache：用于cache的内存总量：
swpd: 交换内存的使用总量

swap:

si：从磁盘交换进内存的数据速率(kb/s)

so：从内存交换至磁盘的数据速率(kb/s)

io：

bi：从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)  （从磁盘读入内存）

bo: 保存数据至块设备的速率  （写入磁盘）

system：

in: interrupts 中断速率，包括时钟

cs: context switch 进程切换速率

cpu：

us:Time spent running non-kernel code（用户使用率）

sy: Time spent running kernel code（系统占有率）

id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.（空闲）

wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.（等待）

st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown（偷到）

cs:切换

iostat:统计CPU和设备IO信息

pmap命令：进程对应的内存映射

pmap [options] pid […]

-x: 显示详细格式的信息

cat /proc/PID/maps

cat /proc/1/maps  比  pmap -x 1 显示的更详细

 

系统监控工具  glances  远程系统监控工具

glances命令：EPEL源

C/S模式下运行glances命令

服务器模式：

glances -s -B IPADDR                     IPADDR: 指明监听的本机哪个地址

客户端模式：

glances -c IPADDR                         IPADDR：要连入的服务器端地址

dstat命令：系统资源统计,代替vmstat,iostat

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

-c: 显示cpu相关信息

-C #,#,…,total

-d: 显示disk相关信息

-D total,sda,sdb,…

-g：显示page相关统计数据

-m: 显示memory相关统计数据

-n: 显示network相关统计数据

-p: 显示process相关统计数据

-r: 显示io请求相关的统计数据

-s: 显示swapped相关的统计数据

–tcp               –udp              –unix                 –raw             –socket               –ipc

–top-cpu：显示最占用CPU的进程                   –top-io: 显示最占用io的进程

–top-mem: 显示最占用内存的进程                  –top-latency: 显示延迟最大的进程

 

iotop 命令   EPEL源

otop命令是一个用来监视磁盘I/O使用状况的top类工具iotop具有与top相似的UI，其中包括PID、用户、

I/O、进程等相关信息，可查看每个进程是如何使用IO

iotop输出

第一行：Read和Write速率总计

第二行：实际的Read和Write速率

第三行：参数如下

线程ID （按p切换为进程ID）      优先级         用户          磁盘读速率        磁盘写速率       swap交换百分比

IO等待所占的百分比                    线程/进程命令

iotop常用参数

-o, –only只显示正在产生I/O的进程或线程，除了传参，可以在运行过程中按o生效

-b, –batch非交互模式，一般用来记录日志

-n NUM, –iter=NUM设置监测的次数，默认无限。在非交互模式下很有用

-d SEC, –delay=SEC设置每次监测的间隔，默认1秒，接受非整形数据例如1.1

-p PID, –pid=PID指定监测的进程/线程

-u USER, –user=USER指定监测某个用户产生的I/O

-P, –processes仅显示进程，默认iotop显示所有线程

-a, –accumulated显示累积的I/O，而不是带宽

-k, –kilobytes使用kB单位，而不是对人友好的单位。在非交互模式下，脚本编程有用

iotop常用参数和快捷键

-t, –time 加上时间戳，非交互非模式

-q, –quiet 禁止头几行，非交互模式

有三种指定方式

-q 只在第一次监测时显示列名

-qq 永远不显示列名

-qqq 永远不显示I/O汇总

交互按键

left和right方向键：改变排序

r：反向排序       o：切换至选项–only        p：切换至–processes选项     a：切换至–accumulated选项

q：退出             i：改变线程的优先级

 

进程管理工具        kill命令：

向进程发送控制信号，以实现对进程管理,每个信号对应一个数字，信号名称以SIG开头（可省略），不区

分大小写

显示当前系统可用信号： kill –l,trap -l

常用信号：man 7 signal

1) SIGHUP: 无须关闭进程而让其重读配置文件

2) SIGINT: 中止正在运行的进程；相当于Ctrl+c

3) SIGQUIT:相当于ctrl+\

9) SIGKILL: 强制杀死正在运行的进程

15) SIGTERM：终止正在运行的进程

18) SIGCONT：继续运行

19) SIGSTOP：后台休眠

指定信号的方法：

(1) 信号的数字标识：1, 2, 9         (2) 信号完整名称：SIGHUP            (3) 信号的简写名称：HUP

按PID：kill [-SIGNAL] pid …

kill –n SIGNAL pid;kill –s SIGNAL pid

按名称：killall [-SIGNAL] comm…

按模式：pkill [options] pattern

-SIGNAL

-u uid: effective user，生效者

-U uid: real user，真正发起运行命令者

-t terminal: 与指定终端相关的进程

-l: 显示进程名（pgrep可用）

-a: 显示完整格式的进程名（pgrep可用）

-P pid: 显示指定进程的子进程

作业管理

Linux的作业控制

前台作业：通过终端启动，且启动后一直占据终端；

后台作业：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）

让作业运行于后台

(1) 运行中的作业： Ctrl+z

(2) 尚未启动的作业： COMMAND &

用jobs 可以查看后台执行的命令列表（只适合本终端执行的后台命令）

用killall  后面跟上进程编号 直接杀掉进程命令

后台作业虽然被送往后台运行，但其依然与终端相关；退出终端，将关闭后台作业。如果希望送往后台

后，剥离与终端的关系

保证断网后，程序能够继续执行

nohup COMMAND &>/dev/null &

nohup  COMMAND  &          终端显示的内容放到  nohup.out 文件中

tail    -f    nohup.out

screen;       COMMAND

用screen  -r  回复    screen  执行的命令 继续执行

作业控制：

fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后台作业调回前台

bg [[%]JOB_NUM]：让送往后台的作业在后台继续运行

kill [%JOB_NUM]： 终止指定的作业

并行运行

同时运行多个进程，提高效率

方法1

写   vi all.sh  脚本把    f1.sh&          f2.sh&           f3.sh& 放到脚本中执行脚本就可以

方法2

(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)

方法3

{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }