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青衣

第十章-Linux系统进程管理

　　(上课时间2021-06-28，笔记整理时间2021-07-03)
本节所讲内容：　　10.1 进程概述和 ps 查看进程工具
10.2 uptime 查看系统负载-top 动态管理进程10.3 前后台进程切换-nice 进程优先级-实战 screen 后台执行命令
10.1 进程概述和 ps 管理进程

10.1.1 什么是进程？

　　进程： 是程序运行的过程， 动态，有生命周期及运行状态，是已启动的可执行程序的运行实例。
　　进程有以下组成部分：
　　· 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
线程：进程和线程都是由操作系统所体现的程序运行的基本单元，系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于：简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。　　程序： 二进制文件（程序即二进制文件），静态实体 /bin/date,/usr/sbin/sshd
　　下图所示的是进程的生命周期：


：是唯一的数值，用来区分进程　　父进程的 ID（PPID)
启动进程的用户 ID（UID）和所归属的组（GID）　　进程状态：状态分为运行 R（running）、休眠 S（sleep）、僵尸 Z（zombie）
　　进程执行的优先级
　　进程所连接的终端名
　　进程资源占用：比如占用资源大小（内存、CPU 占用量）

10.1.3 使用 ps 查看进程工具

　　1、ps 查看进程工具
常用的参数：　　a: 显示跟当前终端关联的所有进程
u: 基于用户的格式显示（U: 显示某用户 ID 所有的进程）　　x: 显示所有进程，不以终端机来区分

[root@Centos83 ~]# ps -aux | more       # ps常用的参数

　　


最后一列[xxxx] 使用方括号括起来的进程是内核态的进程。 没有括起来的是用户态进程。　　


　　上面的参数输出每列含意：
　　USER: 启动这些进程的用户
　　PID: 进程的 ID
　　%CPU 进程占用的 CPU 百分比；
　　%MEM 占用内存的百分比；
　　VSZ：进程占用的虚拟内存大小（单位：KB）
　　RSS：进程占用的物理内存大小（单位：KB）
　　STAT：该程序目前的状态，Linux 进程有 5 种基本状态：
　　​     R ：该程序目前正在运行，或者是可被运行；
　　​     S ：该程序目前正在睡眠当中 (可说是 idle 状态啦！)，但可被某些讯号(signal) 唤醒。
　　​     T ：该程序目前正在侦测或者是停止了；
　　​     Z ：该程序应该已经终止，但是其父程序却无法正常的终止他，造成 zombie (疆尸) 程序的状态
　　​    D :不可中断状态.
　　5 个基本状态后，还可以加一些字母，比如：Ss、Ssl，如下图：


　　它们含意如下:
Hardware IRQ: The amount of time the CPU has been servicing hardware interrupts. |　　| 2.0 si               | 软中断，占用 CPU 百分比。1. 通常，软中断是一些对 I/O 的请求。这些请求会调用内核中可以调度 I/O 发生的程序。对于某些设备，I/O 请求需要被立即处理，而磁盘 I/O 请求通常可以排队并且可以稍后处理。根据 I/O 模型的不同，进程或许会被挂起直到 I/O 完成，此时内核调度器就会选择另一个进程去运行。I/O 可以在进程之间产生并且调度过程通常和磁盘 I/O 的方式是相同。# si -> Software Interrupts.: The amount of time the CPU has been ervicingsoftware interrupts. |
　　| Mem :    941.5 total | 物理内存总量                                                 |
　　| 89.3 free            | 空闲内存总量                                                 |
　　| 408.1 used           | 使用的物理内存总量                                           |
　　| 444.0 buff/ca        | 用作内核缓存的内存量。和 free -k 一个意思                    |
　　| Swap:   4096.0 total | 交换区总量                                                   |
　　| 4077.3 free          | 空闲交换区总量                                               |
　　| 18.7 used.           | 使用的交换区总量                                             |
　　| 371.8 avail Mem      | 总的可利用内存是多少                                         |
注：如果 swap 分区，被使用，那么你的内存不够用了。　　​    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND


　　| 列名称  | 说明                                                         |
　　| ------- | ------------------------------------------------------------ |
　　| PID     | 进程 id                                                      |
　　| USER    | 进程所有者的用户名                                           |
　　| PR      | 优先级（由内核动态调整），用户不能                           |
　　| NI      | 进程优先级。 nice 值。负值表示高优先级，正值表示低优先级，用户可以自己调整 |
　　| VIRT    | 虚拟内存，是进程正在使用的所有内存（ps 中标为 VSZ）VIRT：virtual memory usage 虚拟内存 |
　　| RES     | 是进程所使用的物理内存。实际实用内存（ps 中标为 RSS）RES：resident memory usage 常驻内存1、进程当前使用的内存大小，但不包括 swap out2、包含其他进程的共享3、如果申请 100m 的内存，实际使用 10m，它只增长 10m，与VIRT 相反4、关于库占用内存的情况，它只统计加载的库文件所占内存大小 |
　　| SHR     | 共享内存大小，单位 kbSHR：shared memory 共享内存1、除了自身进程的共享内存，也包括其他进程的共享内存2、虽然进程只使用了几个共享库的函数，但它包含了整个共享库的大小3、计算某个进程所占的物理内存大小公式：RES – SHR4、swap out 后，它将会降下来 |
　　| S       | 进程状态。D=不可中断的睡眠状态R=运行中或可运行S=睡眠中T=已跟踪/已停止Z=僵停 |
　　| %CPU    | 上次更新到现在的 CPU 时间占用百分比                          |
　　| %MEM    | 进程使用的物理内存百分比                                     |
　　| TIME+   | 进程使用的 CPU 时间总计，单位 1/100 秒                       |
　　| COMMAND | 命令名/命令行                                                |
top 快捷键：　　默认 3s 刷新一次，按 s 修改刷新时间
按空格 ：立即刷新。　　q 退出
P：按 CPU 排序　　M：按内存排序
T 按时间排序　　p: 进程 pid，查看某个进程状态
数字键 1：显示每个内核的 CPU 使用率，展示 cpu 数量，再按下，就收起来了　　u/U：指定显示的用户
h:帮助　　使用 TOP 动态只查看某个或某些进程的信息找到进程 PID

[root@Centos83 ~]# ps aux | grep vim
root    3176  0.0  0.7  49652  7640 pts/0  T  13:01   0:00 vim test.txt
root    6955  0.0  0.1  12344  1044 pts/1  S+   20:11   0:00 grep --color=auto vim
[root@Centos83 ~]# top -p 3176

10.2.3 找出系统中使用 CPU 最多的进程

　　运行 top ， 找出使用 CPU 最多的进程 ，按大写的 P，可以按 CPU 使用率来排序显示




　　lsof 命令用于查看你进程打开的文件，打开文件的进程，进程打开的端口(TCP、UDP)
　　-i：列出符合条件的进程。（ipv4、ipv6、协议、:端口、 @ip ）
　　-p：列出指定进程号所打开的文件；

[root@Centos83 ~]# yum -y install lsof  #安装lsof
[root@Centos83 ~]# lsof -p 3176    #一般用于查看***进程，在读哪些文件
[root@Centos83 ~]# lsof -i :22    #用于查看端口，或查看***开启的后门端口是哪个进程在使用

10.2.5 free 显示系统中可用内存和已用内存的数量

　　free 命令查看内存使用状态
子选项：　　-b：以字节为单位表示。
-k：以 KB 为单位显示，默认是以 KB 为单位显示。　　-m：以 MB 为单位显示。
-g：以 GB 为单位显示。

[root@Centos83 ~]# free -m
        total    used    free    shared  buff/cache   available
Mem:      941     271     334       2     335     518
Swap:      4095     133    3962

　　其中：
　　第一行：total 是总内存量，used 是已经使用的内存量，free 是空闲的内存，shared 是多个进程共享的内存总数，buffers 是缓冲内存数，cache 是缓存内存数。默认单位是 KB。available 实际可用（case 加速读，buffers 加速写。）
　　第二行开始：total 系统中有 972MB 的物理内存，used 是已经使用的内存数量。free 是空闲的内存数量。shared 是多个进程共享的内存数量。buff/cache 用来作为缓冲和缓存的空间，内核会在内存将要耗尽时释放这部分内存给其他进程使用。availble：可使用空间,评估有多少内存可用于启动新应用程序，不包括 swap，不同于 free 和 cache 字段。available 字段考虑了页缓存，而不是所有可回收的内存。正因为这个原因所以通常 free+buff/cache 的数值要比 available 的数值大。
　　执行 free 命令查看系统状态，这一瞬间，当前系统，真正，还有多少 M 内存可以使用？
　　答案 1：free+ buff/cache=69 +299=368M
　　答案 2：available=123M

10.3 前后台进程切换- nice 进程优先级-实战 screen 后台执行命令

10.3.1 Linux 后台进程与前台进程的区别

　　前台进程:是在终端中运行的命令，那么该终端就为进程的控制终端，一旦这个终端关闭，这个进程也随着消失
　　后台进程: 也叫守护进程（Daemon），是运行在后台的一种特殊进程，不受终端控制，它不需要终端的交互；Linux 的大多数服务器就是用守护进程实现的。比如，Web 服务器 httpd 等。

10.3.2 进程的前台与后台运行

　　跟系统任务相关的几个命令（了解）：
　　| 命令                     | 作用                                                         |
　　| ------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
　　| &                        | 用在一个命令的最后，可以把这个命令放到后台执行.              |
　　| ctrl + z                 | 将一个正在前台执行的命令放到后台，并且暂停.                  |
　　| jobs                     | 查看当前有多少在后台运行的进程.它是一个作业控制命令          |
　　| fg（foreground process） | 将后台中的命令调至前台继续运行, 如果后台中有多个命令，可以用 fg %jobnumber 将选中的命令调出，%jobnumber 是通过 jobs 命令查到的后台正在执行的命令的序号(不是 pid) |
　　| bg(background process)   | 将一个在后台暂停的命令，变成继续执行; 如果后台中有多个命令，可以用bg %jobnumber 将选中的命令调出，%jobnumber 是通过 jobs 命令查到的后台正在执行的命令的序号(不是 pid) |

[root@Centos83 ~]# vim test.txt    # 打开后，然后执行 ctrl+z
[root@Centos83 ~]# jobs       # 查看当前有多少在后台运行的进程
[1]+  已停止         vim test.txt
[root@Centos83 ~]# fg 1        # 将后台挂起的进程恢复到前台运行

10.3.3 kill 关闭进程

　　关闭进程 3 个命令：kill killall pkill
　　kill 关闭进程：kill 进程号 关闭单个进程
　　killall 和 pkill 命令用于杀死指定名字的进程
　　通过信号的方式来控制进程的
　　kill -l =====> 列出所有支持的信号（了解） 用最多的是： 9 信号


　　| 信号 | 编号    | 信号名                     |
　　| ---- | ------- | -------------------------- |
　　| 1）  | SIGHUP  | 重新加载配置               |
　　| 2）  | SIGINT  | 键盘中断 crtl+c            |
　　| 3)   | SIGQUIT | 退出                       |
　　| 9）  | SIGKILL | 强制终止                   |
　　| 15） | SIGTERM | 终止（正常结束），缺省信号 |
　　| 18） | SIGCONT | 继续                       |
　　| 19） | SIGSTOP | 停止                       |
　　| 20） | SIGTSTP | 暂停 crtl+z                |

# kill 和 killall 终止进程
[root@xuegod63 ~]# kill -9 pid 
[root@xuegod63 ~]# killall vim
[root@xuegod63 ~]# pkill vim

10.3.4 进程的优先级管理

　　优先级取值范围为（-20,19），值越小优先级越高, 默认优先级是 0
优先级越高占用的 CPU 值就越高　　命令 1：nice 指定程序的运行优先级
格式：nice n command　　命令 2：renice 改变程序的运行优先级
格式：renice -n pid　　指定运行 vim 的优先级为 5

[root@Centos83 ~]# nice -n 5 vim test.txt

　　输入内容，然后 ctrl+z 挂起

[root@Centos83 ~]# nice -n 5 vim test.txt
[root@Centos83 ~]# ps -aux | grep vim
root     15346  0.0  0.1  12344  1068 pts/0  S+   12:18   0:00 grep --color=auto vim
[root@Centos83 ~]# top -p 15346

　　改变正在运行的进程的优先级

10.3.5 实战：使用 screen 后台实时执行备份命令

　　实战场景：公司晚上需要备份 1T 数据，我在 xshell 上直接执行备份脚本 back.sh 可以吗？ 或直接运行 back.sh & 放到后台运行可以吗？ 当关了 xshell 后，back.sh & 还在后台执行吗？
　　答：xshell 长时间连接，如果本地网络偶尔断开或 xshell 不小心关闭，都会让后台运行的备份命令停止运行的。
　　正确做法使用： srceen

10.3.6 screen 概述和安装

　　Screen 中有会话的概念,，用户可以在一个 screen 会话中创建多个 screen 窗口，在每一个 screen窗口中就像操作一个真实的 telnet/SSH 连接窗口那样。
　　安装 screen 软件包

[root@Centos83 ~]# rpm -ivh /mnt/AppStream/Packages/scrub-2.5.2-14.el8.x86_64.rpm

　　或者

[root@Centos83 ~]# yum -y install screen

10.3.7 screen 使用方法

　　直接在命令行键入 screen 命令回车

[root@Centos83 ~]# screen

　　Screen 将创建一个执行 shell 的全屏窗口。你可以执行任意 shell 程序，就像在 ssh 窗口中那样使用 screen 后台实时执行命令备份命令。

[root@xuegod63 ~]# screen             #进入
[root@xuegod63 ~]# vim a.txt           #执行命令， 或执行你自己需要运行的备份命令

　　此时想离开一段时间，但还想让这个命令继续运行

[root@xuegod63 ~]#                 #在 screen 当前窗口键入快捷键 Ctrl+a+d 
[detached from 15885.pts-1.Centos83]       #分离出来独立的一个会话

　　detached   [dɪˈtætʃt]  分离，独立

[root@Centos83 ~]# screen -ls          #查看已经建立的会话 ID
There is a screen on:
  15885.pts-1.Centos83  (Detached)
1 Socket in /run/screen/S-root.
[root@Centos83 ~]# screen -r 15885
[root@Centos83 ~]# exit              #不想使用 screen 会话了，执行：exit 退出
exit
[screen is terminating]

　　| 常用 screen 参数 | 作用                        |
　　| -------------------- | --------------------------- |
　　| screen -S test       | 新建一个叫 test 的会话      |
　　| screen -ls           | 列出当前所有的会话          |
　　| screen -r test       | 回到 test 会话              |
　　| screen -S            | 会话 id -X quit -> 删除会话 |
　　| screen -S            | 会话名 -X quit -> 删除会话  |
总结：　　10.1 进程概述和 ps 查看进程工具
10.2 uptime 查看系统负载-top 动态管理进程10.3 前后台进程切换- nice 进程优先级-实战 screen 后台执行命令