第十章 Centos7-系統進程管理
第十章 Centos7-系統進程管理
本節所講內容：
10.1 進程概述和ps查看進程工具
10.2 uptime查看系統負載-top動態管理進程
10.3 前後臺進程切換- nice進程優先級-實戰screen後臺執行命令
10.1 進程概述和ps管理進程
10.1.1 什麽是進程？
進程是已啟動的可執行程序的運行實例，進程有以下組成部分：
? 已分配內存的地址空間；
? 安全屬性，包括所有權憑據和特權；
? 程序代碼的一個或多個執行線程；
? 進程狀態
程序： 二進制文件，靜態 /bin/date,/usr/sbin/sshd
進程： 是程序運行的過程， 動態，有生命周期及運行狀態。
下圖所示的是進程的生命周期：
描述如下：
父進程復制自己的地址空間（fork [f?:k] 分叉）創建一個新的（子）進程結構。每個新進程分配一個唯一的進程 ID （PID），滿足跟蹤安全性之需。PID 和 父進程 ID （PPID）是子進程環境的元素，任何進程都可以創建子進程，所有進程都是第一個系統進程的後代。
centos5或6PID為1的進程是： init
centos7 PID為1的進程是： systemd
僵屍進程：一個進程使用fork創建子進程，如果子進程退出，而父進程並沒有調用wait或waitpid獲取子進程的狀態信息，那麽子進程的進程描述符仍然保存在系統中。這種進程稱之為僵屍進程。
用自己的話表達
10.1. 2 進程的屬性
進程ID（PID)：是唯一的數值，用來區分進程
父進程的ID（PPID)
啟動進程的用戶ID（UID）和所歸屬的組（GID）
進程狀態：狀態分為運行R、休眠S、僵屍Z
進程執行的優先級
進程所連接的終端名
進程資源占用：比如占用資源大小（內存、CPU占用量）
10.1.3 使用ps查看進程工具
1、ps查看進程工具
例1：常用的參數：
a: 顯示跟當前終端關聯的所有進程
u: 基於用戶的格式顯示（U: 顯示某用戶ID所有的進程）
x: 顯示所有進程，不以終端機來區分
例2：常用的選項組合是 ps -aux
[root@xuegod63 ~]# ps -axu | more
註： 最後一列[xxxx] 使用方括號括起來的進程是內核態的進程。 沒有括起來的是用戶態進程。
上面的參數輸出每列含意：
USER: 啟動這些進程的用戶
PID: 進程的ID
%CPU 進程占用的CPU百分比；
%MEM 占用內存的百分比；
VSZ：進程占用的虛擬內存大小（單位：KB）
RSS：進程占用的物理內存大小（單位：KB）
STAT：該程序目前的狀態，Linux進程有5種基本狀態：
R ：該程序目前正在運作，或者是可被運作；
S ：該程序目前正在睡眠當中 (可說是 idle 狀態啦！)，但可被某些訊號(signal) 喚醒。
T ：該程序目前正在偵測或者是停止了；
Z ：該程序應該已經終止，但是其父程序卻無法正常的終止他，造成 zombie (疆屍) 程序的狀態
D 不可中斷狀態.
5個基本狀態後，還可以加一些字母，比如：Ss、R+，如下圖：
它們含意如下:：
<: 表示進程運行在高優先級上
N: 表示進程運行在低優先級上
L: 表示進程有頁面鎖定在內存中
s: 表示進程是控制進程
l: 表示進程是多線程的
+: 表示當前進程運行在前臺
START：該 process 被觸發啟動的時間；
TIME ：該 process 實際使用 CPU 運作的時間。
COMMAND：該程序的實際指令
例1： 查看進程狀態
[root@xuegod63 ~]# vim a.txt
在另一個終端執行：
[root@xuegod63 ~]# ps -aux | grep a.txt #查看狀態 S表示睡眠狀態， + 表示前臺
root 4435 0.0 0.2 151752 5292 pts/1 S+ 20:52 0:00 vim a.txt
root 4661 0.0 0.0 112676 996 pts/0 S+ 21:05 0:00 grep --color=auto a.txt
在vim a.txt 這個終端上 按下： ctrl+z
[1]+ 已停止 vim a.txt
在另一個終端執行：
[root@xuegod63 ~]# ps -aux | grep a.txt #查看狀態 T表示停止狀態
root 4435 0.0 0.2 151752 5292 pts/1 T 20:52 0:00 vim a.txt
root 4675 0.0 0.0 112676 996 pts/0 S+ 21:05 0:00 grep --color=auto a.txt
註：
ctrl-c 是發送 SIGINT 信號，終止一個進程
ctrl-z 是發送 SIGSTOP信號，掛起一個進程。將作業放置到後臺(暫停)
ctrl-d 不是發送信號，而是表示一個特殊的二進制值，表示 EOF。代表輸入完成或者註銷
例2： D 不可中斷狀態
[root@xuegod63 ~]# tar -zcvf usr-tar.gz /usr/
#然後在另一個終端不斷查看狀態，由S+，R+變為D+
2、ps常用的參數： ps -ef
-e 顯示所有進程
-f 顯示完整格式輸出
我們常用的組合： ps -ef
包含的信息如下
UID: 啟動這些進程的用戶
PID: 進程的ID
PPID: 父進程的進程號
C: 進程生命周期中的CPU利用率
STIME: 進程啟動時的系統時間
TTY: 表明進程在哪個終端設備上運行。如果顯示 ?表示與終端無關，這種進程一般是內核態進程。另外， tty1-tty6 是本機上面的登入者程序，若為 pts/0 等，則表示運行在虛擬終端上的進程。
TIME: 運行進程一共累計占用的CPU時間
CMD: 啟動的程序名稱
例1：測試CPU使用時間。
dd if=/dev/zero of=/a.txt count=10 bs=100M
[root@localhost ~]# ps -axu | grep dd
註：
ps aux 是用BSD的格式來顯示進程。
ps -ef 是用標準的格式顯示進程
10.2 uptime查看系統負載-top動態管理進程
10.2.1 uptime查看CPU負載工具
[root@localhost ~]# uptime
13:22:30 up 20days, 2 users, load average: 0.06, 0.60, 0.48
彈出消息含意如下：
|
13:22:30 |
當前時間 |
|
up 20days |
系統運行時間 ，說明此服務器連續運行20天了 |
|
2 user |
當前登錄用戶數 |
|
load average: 0.06, 0.60, 0.48 |
系統負載，即任務隊列的平均長度。 三個數值分別為 1分鐘、5分鐘、15分鐘前到現在的平均值。 |
任務隊列的平均長度是什麽？
大廳排除買票：
這時隊列是4:
cpu隊列數為3時，如圖：
任務隊列的平均長度 懂：1 不懂：2
互動：例1：找出當前系統中，CPU負載過高的服務器？
服務器1： load average: 0.15, 0.08, 0.01 1核
服務器2： load average: 4.15, 6.08, 6.01 1核
服務器3： load average: 10.15, 10.08, 10.01 4核
答案：服務器2
如果服務器的CPU為1核心，則load average中的數字 >=3 負載過高，如果服務器的CPU為4核心，則load average中的數字 >=12 負載過高。
經驗：單核心，1分鐘的系統平均負載不要超過3，就可以，這是個經驗值。
如下圖： 1人只能買1張票，排第四的人可能會急。 所以我們認為超過3就升級CPU
10.2.2 top命令
[root@xuegod63 ~]# top #top彈出的每行信息含意如下：
第一行內容和uptime彈出的信息一樣
進程和CPU的信息( 第二、三行)
當有多個CPU時，這些內容可能會超過兩行。內容如下：
|
Tasks: 481 total |
進程總數 |
|
1 running |
正在運行的進程數 |
|
480 sleeping |
睡眠的進程數 |
|
0 stopped |
停止的進程數 |
|
0 zombie |
僵屍進程數 |
|
Cpu(s): 0.0% us |
系統用戶進程使用CPU百分比。 |
|
0.0% sy |
內核中的進程占用CPU百分比 |
|
0.0% ni |
用戶進程空間內改變過優先級的進程占用CPU百分比 |
|
98.7% id |
空閑CPU百分比 |
|
0.0% wa |
cpu等待I/0完成的時間總量。 測試： 終端1：執行：top 終端2：dd if=/dev/zero of=/a.txt count=10 bs=100M 終端3：dd if=/dev/zero of=/a.txt count=10 bs=100M 如下：
|
|
0.0% hi（了解） 硬中斷消耗時間
|
硬中斷，占的CPU百分比。1. 硬中斷是由硬件產生的，比如，像磁盤，網卡，鍵盤，時鐘等。每個設備或設備集都有它自己的IRQ（中斷請求）。基於IRQ，CPU可以將相應的請求分發到對應的硬件驅動上（註：硬件驅動通常是內核中的一個子程序，而不是一個獨立的進程）。# hi -> Hardware IRQ: The amount of time the CPU has been servicing hardware interrupts. |
|
0.0% si（了解） 軟中斷消耗時間 |
軟中斷，占的CPU百分比。1. 通常，軟中斷是一些對I/O的請求。這些請求會調用內核中可以調度I/O發生的程序。對於某些設備，I/O請求需要被立即處理，而磁盤I/O請求通常可以排隊並且可以稍後處理。根據I/O模型的不同，進程或許會被掛起直到I/O完成，此時內核調度器就會選擇另一個進程去運行。I/O可以在進程之間產生並且調度過程通常和磁盤I/O的方式是相同。# si -> Software Interrupts.: The amount of time the CPU has been servicingsoftware interrupts. |
|
0.0 st （steal 偷） |
st：虛擬機偷取物理的時間。比如：物理機已經運行了KVM，XEN虛擬機。KVM虛擬機占用物理機的cpu時間 |
內存信息(第四五行)
內容如下：
|
Mem: 2033552k total |
物理內存總量 |
|
340392k used |
使用的物理內存總量 |
|
1376636k free |
空閑內存總量 |
|
316524k buff/cache |
用作內核緩存的內存量。 和free -k 一個意思
|
|
Swap: 2017948k total |
交換區總量 |
|
0k used |
使用的交換區總量 |
|
192772k free |
空閑交換區總量 |
|
1518148 avail Mem |
總的可利用內存是多少 |
註：如果swap分區，被使用，那麽你的內存不夠用了。
第7行進程信息
|
列名 |
含義 |
|
PID |
進程id |
|
USER |
進程所有者的用戶名 |
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PR |
優先級（由內核動態調整），用戶不能 |
|
NI |
進程優先級。 nice值。負值表示高優先級，正值表示低優先級，用戶可以自己調整 |
|
VIRT（virtual memory usage） |
虛擬內存，是進程正在使用的所有內存（ps中標為VSZ） VIRT：virtual memory usage 虛擬內存 1、進程“需要的”虛擬內存大小，包括進程使用的庫、代碼、數據等 2、假如進程申請100m的內存，但實際只使用了10m，那麽它會增長100m，而不是實際的使用量 |
|
RES（resident memory usage） |
是進程所使用的物理內存。實際實用內存（ps中標為RSS） RES：resident memory usage 常駐內存 1、進程當前使用的內存大小，但不包括swap out 2、包含其他進程的共享 3、如果申請100m的內存，實際使用10m，它只增長10m，與VIRT相反 4、關於庫占用內存的情況，它只統計加載的庫文件所占內存大小 |
|
SHR |
共享內存大小，單位kb SHR：shared memory 共享內存 1、除M了自身進程的共享內存，也包括其他進程的共享內存 2、雖然進程只使用了幾個共享庫的函數，但它包含了整個共享庫的大小 3、計算某個進程所占的物理內存大小公式：RES – SHR 4、swap out後，它將會降下來 |
|
S |
進程狀態。 |
|
%CPU |
上次更新到現在的CPU時間占用百分比 |
|
%MEM |
進程使用的物理內存百分比 |
|
TIME+ |
進程使用的CPU時間總計，單位1/100秒 |
|
COMMAND |
命令名/命令行 |
top快捷鍵：
默認3s刷新一次，按s修改刷新時間
按空格 ：立即刷新。
q退出
P：按CPU排序
M：按內存排序
T按時間排序
p: 進程IP，查看某個進程狀態
數字鍵1：顯示每個內核的CPU使用率
u/U：指定顯示的用戶
h:幫助
例1：運行top，依次演示一下top的快捷鍵，讓大家看一下效果
例2：使用TOP動態只查看某個或某些進程的信息
找到進程ID
[root@localhost ~]# ps -axu | grep vim
Warning: bad syntax, perhaps a bogus ‘-‘? See /usr/share/doc/procps-3.2.8/FAQ
root 9667 0.0 0.2 143620 3344 pts/1 S<+ 19:15 0:00 vim a.txt
[root@localhost ~]# top -p 9667
10.2.3 實戰1：找出系統中使用CPU最多的進程
運行top ， 找出使用CPU最多的進程 ，按大寫的P，可以按CPU使用率來排序顯示
互動：在linux系統中一個進程，最多可以使用100%cpu對嗎？
如下圖，可以看到dirtycow（臟牛漏洞，用於提權） 進程使用196.8%
這是你第一次看見： 1
如果你的4核心的cpu，你可以運行400%
10.2.4 lsof命令
lsof命令用於查看你進程打開的文件，打開文件的進程，進程打開的端口(TCP、UDP)
-i<條件>：列出符合條件的進程。（4、6、協議、:端口、 @ip ）
-p<進程號>：列出指定進程號所打開的文件；
例：
[root@xuegod63 ~]# vim a.txt
[root@xuegod63 ~]# ps -axu | grep a.txt
root 43641 0.8 0.2 151744 5280 pts/3 S+ 18:19 0:00 vim a.txt
root 43652 0.0 0.0 112676 996 pts/1 S+ 18:19 0:00 grep --color=auto a.txt
[root@xuegod63 ~]# lsof -p 43641 #一般用於查看木馬進程，在讀哪些文件
[root@xuegod63 ~]# lsof -i :22 #用於查看端口，或查看黑客開啟的後門端口是哪個進程在使用
10.2.4 pstree工具使用
pstree：（display a tree of processes）以樹狀圖顯示進程，只顯示進程的名字，且相同進程合並顯示。
格式：pstree 或 pstree -p
以樹狀圖顯示進程，還顯示進程PID。
[root@xuegod63 ~]# pstree -p
10.3 前後臺進程切換- nice進程優先級-實戰screen後臺執行命令
10.3.1 Linux後臺進程與前臺進程的區別
前臺進程:是在終端中運行的命令，那麽該終端就為進程的控制終端，一旦這個終端關閉，這個進程也隨著消失
後臺進程: 也叫守護進程（Daemon），是運行在後臺的一種特殊進程，不受終端控制，它不需要與終端交互；Linux的大多數服務器就是用守護進程實現的。比如，Web服務器httpd等。
10.3.2 進程的前臺與後臺運行
跟系統任務相關的幾個命令（了解）：
|
& |
用在一個命令的最後，可以把這個命令放到後臺執行. |
|
ctrl + z |
將一個正在前臺執行的命令放到後臺，並且暫停. |
|
jobs |
查看當前有多少在後臺運行的進程.它是一個作業控制命令 |
|
fg（foreground process） |
將後臺中的命令調至前臺繼續運行, 如果後臺中有多個命令，可以用 fg %jobnumber將選中的命令調出，%jobnumber是通過jobs命令查到的後臺正在執行的命令的序號(不是pid) |
|
bg(background process) |
將一個在後臺暫停的命令，變成繼續執行; 如果後臺中有多個命令，可以用bg %jobnumber將選中的命令調出，%jobnumber是通過jobs命令查到的後臺正在執行的命令的序號(不是pid) |
實戰恢復被掛起的進程（了解）
例： vim a.txt 按下： ctrl+z
[root@xuegod63 ~]# vim a.txt #打開後，然後執行 ctrl+z
[1]+ 已停止 vim a.txt
[root@xuegod63 ~]# ps -axu | grep vim
root 43710 0.8 0.2 151744 5304 pts/3 T 18:26 0:00 vim a.txt
root 43720 0.0 0.0 112676 984 pts/3 S+ 18:26 0:00 grep --color=auto vim
[root@xuegod63 ~]# jobs #查看當前有多少在後臺運行的進程
[1]+ 已停止 vim a.txt
[root@xuegod63 ~]# fg 1 #將後臺掛起的進程恢復到前臺運行
10.3.3 kill關閉進程
關閉進程3個命令：kill killall pkill
kill關閉進程：kill 進程號 關閉單個進程
killall和pkill 命令用於殺死指定名字的進程
通過信號的方式來控制進程的
kill -l =====> 列出所有支持的信號（了解） 用最多的是： 9 信號
信號編號 信號名
1）SIGHUP 重新加載配置
2） SIGINT 鍵盤中斷 crtl+c
3) SIGQUIT 退出
9） SIGKILL 強制終止
15） SIGTERM 終止（正常結束），缺省信號
18） SIGCONT 繼續
19） SIGSTOP 停止
20） SIGTSTP 暫停 crtl+z
例1： kill和killall終止進程
[root@xuegod63 ~]# kill -9 2342
[root@xuegod63 ~]# killall sshd
[root@xuegod63 ~]# pkill sshd
10.3.4 進程的優先級管理
優先級取值範圍為（-20,19），越小優先級越高, 默認優先級是0
命令1：nice 指定程序的運行優先級
格式：nice n command
命令2：renice 改變程序的運行優先級
格式：renice -n pid
例1：指定運行vim的優先級為5
[root@xuegod63 ~]# nice -n 5 vim a.txt
輸入內容，然後ctrl+z 掛起
通過ps查看這個文件的PID號
[root@xuegod63 ~]# ps -aux|grep vim
通過top命令查看優先級
[root@xuegod63 ~]# top -p 26154
改變正在運行的進程的優先級
10.3.5 實戰：使用screen後臺實時執行命令備份命令
實戰場景：公司晚上需要備份1T數據，我在xshell上直接執行備份腳本back.sh可以嗎？ 或直接運行back.sh & 放到後臺運行可以嗎？ 當關了xshell後，back.sh & 還在後臺執行嗎？
答：xshell長時間連接，如果本地網絡偶爾斷開或xshell不小心關閉，都會讓後臺運行的備份命令停止運行的。正確做法使用： srceen
10.3.6 screen概述和安裝
Screen中有會話的概念,，用戶可以在一個screen會話中創建多個screen窗口，在每一個screen窗口中就像操作一個真實的telnet/SSH連接窗口那樣。
安裝screen軟件包
# rpm -ivh /mnt/Packages/screen-4.1.0-0.23.20120314git3c2946.el7_2.x86_64.rpm
或者
[root@xuegod63 ~]# yum -y install screen
10.3.7 screen使用方法
直接在命令行鍵入screen命令回車，如下圖
[root@xuegod63 ~]# screen
Screen將創建一個執行shell的全屏窗口。你可以執行任意shell程序，就像在ssh窗口中那樣
例如，我們在做某個大型的操作但是突然之間斷開：
實戰：使用screen後臺實時執行命令備份命令
[root@xuegod63 ~]# screen #進入
[root@xuegod63 ~]# vim a.txt #執行命令， 或執行你自己需要運行的備份命令
此時想離開一段時間，但還想讓這個命令繼續運行
[root@xuegod63 ~]# #在screen當前窗口鍵入快捷鍵Ctrl+a+d
[detached from 44074.pts-3.xuegod63] #分離出來獨立的一個會話
detached [d??t?t?t] 分離，獨立
半個小時之後回來了，找到該screen會話：
[root@tivf06 ~]# screen -ls #查看已經建立的會話ID
There is a screen on:
44074.pts-1.tivf06 (Detached)
1 Socket in /tmp/screens/S-root.
重新連接會話：
[root@xuegod63 ~]# screen -r 44074
root@xuegod63 ~]# exit #不想使用screen 會話了，執行：exit退出。
附：常用screen參數
screen -S test -> 新建一個叫test的會話
screen -ls -> 列出當前所有的會話
screen -r test -> 回到test會話
總結：
10.1 進程概述和ps查看進程工具
10.2 uptime查看系統負載-top動態管理進程
10.3 前後臺進程切換- nice進程優先級-實戰screen後臺執行命令
第十章 Centos7-系統進程管理