马哥教育第十二天、进程管理、top、dstat、htop、case
进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
cpu环0只运行内核，环3运行用户进程，当用户进程需要运行特权指令时（和硬件交互等）会发起软中断由用户模式转为内核模式，由内核代为执行相关操作。
进程被内核调度分为不同进程状态：
运行态（running）：正在运行过程中的进程，
睡眠态（sleeping）：等待调度到cpu上运行之前的状态，分为可中断睡眠（interruptable）：随时可以被唤醒，等待下一次被调度到cpu运行之前。不可中断睡眠（uninterruptable）：等待外部满足之前无法继续运行状态。
停止态（stopped）：不会被内核调度并运行，只占用内存不占用cpu资源。
僵死态（zombie）：进程创建机制：每一个进程都是由其父进程fork()自身而来，创建一个与之相同的子进程，子进程被销毁后由父进程进行资源回收，当父进程被销毁于子进程前该子进程就称为僵尸进程。
进程间通信：IPC (InterProcess Communication)
同一主机通信：signal、shm共享内存、semerphor旗语
不同主机通信：远程过程调用rpc: Remote Procedure Calling、socket
CPU虚拟化：内核把cpu分为时间片（timeslice），进程没有运行结束但分配使用cpu时间结束，需要保存现场，等待内核下次调度该进程继续在上次结束位置运行称为恢复现场。
线程：比进程更小可单独被调用执行的单位。在linux中被称为lwp轻量级进程
进程分类：批处理进程，主要工作于后台对cpu占用率比较高、交互式进程对I/O设备占用率比较多、实时进程此类进程优先级最高必须优先处理。
内存分页，每4k被内核分为一个页框（存储单位），内核负责从线性地址的页面数据映射到物理地址的页框中，内核借助于cpu硬件芯片mmu: 内存管理单元（memory management unit）存储线性地址和物理地址之间映射关系
物理地址空间、线性地址空间是由内核虚拟给进程的，每个进程都认为自己可以使用全部内存，进程调度优先级140个（0-139）
实时优先级：1-99数字越高优先级越高。
静态优先级：100-139数字越小优先级越高，静态优先级用户可以根据nice值调整从-20--19对应100-139，进程启动nice默认为0，优先调度级高的进程，但是内核会根据进程被cpu使用频率自动提高或降低进程优先级，
动态优先级：由内核管理维护，动态调整
Linux进程管理工具：ps, pstree, pidof, top, htop, pmap, vmstat, dstat, kill, job, glance
pstree：查看进程树。
ps：显示进程状态的命令，常用选项a、x。a显示与终端相关的进程，x显示与终端无关的进程。支持两种风格：SysV, BSD在选项上无需加-例如：ps a 。相关字段解释：PID：进程号、TTY：终端信息、 STAT：进程状态、TIME：运行时长、COMMAND：那个程序启动的该进程
常用组合ps aux或-ef或-eFH：-e显示所有进程，-f显示完整格式列表信息，-F：显示额外信息，-H：显示进程的层次结构
ps aux字段解释：USER：用户、 PID：进程号、%CPU：cpu占用百分比、%MEM内存占用百分比、VSZ（Virtual memory SiZe）：虚拟内存集，占用线性地址空间大小、RSS：常驻内存集（不能被内存页转移到swap空间的）、TTY：和终端相关、STAT：进程状态、START：进程启动时间、TIME：运行累计时长、COMMAND：表示那个程序启动的该进程，包含在[]的进程表示为内核线程
ps -ef字段解释：UID：用户ID、PID：进程号、PPID：父进程号、C：cpu累计运行时长、STIME、TTY、TIME、CMD
ps -eFH字段解释：UID、PID、PPID、C、SZ、RSS、PSR：显示进程运行在那颗cpu上、STIME、TTY、TIME、CMD
ps -o自定义显示字段，常用组合ps axo例如：ps axo pid,command,psr,pri,ni，pri：进程优先级，ni：进程nice值
STAT状态说明：
R:：运行态running
S:：可中断睡眠
D：不可中断睡眠
T：停止态stopped
Z：僵死态zombie
s:：多个进程的领导者session leader
+：前台进程
l： 多线程进程
N：低优先级进程
<:：高优先级进程
pgrep：是通过程序的名字来查询进程的工具，一般是用来判断程序是否正在运行
-U UID：仅显示由指定用户启动的进程，例如：pgrep -U apache
-G GID：仅显示与指定组相关的进程，例如：pgrep -U postgres
-t term...: 仅显示与指定终端相关的进程，例如：pgrep -t tty1
-l 同时显示进程号和程序名，例如：pgrep -lt tty1
pidof：显示指定程序所启动的进程的ID，例如：pidof postgre
top：显示linux任务，可以指定排序机制，M：内存百分比排序、P：CPU百分比排序、T：累积占用的CPU时间排序
l：是否显示负载信息，显示格式如下：
显示当前时间、系统运行时间、登录系统有多少用户、过去1，5，15分钟的平均负载指等待运行的进程队列的长度
t：是否显示进程和cpu相关信息，进程显示格式如下：
当前系统的进程总数、多少进程处于运行态、进程处于睡眠态、处于停止态、处于僵死态
显示cpu信息格式如下： Cpu(s)表示为多核cpu，默认显示平均值，按1分别显示多核cpu详细信息
us： 用户空间运行进程占用cpu百分比、sy：用于运行内核占用cpu百分比、ni：调整nice值占用cpu百分比、id：空闲cpu百分比、wa：等待I/O设备完成占用cpu百分比、hi：处理硬中断占用cpu百分比、si：处理软中断占用cpu百分比、st：被虚拟机占用的cpu百分比
m：显示内核和交换内存相关信息，
Mem：内存大小、used：已使用大小、free：未使用大小、buffers：缓冲大小、cached：缓存大小、swap：交换内存大小
q：退出top、k终止某个进程、s修改top刷新频率，默认为3秒
top字段说明：PID、USER、PR：RT表示实时优先级、NI：nice值、VIRT：虚拟内存集、RES：常驻内存集、SHR共享内存大小、S：进程状态、%CPU、%MEM、TIME+：累计占用cpu时间、COMMAND：启动此进程的命令
htop：是一个 Linux 下的交互式的进程浏览器，可以用来替换Linux下的top命令
u：交互式选择显示用户相关进程。
l：光标选中进程，l显示该进程文件列表，esc退出。
s：光标选中进程 ，s显示进程执行的系统调用，esc退出。
a：指定进程调度在那个cpu上
F1：获取帮助
vmstat：命令报告关于内核线程、虚拟内存、磁盘、陷阱和 CPU 活动的统计信息例如：vmstat 2 3 ，每2秒更新一次只显示3次
procs：字段说明：
r：运行队列的长度、如果该队列过长说明cpu运行太慢。
p：被阻塞（等待IO完成，如:不可中断睡眠）队列的长度，如果该队列太长说明I/O设备读写速度太慢
memory：内存字段说明：
swpd：从物理内存交换至swap中的数据量
free：空闲物理内存大小
buff：缓冲、为了提高加速写操作
cache：缓存、为了提高加速读操作
swap：交换分区字段说明：
si（swap in）：数据进入swap中的数据速率，kb/s
so（swap out）：数据离开swap中的数据速率，如果频繁的读写交换分区说明内存太小，需要添加
io：
bi（block in）： 从块设备读入的数据速率，kb/s
bo（block out）：保存至块设备的数据速率
system：
in（interrupt）： 中断速率
cs（context switch）：进程切换速率
cpu：us：、sy：、id：、wa：、st：
常用选项：-s：显示内存统计数据
进程启动时调整nice值例如：nice -n 5 top
调整已运行进程的nice值，例如：renice -n -5 pid
进程间通信，信号：signal，借助于kill命令基于kill命令向其它的进程发信号，显示常用信号：kill -l或man 7 nignal，每个信号都可以使用三种方式之一在Kill进行调用：
数字代称：1, 2, 9, 15
信号完整名称：SIGHUP, SIGINT, SIGKILL, SIGTERM
信号简称：HUP, INT, KILL, TERM
1) SIGHUP：让程序重读配置文件需无须重新启动；
2) SIGINT：interrupt，打断正在运行中的程序；
9) SIGKILL：直接结束进程
15) SIGTERM：允许该进程完成任务后结束，默认发该信号例如：kill PID
killall：结束某一类所有进程例如：killall -9 httpd
Linux作业控制：
前台作业：通过终端启动，并在终止之前一直占据着终端
后台作业：作业启动之后即运行于后台，释放前台
交互式模式：手动启动的非守护进程类的程序，一般都运行于前台；
如何将作业运行于后台：
1、运行中的作业：Ctrl+z，送往后台后，作业处于STOPPED状态
2、尚未启动作业：COMMAND &，此类操作终端关闭该进程也终止，nohup COMMAND &终端关闭进程也正常允许
查看Ctrl+z送往后台的作业：jobs，
作业控制命令：fg #：将后台作业调回前台，bg #：让后台作业继续在后台运行
dstat：进程查看
-c: 显示CPU统计数据
-d: 显示disk统计数据
-D DISK: 只显示指定disk的统计数据
-g: 显示page的统计数据
-i: 显示中断的统计数据
-m: 显示内存的统计数据
-l: 显示系统负载的统计数据
-n: 显示网络接口相关
-N INTERFACE: 仅显示指定的网络接口的数据
-s: 显示交换内存
-p: 进程队列
--ipc: 显示ipc消息队列、信号量和共享内存的使用状况
-y: 系统状态数据
-f:以完整格式显示所有信息
-v":显示结果类似于vmstat命令
默认相当于使用“dstat -cdngy”，也相当于“dstat -a”
网络连接状态统计：--tcp、--udp、--raw、--unix
pmap命令：显示指定进程的物理内存空间映射表。例如：pmap PID
glances类似于htop，但是可以查看远程主机信息：由epel源所提供
课外作业：nmap, netcat, tcpdump, nethogs, iftop
case有多个测试条件时，case语句会使得语法结构更清晰，支持文件名通配机制，还支持 | ，语法格式如下
case 变量引用 in
PATTERN1)
分支1
；；
PATTERN2)
分支2
；；
*
分支n
；；
esac
练习：写一个脚本，对/etc/目录及内部的所有文件打包压缩
显示一个菜单，让用选择使用的压缩工具：xz) xz compress tool、gz) gzip compress tool、bz2) bzip2 compress tool
根据用户选择的工具，对/etc执行相应的操作并保存至/backups目录，文件形如/backups/etc-日期时间.tar.压缩后缀
#!/bin/bash # read -p "Please select the compression method(xz | gz | bz2):" Compression etc="etc-`date +%Y-%m-%d-%H-%M-%S`" case $Compression in xz) tar Jcf "$etc.tar.xz" /etc/* if [ ! -d /backups ];then mkdir -p /backups fi mv "$etc.tar.xz" /backups/ ;; gz) tar zcf "$etc.tar.gz" /etc/* if [ ! -d /backups ];then mkdir -p /backups fi mv "$etc.tar.gz" /backups/ ;; bz2) tar jcf "$etc.tar.bz2" /etc/* if [ ! -d /backups ];then mkdir -p /backups fi mv "$etc.tar.bz2" /backups/ ;; *) echo "you inpot error:" exit 5 ;; esac
练习：写一个脚本，使用形式如下所示showifinfo.sh [-i INTERFACE|-a] [-v]
1、-i或-a不可同时使用，-i用于指定特定网卡接口，-a用于指定所有接口；显示接口的ip地址
2、使用-v，则表示显示详细信息显示接口的ip地址、子网掩码、广播地址；
3、默认表示仅使用-a选项;
if [ $# -lt 1 ];then che=a else che=$1 fi #read -p "please inpot i or a or v:" che count=`ifconfig | grep "eth[0-9]" | wc -l` if [ $che == "ia" -o $che == "ai" ]; then echo "Options a and i Cannot be used together " exit 6 else case $che in i) read -p "please inpot need display network equipment this machine $count network:" str if [ $str -le $count &> /dev/null -a $str -gt 0 ];then let str=$str-1 ipadd=$(ifconfig eth"$str" |grep -Eo "\<(([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9])\.){3}([1-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-4])\>") echo "eth$str addr:$ipadd " else echo "you inpot error" exit 2 fi ;; a) for((i=0;$i < $count;i++));do ipadd=$(ifconfig eth"$i" |grep -Eo "\<(([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9])\.){3}([1-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-4])\>") echo "eth$i addr:$ipadd " done ;; v) for((i=0;$i < $count;i++));do ipadd=$(ifconfig eth"$i" |grep -Eo "\<(([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9])\.){3}([1-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-4])\>") echo "eth$i addr:$ipadd " ipadd=$(ifconfig eth"$i" |grep -Eo "\<(([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9])\.){3}(255)\>") echo "eth$i Bcast:$ipadd " ipadd=$(ifconfig eth"$i" |grep -Eo "\<(255\.){3}([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9])\>") echo "eth$i Mask:$ipadd " done ;; *) echo "error" exit 5 ;; esac fi
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