进程管理¶

在本章中，您将学习如何使用进程。

目标：在本章中，未来的 Linux 管理员将学习如何：

识别进程的 PID 和 PPID；
查看并搜索进程；
管理进程。

进程，linux

知识性:
复杂度:

阅读时间: 20 分钟

概述¶

操作系统由进程组成。这些进程以特定的顺序执行并且彼此相关。有两大类的进程，一类侧重于用户环境，另一类侧重于硬件环境。

当程序运行时，系统将程序数据和代码放入到内存中并创建 运行栈 来创建进程。因此，进程是程序的一个实例，它具有相关联的处理器环境（顺序计数器、寄存器等）和内存环境。

每个进程都有：

PID：Process IDentifier，唯一的进程标识符
PPID：Parent Process IDentifier，父进程的唯一标识符

通过连续的隶属关系，init 进程是所有进程之父。

一个进程始终由父进程创建
一个父进程可以有多个子进程

进程之间存在父/子关系。子进程是父进程调用 fork() 原语并复制自己的代码来创建子进程的结果。子进程的 PID 会返回给父进程，以便父进程与之对话。每个子进程都有父进程的标识符 PPID 。

PID 数字代表执行时的进程。当进程结束时，该数字可再次用于另一个进程。多次运行同一命令将每次产生不同的 PID。!!! note "说明"

请不要将进程与 _线程_ 混淆。 每个进程都有自己的内存上下文（资源和地址空间），而来自同一进程的 _线程_ 则 共享相同的上下文。

查看进程¶

ps 命令显示正在运行的进程的状态。

ps [-e] [-f] [-u login]

示例：

# ps -fu root

选项	说明
`-e`	显示所有进程。
`-f`	显示附加信息。
`-u` login	显示用户的进程。

一些附加选项：

选项	说明
`-g`	显示组中的进程。
`-t tty`	显示从终端运行的进程。
`-p PID`	显示进程信息。
`-H`	以树结构显示信息。
`-I`	显示附加信息。
`--sort COL`	根据列对结果进行排序。
`--headers`	在终端的每一页上显示标题。
`--format "%a %b %c"`	自定义输出显示格式。

如果没有指定选项，ps 命令仅显示从当前终端运行的进程。

结果以列形式显示：

# ps -ef
UID  PID PPID C STIME  TTY TIME      CMD
root 1   0    0 Jan01  ?   00:00/03  /sbin/init

列	说明
`UID`	所有者用户。
`PID`	进程标识符。
`PPID`	父进程标识符。
`C`	进程的优先级。
`STIME`	执行日期和时间。
`TTY`	执行终端。
`TIME`	处理时间。
`CMD`	已执行命令。

该控件的行为可以完全自定义：

# ps -e --format "%P %p %c %n" --sort ppid --headers
 PPID   PID COMMAND          NI
    0     1 systemd           0
    0     2 kthreadd          0
    1   516 systemd-journal   0
    1   538 systemd-udevd     0
    1   598 lvmetad           0
    1   643 auditd           -4
    1   668 rtkit-daemon      1
    1   670 sssd              0

进程类型¶

用户进程：

从与用户相关联的终端启动
通过请求或守护进程访问资源

系统进程（守护进程）：

由系统启动
不与任何终端关联，并且由系统用户所有（通常为 root ）
在启动时加载并驻留在内存中，正在等待调用
通常用与进程名相关的字母 d 来标识

因此，系统进程被称为守护进程（(Disk And Execution MONitor）

权限¶

执行命令时，用户的凭据将传递给创建的进程。

因此，在默认情况下，进程的实际 UID<code> 和 <code>GID 与执行命令的用户的 UID 和 GID 相同。

在命令上设置 SUID（和/或 SGID）后，实际 UID（和/或 GID）将变为命令所有者（和/或所属组）的 UID（和/或 GID），而不再是发出命令的用户或用户组的 UID（和/或 GID）。因此，有效的 UID 和真实的 UID 是不同的。

每次访问文件时，系统都会根据其有效标识符检查进程的权限。

进程管理¶

一个进程不能无限期运行，因为这会损害其他正在运行的进程，并会妨碍多任务处理。

因此，将可用的总处理时间划分为几个小范围，每个具有优先级的进程按顺序访问处理器。进程在其生命周期中将经历几个状态：

就绪：等待进程可用
执行中：访问处理器
挂起：等待 I/O（输入/输出）
停止：等待来自另一个进程的信号
僵尸：请求销毁
死亡：父进程结束子进程

进程结束排序如下：

关闭打开的文件
释放使用过的内存
向父进程和子进程发送信号

当父进程死亡时，其子进程被称为孤儿进程。然后它们被 init 进程收养并销毁它们。

进程的优先级¶

GNU/Linux 属于分时操作系统家族。处理器以分时方式工作，每个进程都会占用一些处理器时间。进程按优先级分类：

实时进程：优先级为 0-99 的进程由实时调度算法进行调度。
普通进程：优先级动态范围为 100-139 的进程使用完全公平的调度算法进行调度。
nice 值：用于调整普通进程优先级的参数。范围为 -20-19。

进程的默认优先级是 0。

运作方式¶

进程可以通过两种方式运行：

同步：在执行命令过程中，用户将失去对 shell 的访问权限。进程执行结束后，命令提示符会重新出现。
异步：进程在后台进行处理。命令提示符会立即再次显示。

异步方式的约束：

命令或脚本不能等待键盘输入
命令或脚本不得在屏幕上返回任何结果
退出 shell 将结束进程

进程管理控制¶

`kill` 命令¶

kill 命令向进程发送停止信号。

kill [-signal] PID

示例：

$ kill -9 1664

代码	信号	说明
`2`	SIGINT	立即终止进程
`9`	SIGKILL	中断进程（`CTRL` + `D`）
`15`	SIGTERM	优雅地终止进程
`18`	SIGCONT	恢复进程
`19`	SIGSTOP	挂起进程

信号是进程之间的通信手段。 kill命令的作用就是向进程发送信号。

提示

kill 命令所考虑到的完整信号列表可通过键入以下命令获得：

$ man 7 signal

`nohup` 命令¶

nohup 允许独立于连接之外启动进程。

nohup command

示例：

$ nohup myprogram.sh 0</dev/null &

nohup 命令会忽略用户注销时发送的 SIGHUP 信号。

说明

nohup 能处理标准输出和标准错误输出，但不处理标准输入，因此会将标准输入重定向到 /dev/null。

[CTRL] + [Z]¶

通过同时按下 CTRL + Z 键，同步进程将暂时暂停。在显示刚刚被暂停进程的编号后，将恢复对提示符的访问。

`&` 指令¶

& 语句异步执行命令（该命令被称为作业）并显示作业编号。然后返回对提示符的访问权限。

示例：

$ time ls -lR / > list.ls 2> /dev/null &
[1] 15430
$

作业编号是在后台处理过程中获得的，显示在方括号中，后面跟着 PID 编号。

`fg` 和 `bg` 命令¶

fg 命令将进程置于前台：

$ time ls -lR / > list.ls 2>/dev/null &
$ fg 1
time ls -lR / > list.ls 2/dev/null

而命令 bg 将其置于后台：

[CTRL]+[Z]
^Z
[1]+ Stopped
$ bg 1
[1] 15430
$

无论是在使用 & 参数创建进程时将其置于后台，还是随后使用 CTRL + Z 键将其置于后台，都可以使用 fg 命令及其作业编号将进程带回前台。

`jobs` 命令¶

job 命令显示后台运行的进程列表，并指定它们的作业编号。

示例：

$ jobs
[1]- Running    sleep 1000
[2]+ Running    find / > arbo.txt

这些列表示：

作业编号
进程运行的顺序
+：未指定作业编号时，fg 和 bg 命令默认选择的进程
-：下一个进程选择 +
正在运行（正在运行的进程）或_已停止_（已挂起的进程）
命令

`nice` 和 `renice` 命令¶

命令 nice 允许通过指定优先级来执行命令。

nice priority command

示例：

$ nice -n+15 find / -name "file"

与 root 用户不同，标准的普通用户只能降低进程的优先级。只接受 +0 到 +19 之间的值。

提示

通过修改 /etc/security/limits.conf 文件，可以针对每个用户或每个组取消最后这项限制。

使用 renice 命令可以更改正在运行中的进程优先级。

renice priority [-g GID] [-p PID] [-u UID]

示例：

$ renice +15 -p 1664

| 选项 | 说明 | | ---- | ------------- | | -g | 进程所属组的 GID。 | | -p | 进程的 PID。 | | -u | 进程所有者的 UID。 |

renice 命令作用于已经运行的进程。因此，我们可以改变特定进程的优先级，也可以改变属于用户或组的几个进程的优先级。

提示

pidof 命令与 xargs 命令相结合（请参阅 "高级命令" 课程），可允许在单个命令中应用新的优先级：

$ pidof sleep | xargs renice 20

`top` 命令¶

top 命令用于显示进程及其资源消耗。

$ top
PID  USER PR NI ... %CPU %MEM  TIME+    COMMAND
2514 root 20 0       15    5.5 0:01.14   top

列	说明
`PID`	进程标识符。
`USER`	所有者用户。
`PR`	进程优先级。
`NI`	Nice 值。
`%CPU`	处理器负载。
`%MEM`	内存负载。
`TIME+`	处理器使用时间。
`COMMAND`	已执行命令。

top 命令允许以交互模式实时控制进程。

`pgrep` 和 `pkill` 命令¶

pgrep 命令可在运行的进程中搜索进程名，并在标准输出中显示与选择条件匹配的 PID。

pkill 命令将向每个进程发送指定的信号（默认情况下为 SIGTERM）。

pgrep process
pkill [-signal] process

示例：

从 sshd 中获取进程编号：

$ pgrep -u root sshd

结束所有 tomcat 进程：

$ pkill tomcat

说明

在终止一个进程之前，最好确切地了解该进程的具体用途，否则可能导致系统崩溃或其他不可预知的问题。

除了向相关进程发送信号外，pkill 命令还可以根据终端号结束用户的连接会话，例如：

$ pkill -t pts/1

`killall` 命令¶

此命令的功能与 pkill 命令大致相同。用法为 - killall [option] [ -s SIGNAL | -SIGNAL ] NAME。默认的信号为 SIGTERM。

选项	说明
`-l`	列出所有已知信号名称
`-i`	在结束进程前请求确认
`-I`	不区分大小写的进程名称匹配

示例：

$ killall tomcat

`pstree` 命令¶

该命令以树状样式显示进程，其用法为 - pstree [option]。

选项	说明
`-p`	显示进程的 PID
`-n`	按 PID 对输出进行排序
`-h`	亮显示正在运行的进程
`-u`	显示 uid 转换

$ pstree -pnhu
systemd(1)─┬─systemd-journal(595)
           ├─systemd-udevd(625)
           ├─auditd(671)───{auditd}(672)
           ├─dbus-daemon(714,dbus)
           ├─NetworkManager(715)─┬─{NetworkManager}(756)
           │                     └─{NetworkManager}(757)
           ├─systemd-logind(721)
           ├─chronyd(737,chrony)
           ├─sshd(758)───sshd(1398)───sshd(1410)───bash(1411)───pstree(1500)
           ├─tuned(759)─┬─{tuned}(1376)
           │            ├─{tuned}(1381)
           │            ├─{tuned}(1382)
           │            └─{tuned}(1384)
           ├─agetty(763)
           ├─crond(768)
           ├─polkitd(1375,polkitd)─┬─{polkitd}(1387)
           │                       ├─{polkitd}(1388)
           │                       ├─{polkitd}(1389)
           │                       ├─{polkitd}(1390)
           │                       └─{polkitd}(1392)
           └─systemd(1401)───(sd-pam)(1404)

孤儿进程和僵尸进程¶

孤儿进程：当父进程死亡时，其子进程被称为孤儿。 Init 进程收养这些特殊状态的进程并完成状态收集，直到它们被销毁。从概念上讲，孤儿院进程不会造成任何危害。

僵尸进程：当子进程完成其工作并被终止后，其父进程需要调用信号处理函数 wait() 或 waitpid() 来获取子进程的终止状态。如果父进程没有这样做，那么尽管子进程已经退出，但它仍然会在系统进程表中保留一些退出状态信息。由于父进程无法获取子进程的状态信息，这些进程将持续占用进程表中的资源。我们将这种状态下的进程称为僵尸。

危害：

占用系统资源，导致机器性能下降。
无法生成新的子进程。

如何检查当前系统中是否存在僵尸进程？

$ ps -lef | awk '{print $2}' | grep Z

此列中可能显示以下字符：

D - 不间断的持续睡眠（通常用于 IO）
I - 空闲内核线程
R - 正在运行的或可运行的（即在运行队列中）
S - 可被中断的睡眠（需要等待事件完成）
T - 因作业控制信号而被停止的进程
t - 在追踪过程中被调试器停止
W - 分页（在内核 2.6.xx 版本之后已不再有效）
X - 死亡（永远不应该被看到）
Z - 已失效的进程（"僵尸"），已终止但未被其父进程获取

进程管理¶

概述¶

查看进程¶

进程类型¶

权限¶

进程管理¶

进程的优先级¶

运作方式¶

进程管理控制¶

kill 命令¶

nohup 命令¶

[CTRL] + [Z]¶

& 指令¶

fg 和 bg 命令¶

jobs 命令¶

nice 和 renice 命令¶

top 命令¶

pgrep 和 pkill 命令¶

killall 命令¶

pstree 命令¶

孤儿进程和僵尸进程¶

`kill` 命令¶

`nohup` 命令¶

`&` 指令¶

`fg` 和 `bg` 命令¶

`jobs` 命令¶

`nice` 和 `renice` 命令¶

`top` 命令¶

`pgrep` 和 `pkill` 命令¶

`killall` 命令¶

`pstree` 命令¶