Linux 第18天: (09月06日) Linux进程管理

Linux 第18天: (09月06日) Linux进程管理

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
内核的功用：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: 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
父子关系
进程：都由其父进程创建，COW
fork(), clone()

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（CenOS6）
实时优先级:99-0：值最大优先级最高
Nice值：-20，19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
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
IPC: Inter Process Communication
同一主机上
signal
shm: shared memory
semophore信号量，一种计数器
不同主机上：
rpc: remote procedure call
socket: IP和端口号

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
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：
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：
pstree-display a tree of processes
ps: process state
ps-report a snapshot of the current processes
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

列举进程ps
适用ps来查看进程信息
ps[OPTION]...
支持三种选项：
UNIX选项如-A -e
BSD选项如a
GUN选项如--help
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选项显示进程的父进程
o属性… 选项显示定制的信息：
pid、comm、%cpu、%mem、state、tty、euser、ruser

进程管理工具
VSZ: Virtual memory SiZe，虚拟内存集，线性内存
RSS: ReSidentSize, 常驻内存集
STAT：进程状态
R：running
S: interruptablesleeping
D: uninterruptable sleeping
T: stopped
Z: zombie
+: 前台进程
l: 多线程进程
N：低优先级进程
<: 高优先级进程
s: session leader，会话（子进程）发起者

进程管理工具
常用组合：-ef
-e: 显示所有进程
-f: 显示完整格式程序信息
常用组合：-eFH
-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
常用组合：自定义
-eopid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,
pcpu,stat,comm
axostat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,
pid,pcpu,comm

进程管理工具
ni: nice值
pri: priority，优先级
psr: processor, CPU编号
rtprio: 实时优先级

搜索进程
最灵活：ps选项| 其它命令
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
按确切的程序名称：/sbin/pidof
$pidof bash

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）
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，那么系统的性能良好。如果每个CPU内核的任务数大于5，那么这台机器的性能有严重问题。
如果linux主机是1个双核CPU的话，当Load Average 为6的时候说明机器已经被充分使用了。

进程管理工具
top：有许多内置命令：
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+
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)
memory信息：m命令
退出命令：q
修改刷新时间间隔：s
终止指定进程：k
保存文件：W

top命令
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（模式切换）
st：虚拟机偷走的时间

进程管理工具
栏位信息简介
PID (Process Id):任务的进程IDPPID (Parent Process Pid):父任务的进程IDRUSER (Real User Name):任务的所有者真实名称UID (User Id):任务所有者IDUSER (User Name):任务所有者名称GROUP (Group Name):任务所有者群组名TTY (Controlling Tty):终端PR (Priority):优先级%CPU (CPU usage):CPU使用率
%MEM (Memory usage (RES)):内存使用率
S (Process Status):进程状态
TIME+ (CPU Time, hundredths):CPU时间，精确到秒
选项：
-d #: 指定刷新时间间隔，默认为3秒
-b: 以批次方式
-n #: 显示多少批次
htop命令：需从Fedora-EPEL源安装
http://172.16.0.1/fedora-epel/7/x86_64
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

内存工具
vmstat命令：虚拟内存信息
vmstat[options] [delay [count]]
vmstat2 5
procs:
r：等待运行的进程的个数，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
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)

内存工具
io：
bi：从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)
bo: 保存数据至块设备的速率
system：
in: interrupts, 中断速率，包括时钟
cs: context switch, 进程切换速率
cpu：
us:Timespent running non-kernel code
sy: Time spent running kernel code
id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.
wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.
st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown.
选项：
-s: 显示内存的统计数据

内存工具
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；
#pmap1
另外一种实现：
# cat /proc/PID/maps

系统监控工具
glances命令：EPEL源
glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]
内建命令：
a Sort processes automatically l Show/hide logs
c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O
m Sort processes by MEM% w Delete warning logs
p Sort processes by name x Delete warning and critical logs
iSort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats
d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen
f Show/hide file system stats t View network I/O as combination
n Show/hide network stats u View cumulative network I/O
s Show/hide sensors stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
y Show/hide hddtempstats
常用选项：
-b: 以Byte为单位显示网卡数据速率
-d: 关闭磁盘I/O模块
-f /path/to/somefile: 设定输入文件位置
-o {HTML|CSV}：输出格式
-m: 禁用mount模块
-n: 禁用网络模块
-t #: 延迟时间间隔
-1：每个CPU的相关数据单独显示

C/S模式下运行glances命令
服务模式：
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

系统监控工具
dstat命令：系统资源统计
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

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
显示当前系统可用信号：kill -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
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…
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
-a: 显示完整格式的进程名
-P pid: 显示父进程为此处指定的进程的进程列表

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）
如何让作业运行于后台？
(1) 运行中的作业：Ctrl+z
(2) 尚未启动的作业：# COMMAND &
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
# nohupCOMMAND & #screen;COMMAND
查看所有作业：
# jobs
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
vi all.sh
f1.sh&
f2.sh&
f3.sh&
(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)
{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }

进程优先级
进程优先级调整：
静态优先级：100-139
进程默认启动时的nice值为0，优先级为120
只有根用户才能降低nice值（提高优先性）
nice命令：
nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]
renice命令：
renice[-n] priority pid...
查看：
psaxopid,comm,ni