Linux下的进程管理

    在操作系统系统中，进程是一个非常重要的概念。

一、Linux中进程的相关知识

1、什么是进程呢？

    通俗的来说进程是运行起来的程序。唯一标示进程的是进程描述符（PID）,在linux内核中是通过task_struck和task_list来定义和管理进程的。

2、进程的分类

    1）根据在linux不同模式下运行分为：

        核心态：这类进程运行在内核模式下，执行一些内核指令（Ring 0）。

        用户态：这类进程工作在用户模式下，执行用户指令（Ring 3）。

    如果用户态的进程要执行一些核心态的指令，此时就会产生系统调用，系统调用会请求内核指令完成相关的请求，就执行的结果返回给用户态进程。

    2）按照进程的状态可分为：

        运行态：running 正在运行的进程

        可中断睡眠态：进程处于睡眠状态，但是可以被中断

        不可中断的睡眠态：进程处于睡眠状态，但是不可以被中断

        停止态：stoped 不会被内核调度

        僵死态：zombie产生的原因是进程结束后，它的父进程没有wait它，所导致的。

    3）按照操作的密集程度

        CPU密集型：进程在运行时，占用CPU时间较多的进程。

        I/O密集型：进程在运行时，占用I/O时间较多的进程。

    通常情况下，I/O密集型的优先级要高于CPU密集型。

    4）按照进程的处理方式

        批处理进程：

        交互式进程：

        实时进程：

3、进程的优先级

    进程的有优先级，是用0-139数字来表示的，数字优先级从小到大依次是：0-99,139-100。

    优先级分为2类：

        实时优先级：0-99，是由内核维护的

        静态优先级：100-139，可以使用nice来调整，nice值的取值范围是[-20,19),分别对应100到139。nice默认值是0。

        动态优先级：由内核动态维护，动态调整。

二、进程的管理工具

1、pstree命令 查看进程数。 常用用法如下：

2、ps 命令 查看进程的相关状态。支持SysV和BSD两种风格的选项。

    常用选型：

        a  与终端相关的进程

        x  与终端无关的进程

        u  显示运行进程的用户

    常用组合选项：ps aux

# 下面分别来说明上图的各个字段的含义
# USER   进程以什么用户身份运行
# PID    进程描述符 具有唯一性
# %CPU   进程运行时所占的cpu百分比
# %MEM   进程运行时内存所占的百分比
# VSZ    Virtual memory SiZe 虚拟内存使用大小
# RSS    常驻内存集，所有不能被置换出去的内存集
# STAT   表示内存状态
#    常用的状态有：
#    S：可中段睡眠状态
#    R：运行态
#    D：不可中断睡眠态
#    T：停止态
#    Z：僵尸态
#    s：session leader 所谓进程的领导者
#    +：表示是前台进程
#    l：多线程进程
#    N：低优先级进程
#    <：高优先级进程
# TTY 用来表示终端 显示为“？”的说明是与终端无关的进程
# START 进程开始时间
# TIME 进程运行时间
# COMMAND 执行进程的命令 如果命令被 "[]"包围，说明是内核线程

        -e 显示所有进程

        -f 显示完成格式信息

    常组合在一起使用：ps -ef

    但是有些这种情况下，我们的命令有时候显示不完整

    此时想要显示完成就要 ps -efww

        -F：显示额外信息

        -H：显示进程的层次结构

    常用组合方式：ps -eFH

    可能以后我们用到最多的选项：

        -o 我们可以自定义显示字段

# 常用的有：
# pid    command    psr    pri    ni    %cpu     %mem    rsz    vsz等

3、pgrep,pidof

    pgrep 常用选型：

        -U 查看指定用户的进程号

        -G 查看指定用户组的进程号

        -l 显示进程名和进程号

    pidof：只显示已启动进程的PID

[root@server ~]# pidof httpd # 没启动的进程不显示
[root@server ~]# pidof man
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4、top命令

    实时监控系统资源

# 执行top命令后，进入交互式模式

# top中的一些交互式命令：
# l：控制是否显示第一行，负载均衡信息
# t：控制是否显示进程信息由和cpu信息
# m：控制是否显示内存，交换信息
# I 或者 1（数字）：是否分别显示cpu每个信息
# M: 按%mem排序显示，从大到小
# k: kill 杀掉进程
# s：修改默认刷新时间 默认是3秒

# 下面解释抬头信息：
top - 21:35:17 up 10:03,  4 users,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
#   系统时间   启动时间 登录用户数    负载均衡：1min 5min 15min
# 何为系统负载？在这里指的是等待在进程队列里的平均进程数

Tasks: 165 total,   1 running, 164 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
# 进程总数            运行数     睡眠态数        停止态数    僵尸进程数
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
# 0.0%us：user space:用户空间 
# 0.0%sy：system space:系统空间   
# 0.0%ni：nice值调用时间所占百分百比
# 100.0%id：系统空闲所占百分比
# 0.0%wa：用于等待I/O所占的百分比
# 0.0%hi：硬中断所占的百分比
# 0.0%si：软中断所占的百分比
# 0.0%st：系统被“偷走”的内存所占的百分比，一般指的是用于虚拟机的内存

Mem:   1012548k total,   396328k used,   616220k free,    99444k buffers
#       总内存大小     使用的内存大小    剩余内存大小    缓存的大小
Swap:  2097144k total,        0k used,  2097144k free,   144156k cached
#    交换分区总大小        使用的        剩余的            缓冲大小

    常用选项：

        -d #: 指定刷新时间间隔

        -b: 以批次的方式显示top的刷新

        -n #: 显示的批次

例如：top -d 4 -b 2 -n 3

4、htop

    htop命令是top命令的升级版，无论是在功能上还是在界面显示上，都比top命令更胜一筹。

        u: 交互式选择显示指定用户的进程

        l: 显示光标所在进程所打开的文件列表

        s: 显示光标所在进程执行的系统调用

        a: 绑定进程到指定的CPU

        #：快速定位光标至PID为#的进程上

    下图是htop的界面。

5、vmstat

    wmstat 查看虚拟使用情况

# 常用用法：
# vmstat 显示信息会默认1秒刷新一次，一直显示
# vmstart -n 2 显示信息会2秒刷新一次，一直显示
# vmstat  -n 1 4 显示信息会1秒刷新一次，刷新4次

[root@server ~]# vmstat -n 1 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0      0 614392 100468 144776    0    0     2     1    6    5  0  0 100  0  0
 
# 我们解释一下每个字段的含义：
# procs字段 关于进程的
# r    指运行队列的进程数，如果过长，可能是cpu性能较低
# b    阻塞队列的长度，通常是用于等待I/O的完成。如果太大，说明I/O性能较低

# memory字段 关于内存使用的
# swap 使用的交换内存大小
# free 空余内存大小  它的值=总大小-buff-cache-used
# buff 缓冲大小，目的是为了加速I/O的写操作(一般是磁盘)
# cache 缓存大小，摸底是为了加速I/O的读操作(一般是磁盘)

# swap字段 说明交换内存
# si swapin 指的是数据进入交换内存的速率 单位：KB/s
# so swapout 指的是数据出交换内存的速率 单位：KB/s
# 如果这2个值比较大的时候，会出现抖动现象。建议增加内存

# io字段  I/O的说明
# bi：Block in 从块设备读入内存的速率 KB/s
# bo: block out 保存到块设备的速率 KB/s
# 这就是我们通常说的磁盘的读写性能，可以通过RAID提高。

# system字段 关于系统的
# in: interruppt 中断发生的速率
# cs: 上下文切换的速率（进程调度）

# cpu字段 说明cpu的使用情况
# us：user space:用户空间 
# sy：system space:系统空间   
# id：系统空闲所占百分比
# wa：用于等待I/O所占的百分比
# st：系统被“偷走”的内存所占的百分比，一般指的是用于虚拟机的内存

未完待续.....

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