Linux学习-进程管理

时间:2022-12-21 18:49:33

为什么进程管理这么重要呢? 这是因为:

  • 首先,我们在操作系统时的各项工作其实都是经过某个 PID 来达成的 (包括你的 bash 环境), 因此,能不能进行某项工作,就与该进程的权限有关了。

  • 再来,如果您的 Linux 系统是个很忙碌的系统,那么当整个系统资源快要被使用光时, 您是否能够找出最 耗系统的那个进程,然后删除该进程,让系统恢复正常呢?

  • 此外,如果由于某个程序写的不好,导致产生一个有问题的进程在内存当中,您又该如何找出他,然后将 他移除呢?

  • 如果同时有五六项工作在您的系统当中运作,但其中有一项工作才是最重要的, 该如何让那一项重要的工 作被最优先执行呢?

进程的观察

利用静态的 ps 或者是动态的 top,还能以 pstree 来查阅进程树之间的关系喔!


  • ps :将某个时间点的进程运作情况撷取下来
[root@study ~]# ps aux <==观察系统所有的进程数据
[root@study ~]# ps -lA <==也是能够观察所有系统的数据
[root@study ~]# ps axjf <==连同部分进程树状态
选项与参数:
-A :所有的 process 均显示出来,与 -e 具有同样的效用;
-a :不与 terminal 有关的所有 process ;
-u :有效使用者 (effective user) 相关的 process ;
x :通常与 a 这个参数一起使用,可列出较完整信息。
输出格式规划:
l :较长、较详细的将该 PID 的的信息列出;
j :工作的格式 (jobs format)
-f :做一个更为完整的输出。

只能查阅自己 bash 进程的『 ps-l 』可 以查阅所有系统运作的进程『 ps aux 』

  • 仅观察自己的 bash 相关进程: ps -l
范例一:将目前属于您自己这次登入的 PID 与相关信息列示出来(只与自己的 bash 有关)
[root@study ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 14830 13970 0 80 0 - 52686 poll_s pts/0 00:00:00 sudo
4 S 0 14835 14830 0 80 0 - 50511 wait pts/0 00:00:00 su
4 S 0 14836 14835 0 80 0 - 29035 wait pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 15011 14836 0 80 0 - 30319 - pts/0 00:00:00 ps
# 还记得鸟哥说过,非必要不要使用 root 直接登入吧?从这个 ps -l 的分析,你也可以发现,
# 鸟哥其实是使用 sudo 才转成 root 的身份~否则连测试机,鸟哥都是使用一般账号登入的!

如果使用 ps -l 则仅列出与你的操作环境 (bash) 有关的进程 而已, 亦即最上层的父进程会是你自己的 bash 而没有延伸到 systemd 这支进程 去!那么 ps -l 秀出来的资料有哪些呢? 我们就来观察看看:

  • F:代表这个进程旗标 (process flags),说明这个进程的总结权限,常见号码有:

    • 若为 4 表示此进程的权限为 root ;
    • 若为 1 则表示此子进程仅进行复制(fork)而没有实际执行(exec)。
  • S:代表这个进程的状态 (STAT),主要的状态有:

    • R(Running):该程序正在运作中;
    • S (Sleep):该程序目前正在睡眠状态(idle),但可以被唤醒(signal)。
    • D :不可被唤醒的睡眠状态,通常这支程序可能在等待 I/O 的情况(ex>打印)
    • T :停止状态(stop),可能是在工作控制(背景暂停)或除错 (traced) 状态;
    • Z(Zombie):僵尸状态,进程已经终止但却无法被移除至内存外。
  • UID/PID/PPID:代表『此进程被该 UID 所拥有/进程的 PID 号码/此进程的父进程 PID 号码』

  • C:代表 CPU 使用率,单位为百分比;

  • PRI/NI:Priority/Nice 的缩写,代表此进程被 CPU 所执行的优先级,数值越小代表该进程越快被 CPU 执行。

  • ADDR/SZ/WCHAN:都与内存有关,ADDR 是 kernel function,指出该进程在内存的哪个部分,如果是个 running 的进程,一般就会显示『 - 』 / SZ 代表此进程用掉多少内存 / WCHAN 表示目前进程是否运作中, 同样的, 若为 - 表示正在运作中。

  • TTY:登入者的终端机位置,若为远程登录则使用动态终端接口 (pts/n);

  • TIME:使用掉的 CPU 时间,注意,是此进程实际花费 CPU 运作的时间,而不是系统时间;

  • CMD:就是 command 的缩写,造成此进程的触发程序之指令为何。

  • 观察系统所有进程: ps aux
范例二:列出目前所有的正在内存当中的进程:
[root@study ~]# ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.2 60636 7948 ? Ss Aug04 0:01 /usr/lib/systemd/systemd ...
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S Aug04 0:00 [kthreadd]
.....(中間省略).....
root 14830 0.0 0.1 210744 3988 pts/0 S Aug04 0:00 sudo su -
root 14835 0.0 0.1 202044 2996 pts/0 S Aug04 0:00 su -
root 14836 0.0 0.1 116140 2960 pts/0 S Aug04 0:00 -bash
.....(中間省略).....
root 18459 0.0 0.0 123372 1380 pts/0 R+ 00:25 0:00 ps aux

你会发现 ps -l 与 ps aux 显示的项目并不相同!在 ps aux 显示的项目中,各字段的意义为:

  • USER:该 process 属于那个使用者账号的?

  • PID :该 process 的进程标识符。

  • %CPU:该 process 使用掉的 CPU 资源百分比;

  • %MEM:该 process 所占用的物理内存百分比;

  • VSZ :该 process 使用掉的虚拟内存量 (Kbytes)

  • RSS :该 process 占用的固定的内存量 (Kbytes)

  • TTY :该 process 是在那个终端机上面运作,若与终端机无关则显示 ?,另外, tty1-tty6 是本机上面的登

    入者进程,若为 pts/0 等等的,则表示为由网络连接进主机的进程。

  • STAT:该进程目前的状态,状态显示与 ps -l 的 S 旗标相同 (R/S/T/Z)

  • START:该 process 被触发启动的时间;

  • TIME :该 process 实际使用 CPU 运作的时间。

  • COMMAND:该进程的实际指令为何?

一般来说,ps aux 会依照 PID 的顺序来排序显示,我们还是以 14836 那个 PID 那行来说明!该 行的意义为『 root 执行的 bash PID 为 14836,占用了 0.1% 的内存容量百分比,状态为休眠 (S), 该进程启动的时间为 8 月 4 号,因此启动太久了, 所以没有列出实际的时间点。且取得的终端 机环境为 pts/1 。』与 ps aux 看到的其实是同一个进程啦!这样可以理解吗? 让我们继续使用 ps 来观察一下其他的信息吧!

范例三:以范例一的显示内容,显示出所有的进程:
[root@study ~]# ps -lA
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 1 0 0 80 0 - 15159 ep_pol ? 00:00:01 systemd
1 S 0 2 0 0 80 0 - 0 kthrea ? 00:00:00 kthreadd
1 S 0 3 2 0 80 0 - 0 smpboo ? 00:00:00 ksoftirqd/0
....(以下省略)....
# 你会发现每个字段与 ps -l 的输出情况相同,但显示的进程则包括系统所有的进程。 范例四:列出类似进程树的进程显示:
[root@study ~]# ps axjf
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
0 2 0 0 ? -1 S 0 0:00 [kthreadd]
2 3 0 0 ? -1 S 0 0:00 \_ [ksoftirqd/0]
.....(中間省略).....
1 1326 1326 1326 ? -1 Ss 0 0:00 /usr/sbin/sshd -D
1326 13923 13923 13923 ? -1 Ss 0 0:00 \_ sshd: dmtsai [priv]
13923 13927 13923 13923 ? -1 S 1000 0:00 \_ sshd: dmtsai@pts/0
13927 13928 13928 13928 pts/0 18703 Ss 1000 0:00 \_ -bash
13928 13970 13970 13928 pts/0 18703 S 1000 0:00 \_ bash
13970 14830 14830 13928 pts/0 18703 S 0 0:00 \_ sudo su -
14830 14835 14830 13928 pts/0 18703 S 0 0:00 \_ su -
14835 14836 14836 13928 pts/0 18703 S 0 0:00 \_ -bash
14836 18703 18703 13928 pts/0 18703 R+ 0 0:00 \_ ps axjf
.....(後面省略).....

看出来了吧?在进行一些测试时,都是以网络联机进虚拟机来测试的,所以啰,你会发现其实进程之间是有相关性的啦! 不过,其实还可以使用 pstree 来达成这个进程树喔!以上面的例子来看,透过 sshd 提供的网络服务取得一个进程, 该进程提供 bash 给我使用,而我透过 bash 再去执行 ps axjf !这样可以看的懂了吗?其他各字段的意义请 man ps

范例五:找出与 cron 与 rsyslog 这两个服务有关的 PID 号码?
[root@study ~]# ps aux | egrep '(cron|rsyslog)'
root 742 0.0 0.1 208012 4088 ? Ssl Aug04 0:00 /usr/sbin/rsyslogd -n
root 1338 0.0 0.0 126304 1704 ? Ss Aug04 0:00 /usr/sbin/crond -n
root 18740 0.0 0.0 112644 980 pts/0 S+ 00:49 0:00 grep -E --color=auto (cron|rsyslog)
# 所以号码是 742 及 1338 这两个啰!就是这样找的啦!

除此之外,我们必须要知道的是『僵尸 (zombie) 』进程是什么? 通常,造成僵尸进程的成因是 因为该进程应该已经执行完毕,或者是因故应该要终止了, 但是该进程的父进程却无法完整的将 该进程结束掉,而造成那个进程一直存在内存当中。 如果你发现在某个进程的 CMD 后面还接上 时,就代表该进程是僵尸进程啦,例如:

apache 8683 0.0 0.9 83384 9992 ? Z 14:33 0:00 /usr/sbin/httpd <defunct>

当系统不稳定的时候就容易造成所谓的僵尸进程,可能是因为程序写的不好啦,或者是使用者的 操作习惯不良等等所造成。 如果你发现系统中很多僵尸进程时,记得啊!要找出该进程的父进程, 然后好好的做个追踪,好好的进行主机的环境优化啊! 看看有什么地方需要改善的,不要只是直接将他 kill 掉而已呢!不然的话,万一他一直产生,那可就麻烦了!

事实上,通常僵尸进程都已经无法控管,而直接是交给 systemd 这支程序来负责了,偏偏 systemd 是系统第一支执行的程序, 他是所有程序的父程序!我们无法杀掉该程序的, 所以啰,如果产生僵尸进程, 而系统过一阵子还没有办法透过核心非经常性的特殊处理 来将该进程删除时,那你只好透过 reboot 的方式来将该进程抹去了!


  • top: 动态观察进程的变化

ps 是撷取一个时间点的进程状态, top 则可以持续侦测进程运作的状态!使用方式如下:

[root@study ~]# top [-d 数字] | top [-bnp]
选项与参数:
-d :后面可以接秒数,就是整个进程画面更新的秒数。预设是 5 秒;
-b :以批次的方式执行 top ,还有更多的参数可以使用喔! 通常会搭配数据流重导向来将批次的结果输出成为文件。
-n :与 -b 搭配,意义是,需要进行几次 top 的输出结果。
-p :指定某些个 PID 来进行观察监测而已。
在 top 执行过程当中可以使用的按键指令:
? :显示在 top 当中可以输入的按键指令;
P :以 CPU 的使用资源排序显示;
M :以 Memory 的使用资源排序显示;
N :以 PID 来排序喔!
T :由该 Process 使用的 CPU 时间累积 (TIME+) 排序。
k :给予某个 PID 一个讯号 (signal)
r :给予某个 PID 重新制订一个 nice 值。
q :离开 top 软件的按键。

其实 top 的功能非常多!可以用的按键也非常的多!可以参考 man top 的内部说明文件! 接下来让我们实际观察一下如何使用 top 与 top 的画面吧!

范例一:每两秒钟更新一次 top ,观察整体信息:
[root@study ~]# top -d 2
top - 00:53:59 up 6:07, 3 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 179 total, 2 running, 177 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%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
KiB Mem : 2916388 total, 1839140 free, 353712 used, 723536 buff/cache
KiB Swap: 1048572 total, 1048572 free, 0 used. 2318680 avail Mem
<==如果加入 k 或 r 时,就会有相关的字样出现在这里喔!
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
18804 root 20 0 130028 1872 1276 R 0.5 0.1 0:00.02 top
1 root 20 0 60636 7948 2656 S 0.0 0.3 0:01.70 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.01 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/0

top 也是个挺不错的进程观察工具!但不同于 ps 是静态的结果输出, top 这个程序可以持续的监测 整个系统的进程工作状态。 在预设的情况下,每次更新进程资源的时间为 5 秒,不过,可以使用 -d 来进行修改。 top 主要分为两个画面,上面的画面为整个系统的资源使用状态,基本上总共有六行, 显示的内容依序是:

  • 第一行(top...):这一行显示的信息分别为:

    • 目前的时间,亦即是 00:53:59 那个项目;
    • 开机到目前为止所经过的时间,亦即是 up 6:07, 那个项目;
    • 已经登入系统的用户人数,亦即是 3 users, 项目;
    • 系统在 1, 5, 15 分钟的平均工作负载。作方式为负载小于 0.8 就是这个负载啰!代表的是 1, 5, 15 分钟,系统平均要负责运作几个进程(工作)的意思。 越小代表系统 越闲置,若高于 1 得要注意你的系统进程是否太过繁复了!
  • 第二行(Tasks...):显示的是目前进程的总量与个别进程在什么状态(running, sleeping, stopped, zombie)。 比较 需要注意的是最后的 zombie 那个数值,如果不是 0 !好好看看到底是那个 process 变成僵尸了吧?

  • 第三行(%Cpus...):显示的是 CPU 的整体负载,每个项目可使用 ? 查阅。需要特别注意的是 wa 项目,那 个项目代表的是 I/O wait, 通常你的系统会变慢都是 I/O 产生的问题比较大!因此这里得要注意这个项目 耗用 CPU 的资源喔! 另外,如果是多核心的设备,可以按下数字键『1』来切换成不同 CPU 的负载率。

  • 第四行与第五行:表示目前的物理内存与虚拟内存 (Mem/Swap) 的使用情况。 再次重申,要注意的是 swap 的使用量要尽量的少!如果 swap 被用的很大量,表示系统的物理内存实在不足!

  • 第六行:这个是当在 top 程序当中输入指令时,显示状态的地方。

至于 top 下半部分的画面,则是每个 process 使用的资源情况。比较需要注意的是:

  • PID :每个 process 的 ID 啦!

  • USER:该 process 所属的使用者;

  • PR :Priority 的简写,进程的优先执行顺序,越小越早被执行;

  • NI :Nice 的简写,与 Priority 有关,也是越小越早被执行;

  • %CPU:CPU 的使用率;

  • %MEM:内存的使用率;

  • TIME+:CPU 使用时间的累加;

top 预设使用 CPU 使用率 (%CPU) 作为排序的重点,如果你想要使用内存使用率排序,则可以按 下『M』, 若要回复则按下『P』即可。如果想要离开 top 则按下『 q 』吧!如果你想要将 top 的 结果输出成为文件时, 可以这样做:

范例二:将 top 的信息进行 2 次,然后将结果输出到 /tmp/top.txt
[root@study ~]# top -b -n 2 > /tmp/top.txt
# 这样一来,嘿嘿!就可以将 top 的信息存到 /tmp/top.txt 文件中了。

这玩意儿很有趣!可以帮助你将某个时段 top 观察到的结果存成文件,可以用在你想要在系统背景 底下执行。 由于是背景底下执行,与终端机的屏幕大小无关,因此可以得到全部的进程画面!那如 果你想要观察的进程 CPU 与内存使用率都很低,结果老是无法在第一行显示时,该怎办?我们可以 仅观察单一进程喔!如下所示:

范例三:我们自己的 bash PID 可由 $$ 变量取得,请使用 top 持续观察该 PID
[root@study ~]# echo $$
14836 <==就是这个数字!他是我们 bash 的 PID
[root@study ~]# top -d 2 -p 14836
top - 01:00:53 up 6:14, 3 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 1 total, 0 running, 1 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.0 us, 0.1 sy, 0.0 ni, 99.9 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 2916388 total, 1839264 free, 353424 used, 723700 buff/cache
KiB Swap: 1048572 total, 1048572 free, 0 used. 2318848 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
14836 root 20 0 116272 3136 1848 S 0.0 0.1 0:00.07 bash

看到没!就只会有一支进程给你看!很容易观察吧!好,那么如果我想要在 top 底下进行一些动作 呢? 比方说,修改 NI 这个数值呢?可以这样做:

范例四:承上题,上面的 NI 值是 0 ,想要改成 10 的话?
# 在范例三的 top 画面当中直接按下 r 之后,会出现如下的图样!
top - 01:02:01 up 6:15, 3 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 1 total, 0 running, 1 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.1 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 99.9 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 2916388 total, 1839140 free, 353576 used, 723672 buff/cache
KiB Swap: 1048572 total, 1048572 free, 0 used. 2318724 avail Mem
PID to renice [default pid = 14836] 14836
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
14836 root 20 0 116272 3136 1848 S 0.0 0.1 0:00.07 bash

在你完成上面的动作后,在状态栏会出现如下的信息:

Renice PID 14836 to value 10   <==這是 nice 值
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

接下来你就会看到如下的显示画面!

top - 01:04:13 up  6:17,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 1 total, 0 running, 1 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%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
KiB Mem : 2916388 total, 1838676 free, 354020 used, 723692 buff/cache
KiB Swap: 1048572 total, 1048572 free, 0 used. 2318256 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
14836 root 30 10 116272 3136 1848 S 0.0 0.1 0:00.07 bash

看到不同处了吧?底线的地方就是修改了之后所产生的效果!一般来说,如果想要找出最损耗 CPU 资源的那个进程时,大多使用的就是 top 这支程序啦!然后强制以 CPU 使用资源来排序 (在 top 当中按下 P 即可), 就可以很快的知道啦!


  • pstree
[root@study ~]# pstree [-A|U] [-up]
选项与参数:
-A :各进程树之间的连接以 ASCII 字符来连接;
-U :各进程树之间的连接以万国码的字符来连接。在某些终端接口下可能会有错误;
-p :并同时列出每个 process 的 PID;
-u :并同时列出每个 process 的所属账号名称。 范例一:列出目前系统上面所有的进程树的相关性:
[root@study ~]# pstree -A
systemd-+-ModemManager---2*[{ModemManager}] # 这行是 ModenManager 与其子进程
|-NetworkManager---3*[{NetworkManager}] # 前面有数字,代表子进程的数量!
....(中间省略)....
|-sshd---sshd---sshd---bash---bash---sudo---su---bash---pstree <==我们指令执行的相依性
....(底下省略).... 范例二:承上题,同时秀出 PID 与 users
[root@study ~]# pstree -Aup
systemd(1)-+-ModemManager(745)-+-{ModemManager}(785)
| `-{ModemManager}(790)
|-NetworkManager(870)-+-{NetworkManager}(907)
| |-{NetworkManager}(911)
| `-{NetworkManager}(914)
....(中間省略)....
|-sshd(1326)---sshd(13923)---sshd(13927,dmtsai)---bash(13928)---bash(13970)---
....(底下省略)....
# 在括号 () 内的即是 PID 以及该进程的 owner 喔!一般来说,如果该进程的所有人与父进程同,
# 就不会列出,但是如果与父进程不一样,那就会列出该进程的拥有者!看上面 13927 就转变成 dmtsai 了

直接输入 pstree 可以查到进程相关性, 如上表所示,还会使用线段将相关性进程连结起来哩! 一般链接符号可以使用 ASCII 码即可,但有时因为语系问题会主动的以 Unicode 的符号来链接, 但因为可能终端机无法支持该编码,或许会 造成乱码问题。因此可以加上 -A 选项来克服此类线段乱码问题。

所有的进程都是依附在 systemd 这支进程底下的! 仔 细看一下,这支进程的 PID 是一号喔!因为他是由 Linux 核心所主动呼叫的第一支程序!所以 PID 就是一号了。

进程的管理

进程之间是可以互相控制的!那么进程是如何互相管理的呢?其实是透过给予该进程一个讯号 (signal) 去告知该进程你想要让她作什么!因此这个讯号就很重要啦!

要给予某个已经存在背景中的工作某些动作时,是 直接给予一个讯号给该工作号码即可。那么到底有多少 signal 呢?你可以使用 kill -l (小写的 L ) 或者是 man 7 signal 都可以查询到!主要的讯号代号与名称对应及内容是:

代号 名称 内容
1 SIGHUP 启动被终止的进程,可让该 PID 重新读取自己的配置文件,类似重新启动
2 SIGINT 相当于用键盘输入 [ctrl]-c 来中断一个进程的进行
9 SIGKILL 代表强制中断一个进程的进行,如果该进程进行到一半, 那么尚未完成的部分可能会有『半产 品』产生,类似 vim 会有 .filename.swp 保留下来。
15 SIGTERM 以正常的结束进程来终止该进程。由于是正常的终止, 所以后续的动作会将他完成。不过,如 果该进程已经发生问题,就是无法使用正常的方法终止时, 输入这个 signal 也是没有用的。
19 SIGSTOP 相当于用键盘输入 [ctrl]-z 来暂停一个进程的进行

如何传送一个讯号给某个进程呢?就透过 kill 或 killall 吧! 底下分别来看看:


  • kill-signalPID

kill 可以帮我们将这个 signal 传送给某个工作 (%jobnumber) 或者是某个 PID (直接输入数字)。要 再次强调的是: kill 后面直接加数字与加上 %number 的情况是不同的!记得那个 % 是专门用在工作控制的。


  • killall -signal 指令名称

由于 kill 后面必须要加上 PID (或者是 job number),所以,通常 kill 都会配合 ps, pstree 等指令,因为我们必须要找到相对应的那个进程的 ID !但是,如此一来,很麻烦~有没有可以利用『下达指 令的名称』来给予讯号的?举例来说,能不能直接将 rsyslogd 这个进程给予一个 SIGHUP 的讯号呢? 可以的!用 killall 吧!

[root@study ~]# killall [-iIe] [command name]
选项与参数:
-i :interactive 的意思,交互式的,若需要删除时,会出现提示字符给用户;
-e :exact 的意思,表示『后面接的 command name 要一致』,但整个完整的指令
不能超过 15 个字符。
-I :指令名称(可能含参数)忽略大小写。 范例一:给予 rsyslogd 这个指令启动的 PID 一个 SIGHUP 的讯号
[root@study ~]# killall -1 rsyslogd
# 如果用 ps aux 仔细看一下,若包含所有参数,则 /usr/sbin/rsyslogd -n 才是最完整的! 范例二:强制终止所有以 httpd 启动的进程 (其实并没有此进程在系统内)
[root@study ~]# killall -9 httpd 范例三:依次询问每个 bash 程序是否需要被终止运作!
[root@study ~]# killall -i -9 bash
Signal bash(13888) ? (y/N) n <==这个不杀!
Signal bash(13928) ? (y/N) n <==这个不杀!
Signal bash(13970) ? (y/N) n <==这个不杀!
Signal bash(14836) ? (y/N) y <==这个杀掉!
# 具有互动的功能!可以询问你是否要删除 bash 这个程序。要注意,若没有 -i 的参数,
# 所有的 bash 都会被这个 root 给杀掉!包括 root 自己的 bash 喔! ^_^

要删除某个进程,我们可以使用 PID 或者是启动该进程的指令名称, 而如果要删除某个服 务呢?呵呵!最简单的方法就是利用 killall , 因为他可以将系统当中所有以某个指令名称启动的进 程全部删除。

关于进程的执行顺序

Linux 是多人多任务的环境,由 top 的输出结果我们也发现, 系统同时间有非常多的进程 在运行中,只是绝大部分的进程都在休眠 (sleeping) 状态而已。 想一想,如果所有的进程同时被唤 醒,那么 CPU 应该要先处理那个进程呢?也就是说,那个进程被执行的优先序比较高? 这就得要 考虑到进程的优先执行序 (Priority) 与 CPU 排程!


  • Priority 与 Nice 值

我们知道 CPU 一秒钟可以运作多达数 G 的微指令次数,透过核心的 CPU 排程可以让各进程被 CPU 所切换运作, 因此每个进程在一秒钟内或多或少都会被 CPU 执行部分的脚本。如果进程都是 集中在一个队列中等待 CPU 的运作, 而不具有优先级之分,也就是像我们去游乐场玩热门游戏需 要排队一样,每个人都是照顺序来! 你玩过一遍后还想再玩 (没有执行完毕),请到后面继续排队等 待。情况有点像底下这样:

Linux学习-进程管理

上图中假设 pro1, pro2 是紧急的进程, pro3, pro4 是一般的进程,在这样的环境中,由于不具有优 先级, 唉啊!pro1, pro2 还是得要继续等待而没有优待呢!如果 pro3, pro4 的工作又臭又长!那么 紧急的 pro1, pro2 就得要等待个老半天才能够完成!真麻烦啊!所以啰,我们想要将进程分优先级 啦!如果优先序较高则运作次数可以较多次, 而不需要与较慢优先的进程抢位置!我们可以将进程 的优先级与 CPU 排程进行如下图的解释:

Linux学习-进程管理

如上图所示,具高优先权的 pro1, pro2 可以被取用两次,而较不重要的 pro3, pro4 则运作次数较少。如此一来 pro1, pro2 就可以较快被完成啦!为了要达到上述的功能,我们 Linux 给予进程一个所谓的『优先执行序 (priority, PRI)』, 这个 PRI 值越低代表越优先的意思。不过这个 PRI 值是由核心动态调整的,用户无法直接调整 PRI 值的。先来瞧瞧 PRI 曾在哪里出现?

[root@study ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 14836 14835 0 90 10 - 29068 wait pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 19848 14836 0 90 10 - 30319 - pts/0 00:00:00 ps
# 你应该要好奇,怎么我的 NI 已经是 10 了?还记得刚刚 top 的测试吗?我们在那边就有改过一次喔!

由于 PRI 是核心动态调整的,我们用户也无权去干涉 PRI !那如果你想要调整进程的优先执行序 时,就得要透过 Nice 值了!Nice 值就是上表的 NI 啦!一般来说, PRI 与 NI 的相关性如下:

PRI(new) = PRI(old) + nice

不过你要特别留意到,如果原本的 PRI 是 50 ,并不是我们给予一个 nice = 5 ,就会让 PRI 变成 55 喔! 因为 PRI 是系统『动态』决定的,所以,虽然 nice 值是可以影响 PRI ,不过, 最终的 PRI 仍是要经过系统分析后才会决定的。另外, nice 值是有正负的喔,而既然 PRI 越小越早被执行, 所以,当 nice 值为负值时,那么该进程就会降低 PRI 值,亦即会变的较优先被处理。此外,你必须 要留意到:

  • nice 值可调整的范围为 -20 ~ 19 ;
  • root 可随意调整自己或他人进程的 Nice 值,且范围为 -20 ~ 19 ;
  • 一般使用者仅可调整自己进程的 Nice 值,且范围仅为 0 ~ 19 (避免一般用户抢占系统资源);
  • 一般使用者仅可将 nice 值越调越高,例如本来 nice 为 5 ,则未来仅能调整到大于 5;

这也就是说,要调整某个进程的优先执行序,就是『调整该进程的 nice 值』啦!那么如何给予某个 进程 nice 值呢?有两种方式,分别是:

  • 一开始执行程序就立即给予一个特定的 nice 值:用 nice 指令;

  • 调整某个已经存在的 PID 的 nice 值:用 renice 指令。

[root@study ~]# nice [-n 数字] command
选项与参数:
n :后面接一个数值,数值的范围 -20 ~ 19。 范例一:用 root 给一个 nice 值为 -5 ,用于执行 vim ,并观察该进程!
root@study ~]# nice -n -5 vim &
[1] 19865
[root@study ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 14836 14835 0 90 10 - 29068 wait pts/0 00:00:00 bash
4 T 0 19865 14836 0 85 5 - 37757 signal pts/0 00:00:00 vim
0 R 0 19866 14836 0 90 10 - 30319 - pts/0 00:00:00 ps
# 原本的 bash PRI 为 90 ,所以 vim 预设应为 90。不过由于给予 nice 为 -5 ,
# 因此 vim 的 PRI 降低了!RPI 与 NI 各减 5 !但不一定每次都是正好相同喔!因为核心会动态调整 [root@study ~]# kill -9 %1 <==测试完毕将 vim 关闭

就如同前面说的, nice 是用来调整进程的执行优先级!这里只是一个执行的范例罢了! 通常什么 时候要将 nice 值调大呢?举例来说,系统的背景工作中, 某些比较不重要的进程之进行:例如备 份工作!由于备份工作相当的耗系统资源, 这个时候就可以将备份的指令之 nice 值调大一些,可 以使系统的资源分配的更为公平!


  • renice : 已存在进程的 nice 重新调整
[root@study ~]# renice [number] PID
选项与参数:
PID :某个进程的 ID 啊! 范例一:找出自己的 bash PID ,并将该 PID 的 nice 调整到 -5
[root@study ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 14836 14835 0 90 10 - 29068 wait pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 19900 14836 0 90 10 - 30319 - pts/0 00:00:00 ps [root@study ~]# renice -5 14836
14836 (process ID) old priority 10, new priority -5 [root@study ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 14836 14835 0 75 -5 - 29068 wait pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 19910 14836 0 75 -5 - 30319 - pts/0 00:00:00 ps

由上面这个范例当中我们也看的出来,虽然修改的是 bash 那个进程,但是该进程所触发的 ps 指令 当中的 nice 也会继承而为 -5 喔!了解了吧!整个 nice 值是可以在父进程 --> 子进程之间传递。另外,除了 renice 之外,其实那个 top 同样的也是可以调整 nice 值的!

系统资源的观察

除了系统的进程之外,我们还必须就系统的一些资源进行检查啊!


  • free :观察内存使用情况
[root@study ~]# free [-b|-k|-m|-g|-h] [-t] [-s N -c N]
选项与参数:
-b :直接输入 free 时,显示的单位是 Kbytes,我们可以使用 b(bytes), m(Mbytes)
k(Kbytes), 及 g(Gbytes) 来显示单位喔!也可以直接让系统自己指定单位 (-h)
-t :在输出的最终结果,显示物理内存与 swap 的总量。
-s :可以让系统每几秒钟输出一次,不间断的一直输出的意思!对于系统观察挺有效!
-c :与 -s 同时处理~让 free 列出几次的意思~ 范例一:显示目前系统的内存容量
[root@study ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 2848 346 1794 8 706 2263
Swap: 1023 0 1023

仔细看看,我的系统当中有 2848MB 左右的物理内存,我的 swap 有 1GB 左右, 那我使用 free -m 以 MBytes 来显示时,就会出现上面的信息。Mem 那一行显示的是物理内存的量, Swap 则是内存 置换空间的量。 total 是总量, used 是已被使用的量, free 则是剩余可用的量。 后面的 shared/buffers/cached 则是在已被使用的量当中,用来作为缓冲及快取的量,这些 shared/buffers/cached 的用量中,在系统比较忙碌时,可以被释出而继续利用!因此后面就有一个 available (可用的) 数值!


  • uname:查阅系统与核心相关信息
[root@study ~]# uname [-asrmpi]
选项与参数:
-a :所有系统相关的信息,包括底下的数据都会被列出来;
-s :系统核心名称
-r :核心的版本
-m :本系统的硬件名称,例如 i686 或 x86_64 等;
-p :CPU 的类型,与 -m 类似,只是显示的是 CPU 的类型!
-i :硬件的平台 (ix86) 范例一:输出系统的基本信息
[root@study ~]# uname -a
Linux study.centos.vbird 3.10.0-229.el7.x86_64 #1 SMP Fri Mar 6 11:36:42 UTC 2015 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

  • netstat :追踪网络或插槽文件

这个指令比较常被用在网络的监控方面,不过,在进程管理方面也 是需要了解的啦! 这个指令的执行如下所示:基本上, netstat 的输出分为两大部分,分别是网络 与系统自己的进程相关性部分:

[root@study ~]# netstat -[atunlp]
选项与参数:
-a :将目前系统上所有的联机、监听、Socket 数据都列出来
-t :列出 tcp 网络封包的数据
-u :列出 udp 网络封包的数据
-n :不以进程的服务名称,以埠号 (port number) 来显示;
-l :列出目前正在网络监听 (listen) 的服务;
-p :列出该网络服务的进程 PID 范例一:列出目前系统已经建立的网络联机与 unix socket 状态
[root@study ~]# netstat
Active Internet connections (w/o servers) <==与网络较相关的部分
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 172.16.15.100:ssh 172.16.220.234:48300 ESTABLISHED
Active UNIX domain sockets (w/o servers) <==与本机的进程自己的相关性(非网络)
Proto RefCnt Flags Type State I-Node Path
unix 2 [ ] DGRAM 1902 @/org/freedesktop/systemd1/notify
unix 2 [ ] DGRAM 1944 /run/systemd/shutdownd
....(中間省略)....
unix 3 [ ] STREAM CONNECTED 25425 @/tmp/.X11-unix/X0
unix 3 [ ] STREAM CONNECTED 28893
unix 3 [ ] STREAM CONNECTED 21262

在上面的结果当中,显示了两个部分,分别是网络的联机以及 linux 上面的 socket 进程相关性部分。 我们先来看看因特网联机情况的部分:

  • Proto :网络的封包协议,主要分为 TCP 与 UDP 封包,
  • Recv-Q:非由用户程序链接到此 socket 的复制的总 bytes 数;
  • Send-Q:非由远程主机传送过来的 acknowledged 总 bytes 数;
  • Local Address :本地端的 IP:port 情况
  • Foreign Address:远程主机的 IP:port 情况
  • State :联机状态,主要有建立(ESTABLISED)及监听(LISTEN);

socket file 可以沟通两个进程之间的信息,因此进程可以取得对方传送过来的资料。 由于有 socket file,因此类似 X Window 这种需要透过网络连接的软件,目前 新版的 distributions 就以 socket 来进行窗口接口的联机沟通了。上表中 socket file 的输出字段有:

  • Proto :一般就是 unix 啦;
  • RefCnt:连接到此 socket 的进程数量;
  • Flags :联机的旗标;
  • Type :socket 存取的类型。主要有确认联机的 STREAM 与不需确认的 DGRAM 两种;
  • State :若为 CONNECTED 表示多个进程之间已经联机建立。
  • Path :连接到此 socket 的相关程序的路径!或者是相关数据输出的路径。

以上表的输出为例,最后那三行在 /tmp/.xx 底下的数据,就是 X Window 窗口接口的相关进程啦! 而 PATH 指向的就是这些进程要交换数据的插槽文件啰!

我们先来看看,利用 netstat 去看看我们的哪些进程有启动哪些网络的『后门』呢?

范例二:找出目前系统上已在监听的网络联机及其 PID
[root@study ~]# netstat -tulnp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1326/sshd
tcp 0 0 127.0.0.1:25 0.0.0.0:* LISTEN 2349/master
tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 1326/sshd
tcp6 0 0 ::1:25 :::* LISTEN 2349/master
udp 0 0 0.0.0.0:123 0.0.0.0:* 751/chronyd
udp 0 0 127.0.0.1:323 0.0.0.0:* 751/chronyd
udp 0 0 0.0.0.0:57808 0.0.0.0:* 743/avahi-daemon: r
udp 0 0 0.0.0.0:5353 0.0.0.0:* 743/avahi-daemon: r
udp6 0 0 :::123 :::* 751/chronyd
udp6 0 0 ::1:323 :::* 751/chronyd
# 除了可以列出监听网络的接口与状态之外,最后一个字段还能够显示此服务的
# PID 号码以及进程的指令名称喔!例如上头的 1326 就是该 PID 范例三:将上述的 0.0.0.0:57808 那个网络服务关闭的话?
[root@study ~]# kill -9 743
[root@study ~]# killall -9 avahi-daemon

  • dmesg :分析核心产生的讯息

系统在开机的时候,核心会去侦测系统的硬件,你的某些硬件到底有没有被捉到,那就与这个时候的 侦测有关。 但是这些侦测的过程要不是没有显示在屏幕上,就是很飞快的在屏幕上一闪而逝!能不 能把核心侦测的讯息捉出来瞧瞧? 可以的,那就使用 dmesg 吧!

所有核心侦测的讯息,不管是开机时候还是系统运作过程中,反正只要是核心产生的讯息,都会被记 录到内存中的某个保护区段。 dmesg 这个指令就能够将该区段的讯息读出来的!

范例一:输出所有的核心开机时的信息
[root@study ~]# dmesg | more 范例二:搜寻开机的时候,硬盘的相关信息为何?
[root@study ~]# dmesg | grep -i vda
[ 0.758551] vda: vda1 vda2 vda3 vda4 vda5 vda6 vda7 vda8 vda9
[ 3.964134] XFS (vda2): Mounting V4 Filesystem
....(底下省略)....

  • vmstat :侦测系统资源变化

如果你想要动态的了解一下系统资源的运作,那么这个 vmstat 确实可以玩一玩!vmstat 可以侦测 『 CPU / 内存 / 磁盘输入输出状态 』等等,如果你想要了解一部繁忙的系统到底是哪个环节最累 人, 可以使用 vmstat 分析看看。底下是常见的选项与参数说明:

[root@study ~]# vmstat [-a] [延迟 [总计侦测次数]] <==CPU/内存等信息
[root@study ~]# vmstat [-fs] <==内存相关
[root@study ~]# vmstat [-S 单位] <==设定显示数据的单位
[root@study ~]# vmstat [-d] <==与磁盘有关
[root@study ~]# vmstat [-p 分区槽] <==与磁盘有关
选项与参数:
-a :使用 inactive/active(活跃与否) 取代 buffer/cache 的内存输出信息;
-f :开机到目前为止,系统复制 (fork) 的进程数;
-s :将一些事件 (开机至目前为止) 导致的内存变化情况列表说明;
-S :后面可以接单位,让显示的数据有单位。例如 K/M 取代 bytes 的容量;
-d :列出磁盘的读写总量统计表
-p :后面列出分区槽,可显示该分区槽的读写总量统计表 范例一:统计目前主机 CPU 状态,每秒一次,共计三次!
[root@study ~]# vmstat 1 3
procs ------------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
1 0 0 1838092 1504 722216 0 0 4 1 6 9 0 0 100 0 0
0 0 0 1838092 1504 722200 0 0 0 0 13 23 0 0 100 0 0
0 0 0 1838092 1504 722200 0 0 0 0 25 46 0 0 100 0 0

利用 vmstat 甚至可以进行追踪喔!你可以使用类似『 vmstat 5 』代表每五秒钟更新一次,且无穷的 更新!直到你按下 [ctrl]-c 为止。如果你想要实时的知道系统资源的运作状态,这个指令就不能不知 道!那么上面的表格各项字段的意义为何? 基本说明如下:

  • 进程字段 (procs) 的项目分别为:

r :等待运作中的进程数量;b:不可被唤醒的进程数量。这两个项目越多,代表系统越忙碌 (因为系统太 忙,所以很多进程就无法被执行或一直在等待而无法被唤醒之故)。

  • 内存字段 (memory) 项目分别为:

swpd:虚拟内存被使用的容量; free:未被使用的内存容量; buff:用于缓冲存储器; cache:用于高速缓存。 这部份则与 free 是相同的。

  • 内存置换空间 (swap) 的项目分别为:

si:由磁盘中将进程取出的量;so:由于内存不足而将没用到的进程写入到磁盘的 swap 的容量。如果 si/so 的数值太大,表示内存内的数据常常得在磁盘与主存储器之间传来传去,系统效能会很差!

  • 磁盘读写 (io) 的项目分别为:

bi:由磁盘读入的区块数量; bo:写入到磁盘去的区块数量。如果这部份的值越高,代表系统的 I/O 非常 忙碌!

  • 系统 (system) 的项目分别为:

in:每秒被中断的进程次数; cs:每秒钟进行的事件切换次数;这两个数值越大,代表系统与接口设备的 沟通非常频繁! 这些接口设备当然包括磁盘、网络卡、时间钟等。

  • CPU 的项目分别为:

us:非核心层的 CPU 使用状态; sy:核心层所使用的 CPU 状态; id:闲置的状态; wa:等待 I/O 所 耗费的 CPU 状态; st:被虚拟机 (virtual machine) 所盗用的 CPU 使用状态 (2.6.11 以后才支持)。

范例二:系统上面所有的磁盘的读写状态
[root@study ~]# vmstat -d
disk- ------------reads------------ ------------writes----------- -----IO------
total merged sectors ms total merged sectors ms cur sec
vda 21928 0 992587 47490 7239 2225 258449 13331 0 26
sda 395 1 3168 213 0 0 0 0 0 0
sr0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
dm-0 19139 0 949575 44608 7672 0 202251 16264 0 25
dm-1 336 0 2688 327 0 0 0 0 0 0
md0 212 0 1221 0 14 0 4306 0 0 0
dm-2 218 0 9922 565 54 0 4672 128 0 0
dm-3 179 0 957 182 11 0 4306 68 0 0

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