Linux进程和计划任务

                                                      Linux进程和计划任务

本章内容：

进程相关概念

进程及系统相关工具

计划任务

 

进程概念：

内核功能：进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能等；

process：在内存中运行的程序被称为进程。

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task list组成的链表

进程的创建：

      centos5、6中的第一个进程为：init

       进程：都有其父进程创建，COW（写时复制）

 

进程优先级：

系统优先级：数字越小，优先级越高

     0–139：（centos4,5）

     0–99 ：（centos6）

实时优先级：99–0：数值越大优先级越高

nice值：-20–19：对应的系统优先级100-139或99

 

进程内存：

     page frame：页框，用存储页面数据，存储page 4k

     LRU：近期最少使用算法，释放内存

     MMU：内存管理单元，负责转换线性和物理地址

 

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，和终端无关的进程。

     前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程。

     注意：两者可以相互转化。

 

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，暂停于内存中，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。

 

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、kill、pkill、job、bg、fg、nohup

 

pstree命令：查看进程树

      pstree  [options]

               -p：可以列出对应进程的PID号；

               -u：列出进程对应的用户名；

               -a：列出完整的命令信息；

 

ps命令：查看静态的进程统计信息

     ps [options]

         a：显示当前终端下的所有进程信息；

         u：使用以用户为主的格式输出进程信息；

         x：显示当前用户在所有终端下的进程信息；

        -e：显示系统内的所有进程信息；

        -l：使用长格式显示进程信息；

        -f：使用完整的格式显示进程信息；

   执行“ps aux”命令后，将以列表的形式输出所有进程信息，其中各字段的含义如下

        USER：启动该进程的用户账号的名称。

        PID：该进程在系统中的PID号，在当前系统时唯一的。

        TTY：表明该进程在哪个终端上运行，“？”表示未知或不需要的终端。

        STAT：显示了进程当前的状态，如S（休眠）、R（运行）、Z（僵死）、<（高优先级）、N（低优先级）、s（父进程）、+（前台进程）l（多线程进程）T（停止状态）D（不可中断休眠）对于僵死状态的进程应该手动终止掉。

        START：启动该进程的时间。

        TIME：该进程占用CPU的时间。

        COMMAND：启动该进程的命令的名称。

        %CPU：CPU占用百分比。

        %MEM：内存占用百分比。

        VSZ：占用虚拟内存（swap空间）的大小。

        RSS：占用常驻内存（物理内存）的大小。

 

搜索进程：

      pgrep命令：查询特定进程信息的专用工具。

         pgrep   [options]  patter

                   -u：真正运行命令生效的用户

                   -U：真正发起运行命令的用户

                   -t：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：显示父进程为此指定的进程的进程列表

        示例：

         [root@centos6 proc]# pgrep -l  bash

         4128 bash

         6761 bash

         6780 bash

         [root@centos6 proc]#

 

pidof命令：查询指定进程的pid号。

示例：

  [root@centos6 proc]# pidof bash

  6780 6761 4128

  [root@centos6 proc]#

 

uptime命令：查看系统的平均负载

      显示当前系统时间，系统已经启动多久，当前登录系统的人数，系统的平均负载（1、2、10分钟的平均负载，一般不会超过1）

  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。

      如果每个cpu内核的当前活动进程数不大于3的话，那么系统性能良好。如果每个CPU内核的任务大于5，那么这台机器的性能有严重的问题。

      如果Linux主机是1个双内核CPU的话，当load average为6的时候说明机器已经被充分使用了。  

      示例：

        [root@centos6 Desktop]# uptime

        10:49:46 up 25 min,  2 users,  load average: 0.14, 0.10, 0.18

        [root@centos6 Desktop]#      （平均负载）

 

top命令：进程管理工具，有许多内置的命令

      选项：

          -d#：指定刷新时间间隔，默认为3秒

          -b：以批次方式显示

          -n#：显示多少批次

 

      排序：

        P：以占据的cpu百分比，%CPU进行排序；

        M：占据内存百分比，%MEM进行排序；

        T：累计占据CPU的时长进行排序；

       

       首部信息显示：

        uptime信息 ：按l 键可以“屏蔽/显示” uptime平均负载

        tasks及CPU信息：按 t 键可以“屏蔽/显示”tasks及CPU信息

        CPU分别显示：按 1（数字）可以把所有CPU单个显示

        memory信息：按 m 键可以“屏蔽/显示”内存和swap的信息

退出top命令：q

修改刷新时间间隔： 按s键 后跟上要间隔的刷新时间（以秒为单位）

终止指定的进程：k

保存文件：W

 

栏位信息简介：

    us：用户空间

    sy：内核空间

    ni：调整nice时间

    id：空闲

    wa：等待IO时间

    hi：硬中断

    si：软中断

    st：被虚拟机偷走的时间

 

htop命令：进程管理工具，需从Fedora-EPEL源安装

     选项：

        -d#：指定延迟时间

        -u：仅显示指定用户的进程

        -s：以指定字段进行排序

 

vmstat命令：显示虚拟内存信息

     vmstat  [options]  [delay[count]]

              -s：显示内存的统计数据

示例： 每秒刷新一次，显示5次

 [root@centos6 Desktop]# vmstat 1 5

procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —–cpu—–

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st

 1  0     0 270616  70172 278980    0    0    12     1   47   66  0  0 99  1  

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0  109  131  1  0 100  0  0

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0  110  148  1  1 99  0  0

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0   93  118  1  0 100  0  0

 0  0     0 270536  70172 279012    0    0     0     0   96  133  0  0 100  0

[root@centos6 Desktop]#

 

pmap命令：查看进程的内存映射

pmap  [options] pid

         -x：显示详细格式的信息

另一种查看方式是：

 #cat  /proc/PID/maps

示例：

[root@centos6 Desktop]# pgrep bash

3290

[root@centos6 Desktop]# pmap -x 3290

3290:   /bin/bash

Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode   Mapping

0000000000400000     852     536       0 r-x–  bash

00000000006d4000      36      36      36 rw—  bash

00000000006dd000      24      24      24 rw—    [ anon ]

00000000008dc000      36       8       0 rw—  bash

0000000001f5a000     264     248     248 rw—    [ anon ]

0000003f24400000     128     112       0 r-x–  ld-2.12.so

…………………………………………………………………………….

[root@centos6 Desktop]#

 

glances命令：系统监控工具 （需要从EPEL源安装）

     示例：

     [root@centos6 Desktop]# glances

     C/S模式下运行glances 可以实现远程监控其他主机，适用于局域网内；

     服务器端设置：

        glances  -s  -B IPADDR

                -s：指明是服务器端

                -B：绑定要监控的服务器的IP地址

     客户端模式：

        glances  -c  IPADDR

                -c：指明是客户端

           IPADDR：指明要监控的服务端地址

 

     示例：

      测试环境说明：

       centos 7 为服务器端，IP地址为：192.168.3.10

       centos 6 为客户机端，IP地址为：192.168.3.2

 

      服务器模式配置：

        [root@centos7 Desktop]# glances  -s  -B 192.168.3.10

     

      客户机端模式端，监控centos7

        [root@centos7 Desktop]# glances  -c   192.168.3.10

 

dstat命令：系统资源统计

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

                 -c：显示CPU相关的信息

                 -d：显示disk相关的信息

                 -g：显示page相关的统计数据

                 -m：显示memory相关的统计数据

                 -n：显示network相关的统计信息

                 -p：显示process相关的统计数据

                 -r：显示IO请求相关的统计数据

                 -s：显示swapped相关的统计数据

           –top-cpu：显示最占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

 

     示例：每隔1秒统计一次，一共统计5次

     [root@centos6 Desktop]# dstat 1 5

     —-total-cpu-usage—- -dsk/total- -net/total- —paging– —system–

     usr sys idl wai hiq siq| read  writ| recv  send|  in   out | int   csw

     0   0  99   1   0   0|  25k 1837B|   0     0 |   0     0 |  93   132

     0   0 100   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 |  87   123

     1   1  99   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 127   143

     2   1  97   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 179   183

     1   2  97   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 149   148

     1   1  98   0   0   0|   0     0 |   0     0 |   0     0 | 112   124

[root@centos6 Desktop]#

 

kill、killall、pkill命令：终止进程

   kill命令向进程发送控制信号，以实现对进程的管理

   显示当前系统可用信号：kill -l

       常用信号：

        1）SIGHUP：无需关闭进程而让其重读配置文件；

        2）SIGINT：终止正在运行的进程，相当于ctrl+c；

        9）SIGKILL：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）信号数字识别：1,2,3….

         （2）信号的完整名称：SIGHUP

         （3）信号的简写名称：HUP

 

 kill命令：

     使用kill命令终止进程时，需要使用进程的PID号作为参数；无特定选项信号时，kill命令将给该进程发送终止信号并正常退出，若该进程已经无法响应终止信号，则可以结合“-9”选项强行杀死进程。

       示例：

       [root@centos6 ~]# pgrep  -l  vim

       5031 vim

       [root@centos6 ~]# kill 5031

       [root@centos6 ~]# pgrep  -l  vim

       [root@centos6 ~]#

 

killall命令：

     使用killall命令可以通过进程名来杀死进程，当需要结束系统中多个相同名称的进程时，使用killall命令将更加方便，效率更高。killall命令也同样可以结合“-9”选项以强制结束进程。

     示例：

     [root@centos6 ~]# vim f1

 

     [1]+  Stopped                 vim f1    //crtl+z挂起至后台

     [root@centos6 ~]# pgrep -l vim

     5297 vim

     [root@centos6 ~]# killall -9 vim

     [root@centos6 ~]# pgrep -l vim

     [1]+  Killed                  vim f1    //已杀死vim进程

     [root@centos6 ~]#

 

pkill命令：

使用pkill命令可以根据进程的名称、运行该进程的用户、进程所在的终端等多种属性终止特定的进程，如“-U”指定用户，“-t”指定终端等。

示例：

 1）终止用户zheng所在的终端：使用选项“-t”

    [root@centos6 ~]# who

zheng    tty2         2016-09-17 19:28

root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

[root@centos6 ~]# pkill -9 -t tty2

[root@centos6 ~]# who

root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

[root@centos6 ~]#

2）终止用户zheng所在的终端：使用选项“-U”

   [root@centos6 ~]# who

   zheng    tty2         2016-09-17 19:32

   root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

   root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

   [root@centos6 ~]# pkill -9 -U zheng

   [root@centos6 ~]# who

   root     tty1         2016-09-17 10:25 (:0)

   root     pts/1        2016-09-17 17:36 (:0.0)

   [root@centos6 ~]#

 

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：可以通过终端启动，但启动后即转入后台运行

     如何让作业运行与后台？

     （1）运行中的作业可以执行：ctrl+z

     （2）未启动的作业可以执行：#command &

      以上此类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可以执行以下命令：

      #nohup command &     #screen;command

      示例： 使用nohup命令剥离后台命令ping与终端的关系，即使断网也会继续运行。

       [root@centos6 ~]# nohup ping 127.0.0.1 &

       [1] 5886

       [root@centos6 ~]# nohup: ignoring input and appending output to `nohup.out'

 

     jobs命令：查看所有与终端相关的后台运行的作业

         jobs  -l  ：查看所有后台运行的作业；

       示例：

         [root@centos6 ~]# vim f1 &

         [1] 5905

         [root@centos6 ~]# jobs -l  //查看所有后台运行的作业；

         [1]+  5905 Stopped (tty output)    vim f1

         [root@centos6 ~]#

 

     fg命令：可以将后台的进程任务重新调入终端前台执行；只需指定后台任务对应的顺序编号，可以通过jobs命令获取。

        示例：将后台的vim f1调到前台工作

         [root@centos6 ~]# jobs -l

         [1]+  5905 Stopped (tty output)    vim f1

         [root@centos6 ~]# fg 1

 

     bg命令：让送往后台的作业在后台继续运行；

         示例：

         [root@centos6 ~]# ping 127.0.0.1

         PING 127.0.0.1 (127.0.0.1) 56(84) bytes of data.

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.046 ms

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.041 ms

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.054 ms

         ^Z                    //ctrl+z 调到后台

         [2]+  Stopped                 ping 127.0.0.1

         [root@centos6 ~]# bg 2   //把在后台停止的ping在后台运行起来

         [2]+ ping 127.0.0.1 &

         64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.127 ms

         [root@centos6 ~]# 64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.055 ms

 

并行运行：

      让两个或多个脚本同时运行，需写脚本的绝对路径，后必须加“&”符。

      示例：

      编写3个循环脚本

        [root@centos6 testdir]# cat f1.sh f2.sh f2.sh

        #!/bin/bash

        while true;do

        echo "f1.sh"

        sleep 1

        done

        #!/bin/bash

        while true;do

        echo "f2.sh"

        sleep 1

        done

        #!/bin/bash

        while true;do

        echo "f2.sh"

        sleep 1

        done

        [root@centos6 testdir]#

   第一种并行运行脚本方法：

        [root@centos6 testdir]# (/testdir/f1.sh&);(/testdir/f2.sh&);(/testdir/f3.sh&)

   

   第二种并行运行脚本方法：

        [root@centos6 testdir]{ /testdir/f1.sh&/testdir/f2.sh&/testdirf3.sh& }

   

   第三种并行运行脚本方法：

        编写一个脚本，把f1、f2、f3脚本放进去。

        [root@centos6 testdir]# cat all.sh

        #!/bin/bash

        #

        /testdir/f1.sh&

        /testdir/f2.sh&

        /testdir/f3.sh&

        [root@centos6 testdir

      执行all.sh脚本并行处理f1、f2、f3脚本

        [root@centos6 testdir]# source all.sh

 

nice命令：调整进程优先级

       示例：

        [root@centos6 testdir]# nice -n -10 ping 127.0.0.1

       查看设定的优先级：

        [root@centos6 testdir]# ps axo  pid,comm,ni

 

renice命令：重新设定进程优先级

        renice   [-n]  priority   pid

 

计划任务管理：

     在Linux系统中，通过atd、crond这两个系统服务实现一次性、周期性计划任务的功能，并分别通过at、crontab命令进行计划任务的设定。

     使用at命令设置的计划任务只在指定的时间点执行一次，有一个前提是，对应的系统服务at必须运行。

     使用crontab命令设置的计划任务可以按预设的周期重复执行，可以大大减轻重复设置系统管理任务的操作。有一个前提是，对应的系统服务crond必须运行。

 

     at 命令：

      at  [options]  TIME

        常用选项：

            -q：队列

            -l：查看当前系统中设置的at计划任务列表，相当于atq

            -d：删除指定任务编号的作业，相当于atrm

            -c：查看具体的作业任务。

            -f：从指定的脚本文件中读取任务

            -m：强制at发邮件表示执行完毕

        TIME：

            HH:MM  [yyyy-mm-dd]

            noon  midnight  teattime

            tomorrow

            now+#{minutes  hours  days weeks}

 

            ctrl+d：提交一次性计划任务

 

at一次性计划任务：

 

          执行方式：

             1）交互式  2）输入重定向  3）at  -f  scriptsfile

          依赖atd服务，需要启动才能实现at一次性计划任务

          at队列存放在/var/spool/at目录中

          /etc/at.{allow ,deny}控制用户是否能执行at任务

            白名单：/etc/at.allow默认不存在，只有该文件中的用户才能执行at命令

            黑名单：/etc/at.deny拒绝该文件中的用户执行at命令，而没有在at.deny文件中的用户可以执行at命令。

           如果两个文件都不存在，则只有root可以执行at命令。

 

       at命令：执行的一次性计划任务是存放在/var/spool/at目录下的

           示例：

             [root@centos6 at]# at 15:22

             at> wall hello

             at> <EOT>

             job 6 at 2016-09-18 15:22

             [root@centos6 at]# pwd

             /var/spool/at

             [root@centos6 at]# ls

             a000060176e77a  spool

             [root@centos6 at]#

        at命令的“-f”选项：从指定的脚本文件中读取任务。

           示例：

            [root@centos7 testdir]# cat sum100.sh

            #!/bin/bash

            echo "==============================="

            i=1

            sum=0

           while [ $i -le 100  ];do

           let  sum=$sum+$i

           let i++

           done

           echo "1 to 100 sum :$sum"

           echo "=============================="

           unset i

           unset sum

           [root@centos7 testdir]#

           [root@centos7 ~]# at 3:45 -f /testdir/sum100.sh

           job 3 at Sun Sep 18 03:45:00 2016

           [root@centos7 ~]#

        注： at的执行结果需去mail邮件中查看。

 

     注意：作业执行命令的结果中的“标准输出”和“错误输出”以邮件通知给相关用户。

    

       示例：

          [root@centos7 ~]# at 3:05

          at> wall “da jia hao”

          at> echo “at test”

          at> <EOT>                   //ctrl+d提交计划任务

          job 2 at Sun Sep 18 03:05:00 2016

          [root@centos7 ~]# at -l

          2 Sun Sep 18 03:05:00 2016 a root

          [root@centos7 ~]#

          Broadcast message from root@centos7 (Sun Sep 18 03:05:01 2016):

 

          da jia hao

 

        You have new mail in /var/mail/root //echo执行的结果是标准输出，所以有邮件通知

        [root@centos7 ~]#

 

crontab周期性计划任务

        使用crontab命令设置的计划任务可以按预设的周期重复执行，可以大大减轻重复设置系统管理任务的操作。有一个前提是，对应的系统服务crond必须运行。

               centos7：systemctl   status  crond

               centos6：service    crond    status

        周期性计划任务提交给crond，到指定的时间会自动运行。

          系统crond任务：系统维护计划任务

                /etc/crontab

          用户crond任务：

                crontab命令

          日志：/var/log/cron

     用户自行定义的cron任务将被保存在目录“/var/spool/cron”中，文件名与对应的用户账号同名。

 

用户crontab周期性计划任务

crontab命令定义，每个用户都有专用的cron任务文件：

    /var/spool/cron/USERNAME

 

crontab命令语法：

    crontab  [options]

             -u：仅root可以运行，指定用户管理cron任务；

             -e：编辑计划任务；

             -r：删除计划任务；

             -l：显示计划任务列表；

             -i：同“-r”一同使用，已交互模式移除指定的计划任务；

 

  crontab计划任务时间表示法：

       （1）特定值：给定时间点有效取值范围内的值

       （2）*：表示“每”

       （3）离散值：#，#，#  例如：1,3,5,9

       （4）连续值：#-#  例如：2-6

       （5）在指定的时间范围上，定义步长 /#:#即为步长，例如：*/5

 

  时间格式：

        @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 * * * *

 

sleep命令：

        sleep  NUMBER [SUFFIX]…

             SUFFIX：

                s：秒，默认

               m：分

               h：小时

               d：天

        usleep：微秒；

注意：

运行结果的标准输出和错误输出以邮件通知给相关的用户。

    command  >  /dev/null

    command  &> /dev/null

对于cron任务来说，%有特殊的用途；如果在命令中要使用%，则需要转义，不过，如果把%放置在单引号中，也可以不用转义。

                

系统cron任务：/etc/crontab

   示例：晚上9点10分以zheng用户执行一个echo “hello”

      1 SHELL=/bin/bash

      2 PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin

      3 MAILTO=root

      4 HOME=/

      5

      6 # For details see man 4 crontabs

      7

      8 # Example of job definition:

      9 # .—————- minute (0 – 59)

     10 # |  .————- hour (0 – 23)

     11 # |  |  .———- day of month (1 – 31)

     12 # |  |  |  .——- month (1 – 12) OR jan,feb,mar,apr …

     13 # |  |  |  |  .—- day of week (0 – 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat

     14 # |  |  |  |  |

     15 # *  *  *  *  * user-name command to be executed

        10  9  *  *  *   zheng   /bin/echo   “hello”

 

用户cron任务：crontab  -e

    [root@centos6 ~]# crontab -e

    22 20  * * *  /bin/echo "hello"

0  0   * * *  /sbin/shutdown  -h now

 

示例：执行用户计划任务，让其到点休眠1分钟，在执行wall

     [root@centos6 ~]# crontab -e

     16  21 * * * /bin/sleep 1m;/usr/bin/wall "hello"