8. 进程管理

8.1 进程的概念

进程：应用程序或者数据在系统中按照顺序执行的活动过程，是操作系统架构基础；

本小节内容请学习操作系统原理，如已学习，可跳过不看

OS = kernel + process：进程只能运行在CPU和内存中

进程特性 ：动态性 并发性等

CPU分环运行：

  • 0环：特权环，运行内核 （内核空间）
  • 1-2 环：库文件
  • 3环 ：进程环（用户空间）

CPU一个时间点只能运行一个程序，按照时间片

例：mkdir： mkdir /data ：system call ：系统 I/O

  1. task struck：进程的数据结构（存放在内核中）
  3. task struce结构：状态  进程信息和内核栈  运行列表（指令等）  MM（内存管理单元）
  5. PID ：进程ID号   群组信息   用户信息  文件系统  文件描述符等

MMU：memory mangement unit ：内存管理单元

context switch ：进程切换，上下文切换

8. 进程管理 - 图1

进程内存结构：forbidden：内核空间

program text：指令

data+bss：全局变量

heap：堆空间

shared library ：共享库

stack：栈空间，进程运行时调用的数据

thread：线程，轻量级进程

运行进程的模式：多进程模式（每一个请求生成一个进程：进程切换）
单进程多线程：每个线程去响应

lock：死锁，自旋锁等

kernel ：内存管理 网络管理 安全管理 驱动管理 进程管理等

进程：父子关系 进程状态 优先级

进程优先级：0-139 数字，共140个优先级

  • 0-99 :系统优先级（用户不可控优先级）
  • 100-139：nice值（用户可控优先级）；-20 到19；
  • root用户可以调整nice值；普通用户只能调0-19

高优先级进程：获取更多的CPU运行时长，更优先的让CPU执行

大O标准：O(1) O(n) O(logn) O(2^n) O(n^2)

8.2 进程管理命令

进程分类：

        和终端相关的进程：用户进程


        和终端无关的进程：内核进程

8.2.1 ps

process status :进程状态查看，运行ps那个时刻系统进程状态；

BSD风格(不使用连字符)，sys V风格使用连字符)，GNU长选项(使用两个连字符)

  • a：显示和终端有关的进程
  • u：显示进程用户的信息
  • x：显示和终端无关的进程
  • -e：显示所有进程信息
  • -l：显示进程长格式
  • -F：显示进程的完整信息
// 命令：ps au   //数据格式解析
USER:该进程是有哪个用户发起的
PPID:父进程号
PID:进程号/proc目录存放着进程相关的信息。
            在CentoS7中PID为1的进程是systemd
            在CentOS6中PID为1的进程是init进程
%CPU:该进程占用的CPU百分比
%MEM:该进程占用内存的百分比
VSZ:虚拟内存集（计算进程所占物理内存时，物理内存包括共享库的空间）
RSS:常驻内存集（进程中不能被交换出去的）
TTY:运行在哪个终端
STAT:进程状态
            D:不可中断睡眠状态
            S:可中断睡眠状态
            R:运行状态
            T:停止状态
            z:僵尸状态
            s:session leader （会话的领导者）
            <:优先级较高的进程(用户不可控)
            N:优先级较低的进程(用户可控进程)
            1:多线程进程
            L:在内存中锁定分页
            +:前台进程组中的进程

START:进程启动时间
TIME:该进程在CPU中实际运行的时长
COMMAND:该进程命令名称

//ps -elF :结果解析
//部分解析在上面已经介绍，不再重复，仅介绍几个常用的。
    PRI ：系统分配的优先级（用户不可更改）
    NI：nice值
//调整进程的nice值的命令：
    调整正在运行进程nice，（调整nice值就是为了影响系统优先级）
        renice [nice number]  PID
    指定进程运行的nice值（让某个'命令'以指定nice运行）
        nice  -n  [nice_number]  COMMAND

8.2.2 top
//top结果解析
第一行：当前系统时间   系统运行时长   登录系统的用户个数  过去1分钟，5分钟，15分钟平均负载
第二行：进程总数  正在运行的进程数   睡眠的进程数  停止状态进程数  僵尸状态进程数
第三行：CPU相关信息（按1键可查看每个CPU的信息）：us:用户进程所占CPU百分比  sy:系统进程所占CPU百分比  ni:nice所占CPU百分比  id:空闲进程所占CPU百分比  hi:硬件中断所占CPU百分比  si:软件中断所占CPU百分比  st:被hypervisor偷走的CPU的百分比
第四行：物理内存相关信息
第五行：交换分区相关信息 

top交互式命令：
    M:按所占内存百分比进行排序
    P:按所占CPU百分比进行排序
    T:按进程运行时长进行排序
    c:是否显示command这一列的完整路径
    l:是否显示top第一行
    t:是否显示top第二行和第三行
    m:是否显示内存的相关信息
    k:杀死某个进程
    q:退出top进程

8.2.3 其他相关命令
  • pstree：查看进程树
  • pgrep ：查看某个进程的PID 号 pgrep process_name
  • pidof ：查看某个进程的PID 号 pidof process_name

  • kill ：杀死某个进程（向进程传递某个信号）

    • kill -l ：查看信号列表

    • 信号列表（ 信号：进程间的通信 IPC ）

      • 1：SIGHUP ：不停止服务的情况下，重新读取配置文件，并且应用配置文件中的设置
      • 2：SIGINT：（Ctrl+C）：中断某个进程
      • 9：SIGKILL：强制杀死某个进程
      • 15：SIGTERM：终止某个进程（默认信号）

    • kill 语法：

      • kill - sig_number PID
      • kill - sig_name PID
      • kill %number ：杀死后台某个作业，%不能省略
  • killall ：杀死整个进程树，用法同kill
  • 前台进程：利用终端执行的进程
  • 后台进程：运行执行时不利用终端进行执行的进程

  • 前台 ——> 后台：（前台调入后台）

    • Ctrl+z：把正在运行的进程调入后台，并停止运行
    • &：启动时直接调入后台运行

  • jobs：查看后台运行的作业

    • + ：下一次将要运行
    • -：下一次将要运行的第二个后台作业
    • kill %1：杀死后台运行号为1的进程（注意加%）
  • bg：把进程调入后台继续运行
  • fg：把后台进程调入前台继续运行 ‘fg num’