Linux系统进程管理及作业操作

本节索引：

一、进程相关概念

二、信号管理操作

三、作业操作 job control

四、Linux进程管理常用命令

 

 

一、进程相关概念：

进程是正在运行的程序实体，并且包括这个运行的程序中占据的所有系统资源，比如说CPU，IO,内存，网

络资源等。通过学习Linux系统进程管理来协调多道程序之间的关系，使CPU得到充分的利用。

 

进程和程序的区别是什么？

进程是一个动态的概念，当用户把一个程序或命令执行起来的时候，才有进程的概念，

系统会自动分配一个编号PID给进程。

程序是一个静态的概念，表现为一个文件

 

进程的分类：

根据进程与系统终端的关系：

（1）守护进程：在系统引导过程中启动的进程，即跟终端无关的进程。

（2）前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程；

注：守护进程和前台进程可相互转化

 

根据进程占用资源的多少分为：

（1）CPU密集型：对cpu占用率高的进程

（2）IO密集型：占用磁盘读写高的进程

 

进程的状态：

进程在被内核调度过程中的状态可分为很多种：

1.运行态：running 进程正在运行中

2.就绪态：ready

3.睡眠态：sleeping

可中断睡眠：interruptible  大部分进程处于此状态，随时可唤醒

不可中断睡眠：uninterruptible

4.僵尸态：zombie 找不到归属的进程，或父进程已不存在

5.停止态：stopped 不可被调度并运行

 

 

进程优先级

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（越往左越好）

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

 

进程内存：

Page Frame: 页框，用存储页面数据，存储Page 4k

LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存

物理地址空间和线性地址空间

MMU：Memory Management Unit负责转换线性和物理地址

TLB:Translation Lookaside Buffer 翻译后备缓冲器,用于保存虚拟地址和物理地址

映射关系的缓存

IPC: Inter Process Communication

同一主机: signal:信号

shm: shared memory

semaphore:信号量，一种计数器

不同主机：socket: IP和端口号

RPC: remote procedure call       远程过程调用

MQ：消息队列，Kafka，ActiveMQ

 

二、信号操作管理

我们指定同一主机间的程序是通过信号来进行通讯的，那么我们也可以通过发送信号的方式对进程进行管

理。

使用kill  -l 命令可以查看当前支持的信号类型：

 

信号的表示方式：

（1）数字表示：1,2,9

（2）完整名称：SIGHUP

（3）简写名称：HUP

 

Linux系统支持的型号类型多达60余种，常用信号类型有：

SIGHUP：1，无须关闭进程而让其重新读取配置文件，使新配置生效

SIGINT：2，打断正在运行中的进程，相当于Ctrl+c

SIGQUIT：3，相当Ctrl+\

SIGKILL：9，强制杀死正在运行的进程

SIGTERN：15，终止正在运行的进程（kill命令默认信号）

SIGCONT：18，继续运行指定进程

SIGSTOP：19，后台休眠

 

信号管理命令

常用的信号管理命令有kill，killall，pkill：

kill命令可用来向进程发送信号指令，以及显示当前系统可用的信号

kill发送信号格式：

kill [-SIGNAL] PID

如：kill -9 123                 强制杀死PID为123的进程

 

killall发送信号格式：

killall [-SIGNAL] PROCESS

如：kill -9 sleep      强制杀死sleep进程

注意：kill命令跟PID，killall命令跟进程名

 

pkill发送信号格式：

pkill [options] pattern

options：

-SIGNAL

-u uid                生效者

-U uid               真正发起运行命令者

-t terminal       与指定终端相关的进程

-P pid                显示指定进程的子进程

如：pkill -9 -t tty2  强制杀死tty2终端下的所有进程

 

 

三、作业管理（job control）

我们知道，在登录系统后每一个工作进程都是当前bash的子进程，通过作业管理我们可以

实现多个进程同时运行，这里我们要涉及到两个新的名词：前台作业和后台作业

前台作业：通过终端前，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（释放前端）

 

作业状态切换：

作用运行一共有三种状态，分别为：前台执行、后台执行与后台休眠（stoped）

jobs命令         显示当前作业编号以及作业状态

 

让作业运行于后台：

（1）尚未启动的作业：COMMAND &

（2）运行中的作业：Ctrl+z，后台休眠状态

 

将后台休眠|运行作业调回前台运行：

fg job_num      将作业在前台运行（foreground）

 

将后台休眠作业执行后台运行：

bg job_num     将作业在后台运行（background）

 

关闭后台执行：

（1）fg job_num；ctrl+c

（2）kill %job_num

 

并行运行

同时运行多个进程，提高效率

方法1：

利用脚本

vi all.sh

         f1.sh&

         f2.sh&

         f3.sh&

方法2：

  (CMD1&);(CMD2&);(CMD3&)

方法3：

{ CMD1& CMD2& CMD3& }

 

 

执行长时间任务时防止网络中断造成操作中断

方法1：剥离命令与终端的联系，终端中断后进程将转移至1进程上，再恢复

nohup COMMAND &>/dev/null &

方法2：开启一个screen会话，重新进入后screen -r即可恢复

screen；COMMAND；screen -r 恢复

 

四、Linux进程管理常用命令

进程的管理命令有：

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

进程的管理工具：

top、htop、vmstat、dstat、iostat、glances等（下节介绍）

 

ps                   显示进程状态

BSD选项：

a               所有终端中的进程

x                不连接终端的进程

u               显示进程所有者的信息

f                显示进程树

k|–sort 属性 对属性排列，属性前加-表示倒序

L       显示支持的属性

显示PID,tty，cmd，cpu占用率，内存占用列表，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

短选项：

-e              显示所有进程

-f               显示完整格式程序信息

-F              显示更完整格式的进程信息

-C              查看指定CMD或脚本的进程，多个命令用“，”分开

显示PID，命令，pri优先级（数字越大，优先级越高），nice优先级，realtime优先级

ps xo pid,cmd,pri,nice,rtprio

根据进程编号查询CMD命令

ps -p 3245  -o comm=           查找PID3245对应的命令名称

ps -C sleep -o pid=           根据命令查找pid

常用组合：

ps aux                        显示所有进程的详细信息

ps -ef                         类似于aux，缺少cpu%，mem%

ps -eF

 

 

pstree              显示进程树

-p                       显示PID

-h                      高亮标注当前使用的进程

 

 

pgrep                进程搜索命令，支持正则表达式

格式：pgrep [options] pattern

options：

-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

 

 

pidof                 查找正在运行进程的PID

如：pidof bash                显示bash进程的PID

 

 

uptime 命令

显示当前时间，系统已启动时间，当前上线人数，系统平均负载（1、5、10分钟，一般不超过1）

 

 

free          显示内存空间使用状态

options

-b              以字节为单位

-m             以MB为单位

-g              以GB为单位

-h              人类已读格式

 

pmap       比较专业的查看内存与进程对应关系工具

pmap    12         查看进程号12的内存与进程对应关系

-x     显示详细格式的信息

 

 

一些Linux常用监控工具命令，我们下节继续介绍！