Linux进程管理

目 录

第1章 什么是进程    1

1.1 概述    1

1.2 进程的运行环境    1

第2章 进程的生命周期    1

2.1 程序运行时进程的状态关系    1

第3章 监控和管理进程    1

3.1 概述    1

3.2 静态监控进程    1

3.2.1 ps aux命令    1

3.2.2 ps aux –sort %cpu | less    1

3.2.3 ps axo user,pid,ppid, %mem,command | grep httpd    1

3.2.4 ps auxf | httpd    1

3.3 动态监控进程    1

3.3.1 top命令    1

3.3.2 ab -c 100 -n 100 http://www.baidu.com.html    1

3.4 系统负载的计算和意义    1

1. 什么是进程

2. 概述

    进程是已启动的可执行程序的运行实利，进程有一下组成部分：

1. 分配内存，已分配内存的地址空间
2. 安全属性，进程的运行身份和权限
3. 进程代码，运行一个或多个线程
4. 进程状态，进程运行后的多种状态
5. 静态程序，二进制文件，静态/usr/bin/ls,/usr/sbin/sshd
6. 动态进程，进程运行的过程，有生命周期及运行状态

1.     进程的运行环境

        1、局部和全局变量

        2、当前的调度上下文

        3、分配给进程使用的系统资源，例如文件描述符，网络端口等

        4、给进程分配相应的PID,UID

1. 进程的生命周期

1. 程序运行时进程的状态关系

   1. 父进程复制自己的地址空间创建新的子进程，子进程可以继承父进程（PPID）的环境变量
   2. 每个进程都有自己唯一的ID(PID    )
   3. 进程是由systemd这个父进程派生出来的子进程
   4. 子进程在运行自己的程序代码的时候，父进程往往会进入休眠状态。
   5. 子进程完成程序代码发出退出信号请求。
   6. 子进程已经关闭或释放了其资源环境，剩余的部分称之为僵停（僵尸Zombie）
   7. 父进程在子进程退出时收到信号会被唤醒，清理剩余结构，然后继续执行其自己的程序代码

2. 监控和管理进程

3. 概述

    1、在多任务处理操作系统中，每个CPU（或核心）在一个时间点上只能处理一个进程

    2、在进程运行时，他对CPU时间和资源分配的要求会不断变化，从而为进程分配一个状态，它随着环境而改变。

1. 静态监控进程

    为我们提供了进程的一次性的查看，它所提供的查看结果并不动态连续的

1. ps aux命令

    ps命令：静态查看进程的命令

    ps aux：一般使用此命令详细查看进程信息

[root@oldboy ~]# ps aux

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

root 1 0.0 0.8 125352 3884 ? Ss 04:17 0:09 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root

root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [kthreadd]

root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [ksoftirqd/0]

root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< 04:17 0:00 [kworker/0:0H]

删去部分

1. USER：运行进程的用户
2. PID：进程的ID
3. %CPU：CPU的占用率
4. %MEM：内存占用率
5. VSZ：占用虚拟内存
6. RSS：占用实际内存，驻留内存
7. TTY：进程运行终端
8. STAT：进程状态

           R：进程运行

           S：可中断睡眠

           D：不可中断睡眠

           Z：僵尸进程

           X：进程已经退出

           T：进程被暂停

           Ss s：进程的领导者，父进程

           S< < ：优先级较高的进程

           SN N：优先级较低的进程

           R+ + ：表示是前台的进程组

           Sl：以线程方式运行

9. START：进程的启动时间
10. TIME：进程占用CPU的总时间
11. COMMAND：进程文件、进程名

    1. ps aux –sort %cpu | less

--sort:排序

%cpu：按CPU排序

less：分页浏览

 

对进程的CPU进行排序展示

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

root 1 0.0 0.8 125352 3884 ? Ss 04:17 0:09 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22

root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [kthreadd]

root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [ksoftirqd/0]

root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< 04:17 0:00 [kworker/0:0H]

root 6 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [kworker/u256:0]

root 7 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [migration/0]

root 8 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [rcu_bh]

root 9 0.0 0.0 0 0 ? R 04:17 0:02 [rcu_sched]

root 10 0.0 0.0 0 0 ? S< 04:17 0:00 [lru-add-drain]

root 11 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [watchdog/0]

root 13 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [kdevtmpfs]

root 14 0.0 0.0 0 0 ? S< 04:17 0:00 [netns]

例如按进程占用内存大小展示ps aux –sort %mem | less

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [kthreadd]

root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [ksoftirqd/0]

root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< 04:17 0:00 [kworker/0:0H]

root 6 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [kworker/u256:0]

root 7 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [migration/0]

root 8 0.0 0.0 0 0 ? S 04:17 0:00 [rcu_bh]

root 9 0.0 0.0 0 0 ? R 04:17 0:02 [rcu_sched]

 

1. ps axo user,pid,ppid, %mem,command | grep httpd

自定义显示字段

[root@oldboy ~]# ps axo user,pid,ppid,%mem,command | grep httpd

root 20176 1 1.0 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20177 20176 0.6 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20178 20176 0.6 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20179 20176 0.6 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20180 20176 0.6 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20181 20176 0.6 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

root 29804 28286 0.2 grep --color=auto httpd

1. ps auxf | httpd

f：表示显示父、子进程之间的关系

[root@oldboy ~]# ps auxf | grep httpd

root 30047 0.0 0.1 112704 664 pts/0 R+ 16:06 0:00 \_ grep --color=auto httpd

root 20176 0.0 1.0 230376 5164 ? Ss 12:45 0:00 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20177 0.0 0.6 230376 3016 ? S 12:45 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20178 0.0 0.6 230376 3016 ? S 12:45 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20179 0.0 0.6 230376 3016 ? S 12:45 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20180 0.0 0.6 230376 3016 ? S 12:45 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

apache 20181 0.0 0.6 230376 3016 ? S 12:45 0:00 \_ /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

用pstree -p | grep httpd 也可以实现

[root@oldboy ~]# pstree -p | grep httpd

|-httpd(20176)-+-httpd(20177)

| |-httpd(20178)

| |-httpd(20179)

| |-httpd(20180)

| `-httpd(20181)

1. /run/sshd.pid

    这个文件理存放着程序运行时及进程的PID

[root@oldboy ~]# cat /run/sshd.pid

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1. 动态监控进程

   1. top命令

    top命令可以动态的查看主机运行时间、登录用户数、CPU负载，内存使用、进程等信息

top - 16:18:18 up 12:00, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05

Tasks: 91 total, 1 running, 90 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

%Cpu(s): 0.3 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 99.7 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st

KiB Mem : 481876 total, 75084 free, 95348 used, 311444 buff/cache

KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 337268 avail Mem

 

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

501 root 20 0 298928 6288 4940 S 0.3 1.3 0:56.35 vmtoolsd

1 root 20 0 125352 3884 2604 S 0.0 0.8 0:10.09 systemd

第一行：时间及系统负载

            top；表示系统当前时间        up：表示系统运行时长        

            load average：0.25 0.00 0.00 ：分别表示系统5、10、15分钟系统的平均负载

第二行：进程数

        total：表示当前系统总进程数        running：正在运行的进程数        sleeping：睡眠中的进程数

        stoped：已经结束的进程数        zombie：僵尸进程数

第三行：CPU使用率

        us：用户空间占用的CPU百分比    sy：内核空间占用的CPU百分比    

        ni：用户空间内改变过优先级的进程占用的CPU百分比

        id：空闲的CPU百分比    （等于1减去别的进程占用率）    wa：等待输入输出的CPU时间百        比

第四行：内存信息（kb）

        Mem：物理内存总量    free：空闲内存总量        buffers：用作内核缓存的内存量

第五行：交换分区信息（swap）

top [选项]

    h：查看帮助

    z：以彩色信息展示

    l：显示所用CPU的负载

    s：设置刷新时间

    b：高亮显示处于R状态的进程

    M：安内存使用百分比排序输出

    P：按CPU使用百分比排序输出

    R：堆排序进行反转

    f：自定义显示字段

    k：kill掉指定PID进程

    W：保存top环境设置 ~/.toprc

    q：退出top

top：查看实时动态系统运行情况

        -b：批处理模式操作

        -d：屏幕刷新间隔时间

        -p：指定进程

        -n：循环显示的次数

    top交互命令

        h：显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明

        k：终止一个进程

        q：退出程序

        r：重新安排一个进程的优先级别

        s：改变两次刷新之间的延迟时间（单位为s），输入0值为不断刷新，默认是5s

        m：切换显示内存信息

        t：切换显示进程和CPU状态信息；

        c：切换显示命令名称和完整命令行；

        M：根据驻留内存大小进行排序；

        P：根据CPU使用百分比大小进行排序；

        T：根据时间/累计时间进行排序；

        w：将当前设置写入~/.toprc文件中

 

案例：web压力测试

1. ab -c 100 -n 100 http://www.baidu.com.html

c 100：表示并发数为100个用户

-n 100：表示请求总数为100

http://www.baidu.comindex.html表示请求的目标URL

请求100次，100个并发

1. dev/zero

    无穷大的文件

    其中的一个典型用法是用它提供的字符流来覆盖信息，另一个常见用法是产生一个    特定大小的空白文件。

1. /dev/null

    文件黑洞

    在类Unix系统中，/dev/null，或称空设备，是一个特殊的设备文件，它丢    弃一切写入其中的数据（但报告写入操作成功），读取它则会立即得到一    个EOF。

1. 系统负载的计算和意义

进程以及子进程和线程产生的计算指令都会让cpu执行。产生请求的这些进程组成"运行队列"，等待CPU执行，这个队列就是系统负载，系统负载是所用CPU的运行队列的总和

[root@oldboy ~]# w

16:32:11 up 12:14, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05

USER TTY FROM LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT

root pts/0 10.0.0.1 15:31 3.00s 0.11s 0.08s w

假如当前计算机有4个cpu，当前的负载时2.92

cpu1     cpu2    cpu3    cpu4

2.92/4（4个核心）=73%的CPU资源被使用，剩下%27的CPU计算源是空闲的

假设当前的计算机有两个CPU，当前的负载时2.92

2.92/2=146% 已经验证超过了CPU的处理能力