Linux进程管理(一)
时间：2022-12-06阅读：80来源：柠檬博客作者：柠檬博客
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目录 进程基本概述 进程是已启动的可执行程序的运行中实例。/proc目录下以数字为名的目录，每一个目录代表一个进程，保存着进程的属性信息。每一个进程的PID是唯一的，就算进程退出了，其它进程也不会占用其PID。
进程的组成部分已分配内存的地址空间 安全属性，包括所有权凭据和特权 程序代码的一个或多个执行线程 进程状态
进程的环境本地和全局变量 当前调度上下文 分配的系统资源，如文件描述符和网络端口
进程的产生现有的（父）进程复制自己的地址空间（fork）来创建一个新的（子）进程结构。 每个新进程分配有一个唯一的进程ID（PID），满足跟踪和安全性之需。PID与父进程ID（PPID）是新进程环境的元素。
任何进程可创建子进程。所有进程都是第一个系统进程的后代。RHEL7上，第一个系统进程是systemd。
通过fork例程，子进程继承安全性身份、过去和当前的文件描述符、端口和资源特权、环境变量，以及程序代码。随后，子进程可能exec其自己的程序代码。通常，父进程在子进程运行期间处于睡眠状态，设置一个在子进程完成时发出信号的请求（wait）。在退出时，子进程可能已经关闭或丢弃了其资源和环境，剩余的部分被称作僵停。父进程在子进程退出时收到信号而被唤醒，清理剩余结构，然后继续执行其自己的程序代码。
进程的分类 前台进程：与终端相关的进程，通过终端启动的进程 注意：也可把在前台启动的进程送往后台，以守护模式运行 守护进程：daemon，与终端无关的进程（如内核），在系统引导过程中启动的进程 Excuting 运行态 Ready 就绪态，也可以称作睡眠态 Uninterruptible sleep 不可中断的睡眠。不可随时唤醒，只有当IO资源加载成功后才能唤醒Interruptible sleep|可中断的睡眠。可随时唤醒
Zombie |僵尸进程。正常运行结束了，但是不释放占据的内存 Stopped |停止态，暂停于内存中，但不会被调度，除非手动启动之
进程睡眠的原因： 当一个执行中的进程，需要加载额外的IO资源的时候，由于IO设备的速度太慢，所以会转入睡眠状态等待，交出CPU给其他进程，以免浪费剩余执行时间
在多任务处理操作系统中，每个CPU（或CPU核心）在一个时间点上处理一个进程。在进程运行时，它对CPU时间和资源分配的直接要求会有变化。进程分配有一个状态，它随着环境要求而改变。
Linux进程状态 标志 内核定义的状态名称和描述 R TASK_RUNNING：进程正在CPU上执行，或者正在等待运行。处于运行中（或可运行）状态时，进程可能正在执行用户例程或内核例程（系统调用），或者已排队并就绪 S TASK_INTERRUPTIBLE：进程处于睡眠状态且正在等待某一条件：硬件请求、系统资源访问或信号。当事件或信号满足该条件时，该进程将返回到运行中 D TASK_UNINTERRUPTIBLE：此进程也在睡眠，但与S状态不同，不会响应传递的信号。仅在特定的条件下使用，其中进程中断可能会导致意外的设备状态 K TASK_KILLABLE：进程处于睡眠状态，与不可中断的D状态相同，但有所修改，允许等待中的任务通过响应信号而被中断（彻底退出）。实用程序通常将可中断的进程显示为D状态 T TASK_STOPPED：进程已被停止（暂停），通常是通过用户或其他进程发出的信号。进程可以通过另一信号返回到运行中状态，继续执行（恢复） T TASK_TRACED：正在被调试的进程也会临时停止，并且共享同一个T状态标志 Z EXIT_ZOMBIE：子进程在退出时向父进程发出信号。除进程身份（PID）之外的所有资源都已释放 X EXIT_DEAD：当父进程清理（获取）剩余的子进程结构时，进程现在已彻底释放。此状态从不会在进程列出实用程序中看到 < 高优先级进程 N 低优先级进程 + 前台进程组中的进程 ｜ 多线程进程 s 会话进程首进程 进程优先级 linux进程调度与多任务现代计算机系统中既包含每次只能执行一个指令的低端处理器，也包含高性能超级计算机，这些超级计算机每台配备数百个CPU，每个CPU上具有多个核心，它们可以并行执行数以百计的指令。但是所有这些系统往往具有一个共同点：它们需要运行的进程数量总是超出实际具有的核心数。
通过时间分片技术，Linux（和其他操作系统）实际能够运行的进程数（和线程数）可以超出可用的实际处理单元数。操作系统进程调度程序将在单个核心上的进程之间进行快速切换，从而给用户一种有多个进程在同时运行的印象。
执行此切换的Linux内核部分称为进程调度程序。
进程优先级进程优先级范围：0-139，数字越小，优先级越高 0-99：实时优先级，内核调整 100-139：静态优先级，用户可控制 进程优先级高的特点： 获得更多的CPU运行时间 更优先获得CPU运行的机会 要修改进程的优先级可以通过调整进程的nice值来实现，nice值越小，优先级越高： nice值的范围是（-20，19），-20对应100，19对应139
相对优先级由于不是每种进程都与其他进程同样重要，可告知调度程序为不同的进程使用不同的调度策略。常规系统上运行的大多数进程所使用的调度策略称为SCHED_OTHER(也称为SCHED_NORMAL)，但还有一些其他策略可用于不同的目的。
由于并非所有进程都以同样的方式创建，可为采用SCHED_NORMAL策略运行的进程指定相对优先级。此优先级称为进程的nice值。一个进程可以有40种不同级别的nice值。
这些nice级别的范围是从-20到19。默认情况下，进程将继承其父进程的nice级别，通常为0
nice级别与权限nice级别越高，表示优先级越低（该进程容易将其CPU使用量让给其他进程） nice级别越低，表示优先级越高（该进程更加不倾向于让出CPU） 如果不存在资源争用（例如当活动进程数少于可用CPU核心数时），即使nice级别高的进程也将仍使用它们可使用的所有可用CPU资源。但当请求CPU时间的进程数超过可用核心数时，nice级别较高的进程将比nice级别较低的进程收到更少的CPU时间
为很占CPU资源的进程设置较低的nice级别可能会对同一系统上运行的其他进程的性能造成负面影响，所以仅允许root用户设置负nice级别以及降低现有进程的nice级别。
普通非特权用户仅允许设置正的nice级别。只能对现有进程提升nice级别，而不能降低nice级别。
进程优先级调整 进程优先级调整：调整nice值 调整已经启动的进程的nice值： renice NI PID（例：renice 3 3704）[root@hostnamectl ~]# ps elf F UID PID PPID PRI NI VSZ RSS WCHAN STAT TTY TIME COMMAND 4 0 1446 1406 20 0 115724 2344 do_wai Ss pts/0 0:00 -bash USER=root LOG 4 0 2340 1446 20 0 126236 1876 do_sig T pts/0 0:00 \_ vi a XDG_SESSIO //nice值0 ，pri 20，pid 2340 0 0 2341 1446 20 0 148936 1448 - R+ pts/0 0:00 \_ ps elf XDG_SESS 4 0 826 1 20 0 110044 820 n_tty_ Ss+ tty1 0:00 /sbin/agetty --nocl [root@hostnamectl ~]# renice 10 2340 2340 (进程 ID) 旧优先级为 0，新优先级为 10 [root@hostnamectl ~]# ps elf F UID PID PPID PRI NI VSZ RSS WCHAN STAT TTY TIME COMMAND 4 0 1446 1406 20 0 115724 2344 do_wai Ss pts/0 0:00 -bash USER=root LOG 4 0 2340 1446 30 10 126236 1876 do_sig TN pts/0 0:00 \_ vi a XDG_SESSIO //nice值10 ，pri 30，pid 2340 0 0 2356 1446 20 0 148936 1448 - R+ pts/0 0:00 \_ ps elf XDG_SESS 4 0 826 1 20 0 110044 820 n_tty_ Ss+ tty1 0:00 /sbin/agetty --noc在启动时指定nice值：（-20，19） nice -n NI COMMAND
[root@hostnamectl ~]# nice -n -20 vi b [root@hostnamectl ~]# ps elf F UID PID PPID PRI NI VSZ RSS WCHAN STAT TTY TIME COMMAND 4 0 2363 2359 20 0 115524 2112 do_wai Ss pts/1 0:00 -bash USER=root LOG 0 0 2380 2363 20 0 148936 1452 - R+ pts/1 0:00 \_ ps elf XDG_SESS 4 0 1446 1406 20 0 115724 2344 do_wai Ss pts/0 0:00 -bash USER=root LOG 4 0 2340 1446 30 10 126236 1876 do_sig TN pts/0 0:00 \_ vi a XDG_SESSIO 4 0 2358 1446 0 -20 126232 1792 poll_s S<+ pts/0 0:00 \_ vi b XDG_SESSIO 4 0 826 1 20 0 110044 820 n_tty_ Ss+ tty1 0:00 /sbin/agetty --nocl进程管理命令
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
ps ps(process state)命令用于列出当前的进程。可以显示详细的进程信息，包括： 用户识别符（UID），它确定进程的特权 唯一进程识别符（PID） CPU和已经花费的实时时间 进程在各种位置上分配的内存数量 进程的位置STDOUT，称为控制终端 当前的进程状态[root@hostnamectl ~]# ps PID TTY TIME CMD 1446 pts/0 00:00:00 bash 2340 pts/0 00:00:00 vi 2549 pts/0 00:00:00 vi 2552 pts/0 00:00:00 vi 2576 pts/0 00:00:00 ps
ps支持三种选项格式：
UNIX（POSIX）选项，可以分组但必须以连字符开头 BSD 选项，可以分组但不可与连字符同用 GNU 长选项，以双连字符开头ps(process state)，显示进程信息。注意事项：
加了［］中括号的，表示内核线程，通常位于顶部 exiting或defunct表示僵尸进程aux结果解析：
VSZ Virtual memory SiZe，虚拟内存集 RSS ReSident Size，常驻内存集 STAT 进程状态 TIME 运行时的累积时长ps命令结果解析：
NI nice值 PRI 优先级 PSR 进程运行在哪个CPU核心上 RTPTRIO 实时优先级 C 运行的CPU编号 STIME 进程的启动时间 VSZ Virtual memory SiZe，虚拟内存集 RSS ReSident Size，常驻内存集 STAT 进程状态 TIME 运行时的累积时长常用选项：
a :显示所有与终端有关的进程
[root@hostnamectl ~]# ps a PID TTY STAT TIME COMMAND 826 tty1 Ss+ 0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 linux 1446 pts/0 Ss 0:00 -bash 2340 pts/0 TN 0:00 vi a 2363 pts/1 Ss+ 0:00 -bash 2405 pts/0 R+ 0:00 ps au :显示进程是由哪个用户启动的
[root@hostnamectl ~]# ps au USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 826 0.0 0.0 110044 820 tty1 Ss+ 13:57 0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 linux root 1446 0.0 0.1 115724 2348 pts/0 Ss 13:57 0:00 -bash root 2340 0.0 0.1 126236 1876 pts/0 TN 18:00 0:00 vi a root 2363 0.0 0.1 115524 2112 pts/1 Ss+ 18:06 0:00 -bash root 2406 0.0 0.0 151064 1816 pts/0 R+ 18:17 0:00 ps au [root@hostnamectl ~]#x :显示所有与终端无关的进程
[root@hostnamectl ~]# ps x
PID TTY STAT TIME COMMAND
1 ? Ss 0:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 21
2 ? S 0:00 [kthreadd]
3 ? S 0:00 [ksoftirqd/0]
5 ? S< 0:00 [kworker/0:0H]
7 ? S 0:00 [migration/0]
8 ? S 0:00 [rcu_bh]
9 ? S 0:00 [rcu_sched]
10 ? S 0:00 [watchdog/0]
11 ? S 0:00 [watchdog/1]
12 ? S 0:00 [migration/1]
13 ? S 0:00 [ksoftirqd/1]
15 ? S< 0:00 [kworker/1:0H]
16 ? S 0:00 [watchdog/2]
17 ? S 0:00 [migration/2]
18 ? S 0:00 [ksoftirqd/2]
20 ? S< 0:00 [kworker/2:0H]
21 ? S 0:00 [watchdog/3]
22 ? S 0:00 [migration/3]
23 ? S 0:00 [ksoftirqd/3]
25 ? S< 0:00 [kworker/3:0H]
27 ? S 0:00 [kdevtmpfs]
28 ? S< 0:00 [netns]
-e :显示所有进程，与-A效果相同
[root@hostnamectl ~]# ps -e
PID TTY TIME CMD
1 ? 00:00:01 systemd
2 ? 00:00:00 kthreadd
3 ? 00:00:00 ksoftirqd/0
5 ? 00:00:00 kworker/0:0H
7 ? 00:00:00 migration/0
8 ? 00:00:00 rcu_bh
9 ? 00:00:00 rcu_sched
10 ? 00:00:00 watchdog/0
11 ? 00:00:00 watchdog/1
12 ? 00:00:00 migration/1
13 ? 00:00:00 ksoftirqd/1
15 ? 00:00:00 kworker/1:0H
16 ? 00:00:00 watchdog/2
17 ? 00:00:00 migration/2
18 ? 00:00:00 ksoftirqd/2
20 ? 00:00:00 kworker/2:0H
21 ? 00:00:00 watchdog/3
22 ? 00:00:00 migration/3
23 ? 00:00:00 ksoftirqd/3
25 ? 00:00:00 kworker/3:0H
27 ? 00:00:00 kdevtmpfs
28 ? 00:00:00 netns
29 ? 00:00:00 khungtaskd
30 ? 00:00:00 writeback
31 ? 00:00:00 kintegrityd
32 ? 00:00:00 bioset
33 ? 00:00:00 kblockd
34 ? 00:00:00 md
35 ? 00:00:09 kworker/0:1
41 ? 00:00:00 kswapd0
42 ? 00:00:00 ksmd
43 ? 00:00:00 khugepaged
44 ? 00:00:00 crypto
-l :以长格式显示
[root@hostnamectl ~]# ps -l F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD 4 S 0 1446 1406 0 80 0 - 28931 do_wai pts/0 00:00:00 bash 4 T 0 2340 1446 0 90 10 - 31559 do_sig pts/0 00:00:00 vi 0 R 0 2414 1446 0 80 0 - 37235 - pts/0 00:00:00 ps-F :显示更详细的完整格式的进程信息
[root@hostnamectl ~]# ps -F UID PID PPID C SZ RSS PSR STIME TTY TIME CMD root 1446 1406 0 28931 2348 2 13:57 pts/0 00:00:00 -bash root 2340 1446 0 31559 1876 3 18:00 pts/0 00:00:00 vi a root 2415 1446 0 37766 1784 3 18:21 pts/0 00:00:00 ps -Fj :工作的格式 (jobs format)
[root@hostnamectl ~]# ps j
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
1 831 831 831 tty1 831 Ss+ 0 0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 linux
1437 1441 1441 1441 pts/0 1441 Ss+ 0 0:00 -bash
1457 1462 1462 1462 pts/1 1558 Ss 0 0:00 -bash
1462 1486 1486 1462 pts/1 1558 T 0 0:00 -bash
1462 1498 1498 1462 pts/1 1558 T 0 0:00 -bash
1486 1546 1486 1462 pts/1 1558 T 0 0:00 sleep 1
1498 1552 1498 1462 pts/1 1558 T 0 0:00 sleep 1
1462 1558 1558 1462 pts/1 1558 R+ 0 0:00 ps j
[root@hostnamectl ~]#
-H :以进程层级格式显示进程相关信息（PPDID是次子进程的父进程PID）
[root@hostnamectl ~]# ps -efH UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 2 0 0 14:14 ? 00:00:00 [kthreadd] root 3 2 0 14:14 ? 00:00:00 [ksoftirqd/0] root 4 2 0 14:14 ? 00:00:00 [kworker/0:0] root 5 2 0 14:14 ? 00:00:00 [kworker/0:0H] root 6 2 0 14:14 ? 00:00:00 [kworker/u256:0] root 7 2 0 14:14 ? 00:00:00 [migration/0] root 8 2 0 14:14 ? 00:00:00 [rcu_bh] root 9 2 0 14:14 ? 00:00:00 [rcu_sched] root 10 2 0 14:14 ? 00:00:00 [watchdog/0] root 11 2 0 14:14 ? 00:00:00 [watchdog/1] root 12 2 0 14:14 ? 00:00:00 [migration/1] root 13 2 0 14:14 ? 00:00:00 [ksoftirqd/1] root 14 2 0 14:14 ? 00:00:00 [kworker/1:0] root 15 2 0 14:14 ? 00:00:00 [kworker/1:0H]-o :根据自己的需要选择要显示的字段
[root@hostnamectl ~]# ps -o pid,comm,ni 表示只显示进程号，命令，nice值三个字段 PID COMMAND NI 1446 bash 0 2340 vi 10 2404 ps 0pstree pstree用于显示当前系统上的进程树
[root@hostnamectl ~]# pstree
systemd─┬─NetworkManager─┬─dhclient
│ └─2*[{NetworkManager}]
├─VGAuthService
├─agetty
├─auditd───{auditd}
├─chronyd
├─crond
├─dbus-daemon───{dbus-daemon}
├─firewalld───{firewalld}
├─irqbalance
├─lvmetad
├─master─┬─pickup
│ └─qmgr
├─polkitd───5*[{polkitd}]
├─rhnsd
├─rhsmcertd
├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}]
├─sshd─┬─sshd───bash─┬─pstree
│ │ └─vi
│ └─sshd───bash
├─systemd-journal
├─systemd-logind
├─systemd-udevd
├─tuned───4*[{tuned}]
└─vmtoolsd───{vmtoolsd}
pgrep
以grep风格指定只显示哪些进程，在当前系统中找符合某些特性的进程。只显示进程号
[root@hostnamectl ~]# pgrep vi 796 2340 [root@hostnamectl ~]# ps -ef|grep vi root 796 1 0 13:57 ? 00:00:00 /usr/bin/VGAuthService -s root 2340 1446 0 18:00 pts/0 00:00:00 vi a root 2472 1446 0 18:41 pts/0 00:00:00 grep --color=auto vipidof
根据进程名查找其PID号
[root@hostnamectl ~]# pidof vi 2340vmstat
虚拟内存状态查看命令 vmstat [options] [delay [count]] 例： vmstat 2 :表示每2秒刷新一次 vmstat 2 5 :表示每2秒刷新一次，刷新5次后退出
[root@hostnamectl ~]# vmstat 2 2 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 1508876 2108 196824 0 0 2 0 16 14 0 0 100 0 0 0 0 0 1508876 2108 196824 0 0 0 0 55 44 0 0 100 0 0
常用的选项： -s 显示内存的统计数据
[root@hostnamectl ~]# vmstat -s
1867048 K total memory
159480 K used memory
134368 K active memory
81932 K inactive memory
1508636 K free memory
2108 K buffer memory
196824 K swap cache
2097148 K total swap
0 K used swap
2097148 K free swap
318 non-nice user cpu ticks
0 nice user cpu ticks
1828 system cpu ticks
7330335 idle cpu ticks
269 IO-wait cpu ticks
0 IRQ cpu ticks
34 softirq cpu ticks
0 stolen cpu ticks
148185 pages paged in
16745 pages paged out
0 pages swapped in
0 pages swapped out
1146421 interrupts
1025090 CPU context switches
1569218250 boot time
2649 forks
procs：
r(running) 表示等待运行的队列长度，也即等待运行的进程的个数 b(block) 表示阻塞队列长度，也即处于不可中断睡眠态的进程个数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（swap in） 表示从物理内存有多少页面换进swap，也即数据进入swap的数据速率（kb/s） so（swap out） 表示从swap有多少页面换进物理内存，也即数据离开swap的数据速率（kb/s） io： bi（block in） 表示磁盘块有多少个被调入内存中，也即从块设备读入数据到系统的速率（kb/s） bo（block out） 表示有多少个磁盘块从内存中被同步到硬盘上去了，也即保存数据至块设备的速率（kb/s）system：
in（ interrupts） 表示中断的个数，也即中断速率（kb/s） cs（context switch） 表示上下文切换的次数，也即进程切换速率（kb/s）CPU：
us 表示用户空间 sy 表示内核空间 id 表示空闲百分比 wa 表示等待IO完成所占据的时间百分比 st 表示steal，被虚拟化技术偷走的时间（比如运行虚拟机）80人参与，
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