linux學習之路之進程管理

標籤：主要介紹進程如何工作的

什麼是進程？

所謂進程就是將一個二進位檔案載入到記憶體形成的一個個體，這就是一個進程。

在我們的linux系統中，系統只識別二進位檔案，所以一個系統要想正常的運行時，必須啟動一些二進位檔案，從而形成進程，在以這些進程的方式去執行相應的任務。

我們常常聽到所謂的程式，那麼程式和進程是什麼關係呢？

剛剛說過進程是由二進位檔案載入到記憶體中形成的。而這些二進位檔案就是程式。

可以這麼來理解：

程式是實實在在地檔案，是存放在磁碟上的。

進程是一個邏輯概念，進程是存在記憶體當中的，所以當機器重啟，這些進程也隨之銷毀了。而程式不會，因為他們始終存在磁碟上的。

我們知道在我們的系統上，可以同時運行多個程式，進而會產生多個進程，而這些進程最終都會交給CPU處理，但是我們的CPU卻只有一個，那麼這些CPU是如何處理這些進程的呢？

剛剛說過進程是存在記憶體當中的。而記憶體是一塊地址空間，所以我們的進程在記憶體中都佔用了一段地址空間，用來存在進程資料。而這些將要被執行的進程放在CPU的可執行隊列中，CPU逐個進行處理。並且核心為這些每一個進程分配一段時間，這樣CPU可以有效處理每一個進程，避免CPU長時間的消耗在處理某個進程上。

 

 

進程是有進程狀態的，進程共有一下5種狀態：

1、TASK_RUNNING:處於這種狀態下的進程正在被CPU執行或者將要被CPU執行

2、TASK_INTERRUPTIBLE:叫做可中斷的睡眠狀態。這種狀態下的進程處於睡眠狀態直到其他條件

        或者事件完成時才會被CPU處理。或者當某個進程已經被CPU處理完了，而核心分配處理的這些

        進程時間過長，這些進程也會處於睡眠狀態。而進程在睡眠狀態下，CPU可以去處理其他進程。

3、TASK_UNITERRUPTIBLE:不可中斷的睡眠狀態。處於該狀態下的進程是不可中斷的，因此該進

        程一直等待接受其他訊號，因此CPU一直處於等待狀態。

4、TASK_STOPPED,TASK_TRACED：停止或者跟蹤狀態。

        當進程收到一個SIGSTOP訊號時，該進程處於停止狀態

        當某個進程被他所監控或者跟蹤的進程所操作時，該進程處於TASK_TRACED狀態

5、TASK_DEAD，TASK_ZOMBIE，殭屍狀態：處於該狀態下的進程執行完畢後，並不釋放所佔有的

        記憶體空間，因此會導致實體記憶體的容量變小。

 

那麼如何觀察進程的使用方式呢？

可以使用ps命令來查看

不過ps只可以靜態查看進程的使用方式，也就是說ps命令只能顯示某一時刻的進程使用狀況。不能夠動態顯示進程的使用方式，要想動態顯示進程資訊，可以使用top命令來查看。

文法格式：ps [option]

其中ps命令分為BSD風格的和SysV風格的

BSD風格的選項有：

a:顯示所以與終端有關的進程

u:顯示這個進程的屬主

x:顯示與終端無關的進程

l:長格式來顯示

通常ps aux一起使用

例如：

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其中每一列表示的欄位意思如下：

USER：表示該進程被哪個使用者運行

PID：該進程的ID號，用來標識該進程的

%CPU：該進程使用掉的CPU資源的百分比

%MEM：該進程使用掉的實體記憶體的百分比

VSZ：表示 該進程使用掉的虛擬記憶體空間大小

RSS：表示常駐記憶體空間大小，就是該進程佔有的固定記憶體大小，該空間是不能交換出去的

TTY：表示該進程是在哪個終端下啟動並執行

STAT：表示該進程的所處狀態

START：表示該進程啟動到現在為止所經過的時間

TIME：表示該進程實際使用CPU運作的時間

COMMAND：表示執行該進程的實際指令是什麼

 

SysV風格的選項有：

-e：與-A一樣，顯示所有的進程

-l：以長格式的形式顯示，可以顯示自己的bash相關進程

-F：額外的全部格式，就是顯示的列多一些

-f：與-F類似，顯示的列少一些

650) this.width=650;" title="2.png" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/3F/85/wKiom1PKdVPCbjxyAAFd-YGL8xo180.jpg" alt="wKiom1PKdVPCbjxyAAFd-YGL8xo180.jpg" />

其中這些欄位的意思為：

F：表示這個進程的旗標，說明這個進程的總結許可權，常見的號碼有：

    4：表示該進程的許可權為root

    1：表示該子進程只進行複製（fork）而沒有實際執行（exec）

S：表示進程的狀態，其中：

    R：表示該進程處於運行狀態

    S：表示可中斷的睡眠狀態

    D：表示處於不可中斷的睡眠狀態

    T：表示該進程處於停止狀態

    Z：表示該進程處於殭屍狀態，該進程所佔有的內容空間不能移除掉

PID：該進程的ID號

PPID：該進程的父ID號

C：表示CPU的使用率，單位為百分比

PRI：表示進程的優先順序，值越小越優先被CPU處理

NI：nice值，nice值是可以用來調整進程的優先順序的

ADDR：表示該進程在記憶體中的位址範圍，當進程處於RUNNING狀態時該處顯示‘-‘

SZ:表示該進程使用掉的記憶體大小

WCHAN：表示該進程是否在運作，‘-‘表示該進程正在運行

RSS：常駐記憶體空間大小，該大小不能被交換出去

STIME :該進程啟動到現在所經過的時間。

TTY：表示該進程是在哪個終端下啟動並執行

TIME：表示實際該進程使用CPU的時間

CMD：表示執行該進程使用的指令是什麼

 

ps   -o 屬性1，屬性2...

用來顯示進程指定的屬性資訊，預設ps只顯示前台的進程，因此顯示的進程比較少。

通常可以和ax選項結合使用，顯示所有的進程的指定屬性資訊

例如：顯示所有的進程的pid，comm，ni屬性資訊，且只顯示5行。

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剛剛說過ps命令只能查看某一時刻進程的使用資訊，不能動態顯示進程的使用資訊，要想動態顯示進程的使用資訊則使用top命令來查看

top：動態觀察進程的變化

文法格式：top [option]

-d #： 指定延時時間長度，單位為秒，指的是每個多少秒顯示一次，預設是5秒

-b:以批模式的形式顯示，就是一頁接著一頁顯示

-n #:在批模式下，共顯示多少批

在top命令下，還可以使用很多的子命令

    M: 根據駐留記憶體大小進行排序

    P：根據CPU使用百分比進行排序

    T: 根據累計時間進行排序

    l: 是否顯示平均負載和啟動時間

    t: 是否顯示進程和CPU狀態相關資訊

    m: 是否顯示記憶體相關資訊

    c: 是否顯示完整的命令列資訊

    r:修改進程的優先順序

    q: 退出top

    k: 終止某個進程

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第一行顯示的資訊有：

        當前的系統時間

        開機啟動到現在所經過的時間

        有多少個使用者登入到系統上了

        該進程在1，5，15分鐘內的平均工作負載值，該值越小，表示系統越空閑

第二行顯示的資訊有：

        目前系統上有多少個進程

        這些進程所處的進程狀態是什麼

第三行顯示的資訊有：

        CPU的整體負載情況

第四行顯示的是實體記憶體使用的情況

第五行顯示交換分區使用方式

在top下部分的畫面中只介紹一個欄位的意思，其他欄位跟上面欄位的意思大致相同

TIME+：表示進程實際使用CPU的時間累加和。 （說明該進程可能被重複使用）

 

在上面我們提到了priority和nice的概念，這個屬性都與進程的優先順序有關係的。

我們知道進程是在記憶體中形成的，而進程要被CPU處理，必須要先進入CPU的可執行隊列中，然後CPU在逐個處理可執行隊列中的進程。也就是說那些要被處理的進程全部都會進入到CPU的可執行隊列中，而預設情況下，CPU根據進程在隊列中的順序來處理這些進程。所以，在某些情況下，一些比較重要的進程可能會比較晚處理，而那些不重要的進程會優先處理。這顯然不符合使用者的心意。因此為了讓CPU能夠優先處理某些進程，於是就給每一個進程優先順序，優先順序值越小，該進程越先被CPU處理。

在Linux系中，進程的優先順序的範圍為0-139.其中100-139有使用者來控制的，0-99則是由核心來控制的

而一個進程的新優先順序是有原來的優先順序和nice值組成的。

(new)priority=(old)priority+nice

在這裡nice值的範圍為-20--19

其中root使用者的可調整的nice值為-20--19

普通使用者可調整的nice值為0-19，且普通使用者只能將nice越調越高，不能調低

因此改變某個進程的優先順序，只需要改變nice值即可。

改變nice值有2種方式

1、在啟動進程的時候指定nice值

文法格式：nice [-n #]  COMMAND

 

2、調整已經啟動的進程的nice值

文法格式：renice   NI  PID

例如修改top這個進程的nice為5

650) this.width=650;" title="5.png" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/3F/8B/wKioL1PKlJaynWlAAAHljP1ytbo360.jpg" alt="wKioL1PKlJaynWlAAAHljP1ytbo360.jpg" />

 

進程的管理

其實進程之間是可以相互控制的，進程間的相關管理是通過發送一個訊號（Signal）來實現的，不同的Signal表示的意思不一樣。主要常見的訊號Signal代號和名稱有：

    1：SIGHUP：讓一個進程不用重啟，就可以重讀其設定檔，並讓新的配置資訊生效

    2：SIGHINT：類似與命令列中使用ctrl+c來中斷一個進程

    9：SIGKILL：強制殺死一個進程

    15：SIGTERM：終止一個進程（該進程正常退出來完成終止），該訊號為預設訊號

 

 

本文出自 “linux學習之路” 部落格，謝絕轉載！

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