linux 系统管理--进程管理
一、进程基本概述
1.什么是进程？
比如：windows上安装的QQ，我们会将其称为QQ程序，那么当QQ运行之后，在任务管理器中，我们可以看到QQ程序在运行着，此时，我们称其为:QQ进程。
言简意赅总结：当我们运行一个程序，那么我们将该程序叫进程
注意：
1.当程序运行为进程后，系统会为该进程分配内存，以及运行的身份和权限。
2.在进程运行的过程中，服务器上回有各种状态来表示当前进程的指标信息。
进程是已启动的可执行程序的运行实例，进程有以下组成部分:
局部和全局变量
当前的调度上下文
分配给进程使用的系统资源，例如文件描述符、网络端口等
给进程分配对应的pid,ppid2.程序和进程的区别？
1.程序是开发写出来的代码，是永久存在的。数据和指令的集合，是一个静态的概念，比如/bin/ls、/bin/cp等二进制文件。
2.进程是一个程序的运行过程，会随着程序的终止儿销毁，不会永远在系统中存在。是一个动态概念，进程是存在生命周期概念的。
3.进程的生命周期
程序运行时进程的状态关系:
1.当父进程接收到任务调度时，会通过fork派生子进程来处理，那么子进程会集成父进程的衣钵。
2.子进程在处理任务代码时，父进程会进入等待的状态...
3.如果子进程在处理任务过程中，父进程退出了，子进程没有退出，那么这些子进程就没有父进程来管理了，就变成了僵尸进程。
4.每个进程都会有自己的PID号，（process id）子进程则PPID
二、监控进程状态
1.使用ps命令查看当前的进程状态（静态查看）
常用组合：ps aux 查看进程
[root@zls ~]# ps aux
a:显示所有与终端相关的进程，由终端发起的
u:显示用户导向的用户列表
x：显示所有与终端无关的进程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。
在进程运行时，它对 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，它随着环境要求而改变。
USER: //启动程序的用户
PID: //进程ID
%CPU: //占用CPU的百分比
%MEM: //占用内存的百分比
VSZ: //虚拟内存集（进程占用虚拟内存的空间）
RSS: //物理内存集（进程占用物理内存的空间）
TTY: //运行的终端
?: #内核运行的终端
tty1: #机器运行的终端
pts/0: #远程连接的终端
STAT: //进程状态
D: #无法中断的休眠状态（通IO的进程）
R: #正在运行的状态
S: #处于休眠的状态
T: #暂停或被追踪的状态
W: #进入内存交换（从内核2.6开始无效）
X: #死掉的进程（少见）
Z: #僵尸进程
<: #优先级高的进程
N: #优先级较低的进程
L: #有些页被锁进内存
s: #父进程（在它之下有子进程开启着）
l: #以线程的方式运行
|: #多进程的
+: #该进程运行在前台
START: //进程被触发开启的时间
TIME: //该进程实际使用CPU的运行时间
COMMAND: //命令的名称和参数
[]: #内核态的进程
没[]: #用户态的进程案例一：PS命令查看前台进程转换到停止
#在终端上运行vim
[root@zls ~]# vim zls.txt
#查看vim运行的状态，S：睡眠状态 +：在前台运行
[root@zls ~]# ps aux|grep [v]im
root 1306 0.0 0.2 151664 5180 pts/0 S+ 13:00 0:00 vim zls.txt
#执行ctrl + z，将进程放置后台
[1]+ 已停止 vim zls.txt
#进程状态变成了T，暂停或被追踪的状态
[root@zls ~]# ps aux|grep [v]im
root 1306 0.0 0.2 151664 5180 pts/0 T 13:00 0:00 vim zls.txt案例二：PS命令查看不可中断状态
#在终端上运行tar命令
[root@zls ~]# tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
#持续查看tar进程的状态
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 13.3 0.0 124008 1700 pts/0 R+ 13:06 0:00 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 13.2 0.0 124008 1716 pts/0 R+ 13:06 0:00 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 15.7 0.0 124008 1716 pts/0 S+ 13:06 0:00 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 13.6 0.0 124008 1736 pts/0 S+ 13:06 0:00 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 15.1 0.0 124008 1736 pts/0 R+ 13:06 0:00 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 14.1 0.0 124008 1736 pts/0 D+ 13:06 0:00 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 13.2 0.0 124008 1756 pts/0 R+ 13:06 0:01 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 15.2 0.0 124140 1756 pts/0 R+ 13:06 0:01 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/
[root@zls ~]# ps aux|grep [t]ar
root 1348 14.7 0.0 124240 1952 pts/0 S+ 13:06 0:01 tar zcf zls.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ /usr/案例三：PS命令查看进程Ss+状态
#过滤bash进程，再开启终端
[root@zls ~]# ps aux|grep [b]ash
root 1127 0.0 0.1 115436 2084 tty1 Ss 11:49 0:00 -bash
root 1180 0.0 0.0 115436 1900 tty1 S+ 11:49 0:00 bash
root 1198 0.0 0.1 115564 2152 pts/0 Ss 11:50 0:00 -bash
root 1324 0.0 0.1 115440 2064 pts/1 Ss+ 13:01 0:00 -bash了解进程如下选项:
PID,PPID
当前的进程状态
内存的分配情况
CPU 和已花费的时间
用户UID决定进程的特权ps命令使用方法
#对进程的CPU进行排序展示
[root@zls ~]# ps aux --sort %cpu |less
#对进程的占用物理内存排序
[root@zls ~]# ps aux --sort rss |less
#排序，实在记不住，那就自己排序
[root@zls ~]# ps aux|sort -k3 -n
#自定义显示字段，指定想看的列
[root@zls ~]# ps axo user,pid,ppid,%mem,command |grep sshd
root 869 1 0.2 /usr/sbin/sshd -D
root 1194 869 0.2 sshd: root@pts/0
root 1307 869 0.2 sshd: root@pts/1
root 1574 869 0.2 sshd: root@pts/2
#显示进程的子进程
[root@zls ~]# yum install nginx -y
[root@zls ~]# systemctl start nginx
[root@zls ~]# ps auxf|grep [n]ginx
root 2033 0.0 0.1 125096 2112 ? Ss 13:29 0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx 2034 0.0 0.1 125484 3148 ? S 13:29 0:00 \_ nginx: worker process
#默认不加选项是查看指定进程PID
[root@zls ~]# ps aux|grep sshd
root 1157 0.0 0.1 105996 3604 ? Ss Feb27 0:00 /usr/sbin/sshd -D
[root@zls ~]# cat /run/sshd.pid
1157
#pgrep常用参数, -l -a
[root@zls ~]# pgrep sshd
869
1194
1307
1574
[root@zls ~]# pgrep -l sshd
869 sshd
1194 sshd
1307 sshd
1574 sshd
[root@zls ~]# pgrep -l -a sshd
869 /usr/sbin/sshd -D
1194 sshd: root@pts/0
1307 sshd: root@pts/1
1574 sshd: root@pts/2
#查看进程的pid
[root@zls ~]# pidof sshd
1574 1307 1194 869
#查看进程树
[root@zls ~]# pstree
systemd─┬─NetworkManager───2*[{NetworkManager}]
├─VGAuthService
├─abrt-watch-log
├─abrtd
├─agetty
├─auditd───{auditd}
├─crond
├─dbus-daemon───{dbus-daemon}
├─irqbalance
├─master─┬─pickup
│ └─qmgr
├─nginx───4*[nginx]
├─polkitd───6*[{polkitd}]
├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}]
├─sshd─┬─sshd───bash───pstree
│ └─sshd───bash───bash───bash
├─systemd-journal
├─systemd-logind
├─systemd-udevd
├─tuned───4*[{tuned}]
├─vmtoolsd───{vmtoolsd}
└─vsftpd2. 动态监控进程--top 命令
[root@gong ~]# top
top - 22:58:05 up 4:37, 3 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 98 total, 1 running, 97 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 2047488 total, 1566920 free, 116060 used, 364508 buff/cache
KiB Swap: 0 total, 0 free, 0 used. 1763644 avail Mem
#当前系统的时间
22:58:05
#开启时间
up 4:37,
#几个用户同时在线
3 users,
#平均负载：1分钟，5分钟，15分钟
load average: 0.00, 0.01, 0.05
#总共工作数量98个
Tasks:98 total,
#1个正在处理
1 running,
#97个S状态
97 sleeping,
#00个停止状态
2 stopped,
#0个僵尸进程
0 zombie
%Cpu(s):
#用户态：用户占用CPU的百分比
0.0 us,
#内核态：系统程序占用CPU的百分比（通常内核与硬件进行交互）
0.0 sy,
dd </dev/zero >/dev/null bs=200M count=1000
#优先级：优先被调度的程序占用CPU百分比
0.0 ni,
#空闲：CPU空闲的百分比(windows也有)
99.7 id,
#等待：CPU等待IO的完成时间
0.0 wa,
#硬中断：占CPU的百分比
0.0 hi,
由与系统相连的外设(比如网卡、硬盘)自动产生的。主要是用来通知操作系统,系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候，就会发出一个中断。我们通常所说的中断指的是硬中断(hardirq)。
#软中断：占CPU的百分比
0.0 si,
为了满足实时系统的要求，中断处理应该是越快越好。linux为了实现这个特点，当中断发生的时候，硬中断处理那些短时间就可以完成的工作，而将那些处理事件比较长的工作，放到中断之后来完成，也就是软中断(softirq)来完成。
#虚拟机占用物理机的百分比
0.0 st3.中断
硬中断是系统用来影响硬件设备请求的一种机制，它会打断进程的正常调度和执行，然后调用内核中的中断处理程序来影响设备的请求
举个例子：
比如你定了一份外卖，但是不确定外卖什么时候送到，也没有别的方法了解外卖的进度，但是配送人员送外卖是不等人的，到了你这，没人接取的话，直接走人了。所以你只能苦苦的等着，时不时的去门口看看外卖送到没有，而不能做其他的事情。
不过如果在订外卖的时候，你就跟配送员约定好了，让他送到给你打电话，那你就不用苦苦等着了，可以去忙别的事情了，直到电话一响，接到电话，就可以取外卖了。此时 ==打电话== 就是一个中断的操作。
没接到电话之前，你可以做其他事情，当你接到电话之后（就发生了中断），你才要进行另一个动作**取外卖**
PS：中断是一个异步的事件处理机制，可以提高操作系统处理并发的能力。
由于中断处理程序会打断其他进程的运行，所以，为了减少对正常进程运行调度的影响，中弄断处理程序就需要尽可能快的运行，如果中弄断本身要做的事情不多，那么处理起来也不会有太大的问题，但是如果中断要处理的事情很多，中断服务程序就有可能要运行很长时间。
特别是，中断处理程序在影响中断时，还会临时关闭中断，这就会导致上一次中断处理完成之前，其他中断都能不能响应，也就是说中断有可能会丢失。
还是以外卖为例：加入你定了2份外卖
一份主食和一份饮料，由2个不同的配送员来配送。这次你不用时时等待着，两份外卖都约定了电话取外卖的方式。那么问题又来了。
当第一份外卖送到时，配送员给你打了个很长的电话，商量发票处理的方式，与此同时，第二个配送员也到了，也想给你打电话，但是会占线，因为电话占线（也就关闭了中断的响应），第二个配送给你打电话打不通，所以，那么很有可能在尝试几次还占线，就走了（丢失了一次中断）刚才说了丢失一次中断，如果对于系统来说，每次都只能处理一次中断，那就很刺激了，天天都在丢失中断，用户的请求发过来，没响应，还做个P的运维，回家种地吧...


软中断：
事实上，为了解决中断处理程序执行过长的和丢失中断的问题，Linux将中断处理过程分成了两个阶段：
第一阶段：用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关工作
第二阶段：用来延迟处理第一阶段未完成的工作，通常以内核线程的方式运行。
还是外卖的那个例子：
第一阶段：当你接到第一个配送员电话时，你可以跟他说，你已经知道了，其他事见面再细说，然后就可以挂断电话了。
第二阶段：才是取外卖，然后见面聊发票的处理动作。
如此一来，第一个配送员不会在电话里占用你很长时间，第二个配送员来的时候，照样可以打通电话。当网卡在接收数据包的时候，会通过硬中断的方式通知内核，有新数据到了。这时，内核就应该调用中断处理程序来影响它。对第一阶段来说，既然是快速处理，其实就是把网卡接收到的数据包，先放置内存当中，然后更新一下硬件寄存器的状态（表示数据已经读好了），而第二阶段，被软中断信号唤醒后，需要从内存中找到网络数据，再按照网络协议栈，对数据进行逐层解析和处理，直到把它发送给应用程序。
总结：
第一阶段：直接处理硬件请求，也就是我们常说的硬中断，特点是快速执行。
第二阶段：由内核触发该请求，也就是我们常说的软中断，特点是延迟执行。
4.Linux软中断与硬中断小结：
1.Linux中中断处理程序分为上半部和下半部：
上半部对应硬中断，用来快速处理
下半部对应软中断，用来异步处理上半部未完成的工作
2.Linux中的软中断包括：网络收发，定时，调度等各种类型，可以通过/proc/softirqs来观察中断的运行情况
在企业中，会经常听说一个问题，就是大量的网络小包会导致性能问题，为啥呢？
因为大量的网络小包会导致频繁的硬中断和软中断，所以大量的网络小包传输速度很慢，但如果将所有的网络小包"打包","压缩"一次性传输，是不是会快很多。
就好比，你在某东自营买了100个快递，都是第二天到，如果分100个快递员，给你配送，你一天要接100个电话，~~~~~~~~ 但是如果，某东只让一个快递员，把你买的100个快递，打包成一个大包裹，派送给你，会不会快很多？top命令使用：
[root@zls ~]# top
#指定N秒变化时间
[root@zls ~]# top -d 1
#查看指定进程的动态信息
[root@zls ~]# top -d 1 -p 10126
[root@zls ~]# top -d 1 -p 10126,1
#查看指定用户的进程
[root@zls ~]# top -d 1 -u apache
#将 2 次 top 信息写入到文件
[root@zls ~]# top -d 1 -b -n 2 > top.txt
top 常见指令
h 查看帮出
z 高亮显示
1 显示所有CPU的负载
s 设置刷新时间
b 高亮现实处于R状态的进程
M 按内存使用百分比排序输出
P 按CPU使用百分比排序输出
R 对排序进行反转
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
#进程ID
PID
#用户
USER
#优先级，正常为20
PR
#nice值，正常为0，负值表示高优先级，正值表示低优先级
NI
#虚拟内存占用
VIRT
#真实内存占用
RES
#共享内存占用
SHR
#模式状态
S
#CPU占用百分比
%CPU
#内存占用百分比
%MEM
#运行时间
TIME+
#运行命令
COMMAND5.kill信号管理：
当程序运行为进程后，如果希望强行停止就可以使用kill命令对进程发送关闭信号，除了kill还有pkill、killall
定义守护进程的角色
结束用户会话和进程
kill,killall,pgrep,pkill
[root@zls ~]# kill -l //列出所有支持的信号
//常见信号列表:
数字信号 信号别名 作用
1 HUP 挂起信号，往往可以让进程重新配置
2 INT 中断信号，起到结束进程的作用，和ctrl + c 的作用一样
3 QUIT 让进程退出，结果是进程退出
9 KILL 直接结束进程，不能被进程捕获
15 TERM 进程终止，这是默认信号
18 CONT 被暂停的进程将继续恢复运行
19 STOP 暂停进程
20 TSTP 用户停止请求，作用类似于ctrl + z 把进程放到后台并暂停6.kill命令发送信号
// 给 vsftpd 进程发送信号 1,15
[root@zls ~]# yum -y install vsftpd
[root@zls ~]# systemctl start vsftpd
//发送重启信号，例如 vsftpd 的配置文件发生改变，希望重新加载
[root@zls ~]# kill -1 9160
//发送停止信号，vsftpd 服务有停止的脚本 systemctl stop vsftpd
[root@zls ~]# kill 9160
// 给vim进程发送信号 9,15
[root@zls ~]# touch file1 file2
//使用远程终端1打开file1
[root@zls ~]# tty
/dev/pts/1
[root@zls ~]# vim file1
//使用远程终端2打开file2
[root@zls ~]# tty
/dev/pts/2
[root@zls ~]# vim file2
//查看当前进程pid
[root@zls ~]# ps aux |grep vim
root 4362 0.0 0.2 11104 2888 pts/1 S+ 23:02 0:00 vim file1
root 4363 0.1 0.2 11068 2948 pts/2 S+ 23:02 0:00 vim file2
//发送15信号
[root@zls ~]# kill 4362
//发送9信号
[root@zls ~]# kill -9 4363
//还可以同时给所有vim进程发送信号, 模糊匹配，同时给多个进程发送信号
[root@zls ~]# killall vim
//使用pkill踢出从远程登录到本机的用户, pkill 类似killall
[root@zls ~]# w
20:50:17 up 95 days, 9:30, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
USER TTY FROM LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT
xuliangw pts/0 115.175.115.39 20:22 0.00s 0.01s 0.00s sshd: zls [priv]
//终止 pts/0上所有进程, 除了bash本身
[root@zls ~]# pkill -t pts/0
-t：指定终端
//终止pts/0上所有进程, 并且bash也结束（用户被强制退出）
[root@zls ~]# pkill -9 -t pts/0
//列出zls用户的所有进程，-l输出pid
[root@linux-zls ~]# pgrep -l -u zls
32206 sshd
32207 bash