程相关概念
内核的功用：进程管理、文件系统、网络功能、内存管理、驱动程序、安全功能等
Process: 运行中的程序的一个副本，是被载入内存的一个指令集合
进程ID（Process ID，PID）号码被用来标记各个进程
UID、GID、和SELinux语境决定对文件系统的存取和访问权限，
通常从执行进程的用户来继承
存在生命周期
task struct：Linux内核存储进程信息的数据结构格式
task list：多个任务的的task struct组成的链表
进程创建：
init：第一个进程
父子关系
进程：都由其父进程创建，CoW
fork(), clone()
进程内存：
Page Frame: 页框，用存储页面数据，存储Page 4k
LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存
物理地址空间和线性地址空间
MMU：Memory Management Unit负责转换线性和物理地址
TLB:Translation Lookaside Buffer 翻译后备缓冲器,用于保存虚拟地址和物理地址映射关系的缓存
IPC: Inter Process Communication
同一主机: signal:信号
shm: shared memory
semaphore:信号量，一种计数器
不同主机：socket: IP和端口号
RPC: remote procedure call
MQ：消息队列，Kafka，ActiveMQ
进程的基本状态
创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(process control block进程控制块)，向其中填写控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运行，把此时进程所处状态称为创建状态
就绪状态：进程已准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行
执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态
阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用
终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态。无法再执行
状态之间转换六种情况
运行——>就绪：1，主要是进程占用CPU的时间过长，而系统分配给该进程占用CPU的时间是有限的；2，在采用抢先式优先级调度算法的系统中,当有更高优先级的进程要运行时，该进程就被迫让出CPU，该进程便由执行状态转变为就绪状态。
就绪——>运行：运行的进程的时间片用完，调度就转到就绪队列中选择合适的进程分配CPU
运行——>阻塞：正在执行的进程因发生某等待事件而无法执行，则进程由执行状态变为阻塞状态，如发生了I/O请求
阻塞——>就绪:进程所等待的事件已经发生，就进入就绪队列
以下两种状态是不可能发生的：
阻塞——>运行：即使给阻塞进程分配CPU，也无法执行，操作系统在进行调度时不会从阻塞队列进行挑选，而是从就绪队列中选取
就绪——>阻塞：就绪态根本就没有执行，谈不上进入阻塞态
进程优先级
系统优先级：数字越小，优先级越高
0-139（CentOS4,5）
各有140个运行队列和过期队列
0-98，99（CentOS6）
实时优先级: 99-0 值最大优先级最高
nice值：-20到19，对应系统优先级100-139或99
Big O：时间复杂度，用时和规模的关系
O(1), O(logn), O(n)线性, O(n^2)抛物线, O(2^n)
LRU算法
进程状态
Linux内核：抢占式多任务
进程类型：
守护进程: daemon,在系统引导过程中启动的进程，和终端无关进程
前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程
注意：两者可相互转化
进程状态：
运行态：running
就绪态：ready
睡眠态：
可中断：interruptable
不可中断：uninterruptable
停止态：stopped,暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动
僵死态：zombie，结束进程，父进程结束前，子进程不关闭
系统管理工具
PS命令：选项：默认显示当前终端中的进程
支持三种选项：
GNU选项 如--help
BSD选项 如a
a 选项包括所有终端中的进程
x 选项包括不链接终端的进程
u 选项显示进程所有者的信息
f 选项显示进程树,相当于 --forest
k|--sort 属性 对属性排序,属性前加- 表示倒序
o 属性… 选项显示定制的（需要配合使用） 默认当前终端进程
L 显示支持的属性列表
UNIX选项 如-A -e
-C cmdlist 指定命令，多个命令用，分隔
-L 显示线程
-e: 显示所有进程，相当于-A
-f: 显示完整格式程序信息
-F: 显示更完整格式的进程信息
-H: 以进程层级格式显示进程相关信息
-u userlist 指定有效的用户ID或名称 euser
-U userlist 指定真正的用户ID或名称 ruser
-g gid或groupname 指定有效的gid或组名称
-G gid或groupname 指定真正的gid或组名称
-p pid 显示指pid的进程
--ppid pid 显示属于pid的子进程
-M 显示SELinux信息，相当于Z
ps输出属性
VSZ: Virtual memory SiZe，虚拟内存集，线性内存
RSS: ReSident Size, 常驻内存集
STAT：进程状态
R：running
S: interruptable sleeping
D: uninterruptable sleeping
T: stopped
Z: zombie
+: 前台进程
l: 多线程进程
L：内存分页并带锁
N：低优先级进程
<: 高优先级进程
s: session leader，会话（子进程）发起者
ni: nice值
pri: priority 优先级
psr: processor CPU编号
rtprio: 实时优先级
常用组合：
aux
-ef
-eFH
-eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,pcpu,stat,comm
axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm
进程优先级
进程优先级调整：
静态优先级：100-139
进程默认启动时的nice值为0，优先级为120
只有根用户才能降低nice值（提高优先性）
nice命令：
nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]
renice命令：
renice [-n] priority pid...
查看：
ps axo pid,comm,ni
搜索进程
最灵活：ps 选项 | 其它命令
按预定义的模式：pgrep
pgrep [options] pattern
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正发起运行命令者
-t terminal: 与指定终端相关的进程
-l: 显示进程名
-a: 显示完整格式的进程名
-P pid: 显示指定进程的子进程
按确切的程序名称：/sbin/pidof
查看进程编号
pidof bash
系统工具
uptime
显示当前时间，系统已启动的时间、当前上线人数，系统平均负载（1、5、10分钟的平均负载，一般不会超过1）
系统平均负载:
指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数
通常每个CPU内核的当前活动进程数不大于3，那么系统的性能良好。如果每个CPU内核的任务数大于5，那么此主机的性能有严重问题
如果linux主机是1个双核CPU，当Load Average 为6的时候说明机器已经被充分使用
top：
排序：
P：以占据的CPU百分比,%CPU
M：占据内存百分比,%MEM
T：累积占据CPU时长,TIME+
首部信息显示：
uptime信息：l命令
tasks及cpu信息：t命令
cpu分别显示：1 (数字)
memory信息：m命令
退出命令：q
修改刷新时间间隔：s
终止指定进程：k
保存文件：W
栏位信息简介
us：用户空间
sy：内核空间
ni：调整nice时间
id：空闲
wa：等待IO时间
hi：硬中断
si：软中断（模式切换）
st：虚拟机偷走的时间
选项：
-d #: 指定刷新时间间隔，默认为3秒
-b: 全部显示所有进程
-n #: 刷新多少次后退出
htop命令：EPEL源
选项：
-d #: 指定延迟时间；
-u UserName: 仅显示指定用户的进程
-s COLUME: 以指定字段进行排序
子命令：
s: 跟踪选定进程的系统调用
l: 显示选定进程打开的文件列表
a：将选定的进程绑定至某指定CPU核心
t: 显示进程树
内存空间
内存空间使用状态：
free [OPTION]
-b 以字节为单位
-m 以MB为单位
-g 以GB为单位
-h 易读格式
-o 不显示-/+buffers/cache行
-t 显示RAM + swap的总和
-s n 刷新间隔为n秒
-c n 刷新n次后即退出
vmstat命令：虚拟内存信息
vmstat [options] [delay [count]]
vmstat 2 5
procs:
r：可运行（正运行或等待运行）进程的个数，和核心数有关
b：处于不可中断睡眠态的进程个数(被阻塞的队列的长度)
memory：
swpd: 交换内存的使用总量
free：空闲物理内存总量
buffer：用于buffer的内存总量
cache：用于cache的内存总量
swap:
si：从磁盘交换进内存的数据速率(kb/s)
so：从内存交换至磁盘的数据速率(kb/s)
io：
bi：从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)
bo: 保存数据至块设备的速率
system：
in: interrupts 中断速率，包括时钟
cs: context switch 进程切换速率
cpu：
us:Time spent running non-kernel code
sy: Time spent running kernel code
id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.
wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.
st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown.
选项：
-s: 显示内存的统计数据
iostat:统计CPU和设备IO信息
pmap命令：进程对应的内存映射
pmap [options] pid [...]
-x: 显示详细格式的信息
另外一种实现：
cat /proc/PID/maps
glances命令：EPEL源
glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]
内建命令：
a Sort processes automatically l Show/hide logs
c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O
m Sort processes by MEM% w Delete warning logs
p Sort processes by name x Delete warning and critical logs
i Sort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats
d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen
f Show/hide file system stats t View network I/O as combination
n Show/hide network stats u View cumulative network I/O
s Show/hide sensors stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
y Show/hide hddtemp stats
常用选项：
-b: 以Byte为单位显示网卡数据速率
-d: 关闭磁盘I/O模块
-f /path/to/somefile: 设定输入文件位置
-o {HTML|CSV}：输出格式
-m: 禁用mount模块
-n: 禁用网络模块
-t #: 延迟时间间隔
-1：每个CPU的相关数据单独显示
C/S模式下运行glances命令
服务器模式：
glances -s -B IPADDR
IPADDR: 指明监听的本机哪个地址
客户端模式：
glances -c IPADDR
IPADDR：要连入的服务器端地址
dstat命令：系统资源统计,代替vmstat,iostat
dstat [-afv] [options..] [delay [count]]
-c: 显示cpu相关信息
-C #,#,...,total
-d: 显示disk相关信息
-D total,sda,sdb,...
-g：显示page相关统计数据
-m: 显示memory相关统计数据
-n: 显示network相关统计数据
-p: 显示process相关统计数据
-r: 显示io请求相关的统计数据
-s: 显示swapped相关的统计数据
--tcp
--udp
--unix
--raw
--socket
--ipc
--top-cpu：显示最占用CPU的进程
--top-io: 显示最占用io的进程
--top-mem: 显示最占用内存的进程
--top-latency: 显示延迟最大的进程
iotop
iotop命令是一个用来监视磁盘I/O使用状况的top类工具iotop具有与top相似的UI，其中包括PID、用户、I/O、进程等相关信息，可查看每个进程是如何使用IO
iotop输出
第一行：Read和Write速率总计
第二行：实际的Read和Write速率
第三行：参数如下：
线程ID（按p切换为进程ID）
优先级
用户
磁盘读速率
磁盘写速率
swap交换百分比
IO等待所占的百分比
线程/进程命令
iotop常用参数
-o, --only只显示正在产生I/O的进程或线程，除了传参，可以在运行过程中按o生效
-b, --batch非交互模式，一般用来记录日志
-n NUM, --iter=NUM设置监测的次数，默认无限。在非交互模式下很有用
-d SEC, --delay=SEC设置每次监测的间隔，默认1秒，接受非整形数据例如1.1
-p PID, --pid=PID指定监测的进程/线程
-u USER, --user=USER指定监测某个用户产生的I/O
-P, --processes仅显示进程，默认iotop显示所有线程
-a, --accumulated显示累积的I/O，而不是带宽
-k, --kilobytes使用kB单位，而不是对人友好的单位。在非交互模式下，脚本编程有用
iotop常用参数和快捷键
-t, --time 加上时间戳，非交互非模式
-q, --quiet 禁止头几行，非交互模式，有三种指定方式
-q 只在第一次监测时显示列名
-qq 永远不显示列名
-qqq 永远不显示I/O汇总
交互按键
left和right方向键：改变排序
r：反向排序
o：切换至选项--only
p：切换至--processes选项
a：切换至--accumulated选项
q：退出
i：改变线程的优先级
进程管理工具
kill命令：
向进程发送控制信号，以实现对进程管理,每个信号对应一个数字，信号名称以SIG开头（可省略），不区分大小写
显示当前系统可用信号： kill –l,trap -l
常用信号：man 7 signal
1) SIGHUP: 无须关闭进程而让其重读配置文件
2) SIGINT: 中止正在运行的进程；相当于Ctrl+c
3) SIGQUIT:相当于ctrl+
9) SIGKILL: 强制杀死正在运行的进程
15) SIGTERM：终止正在运行的进程
18) SIGCONT：继续运行
19) SIGSTOP：后台休眠
指定信号的方法：
(1) 信号的数字标识：1, 2, 9
(2) 信号完整名称：SIGHUP (3) 信号的简写名称：HUP
按PID：kill [-SIGNAL] pid …
kill –n SIGNAL pid;kill –s SIGNAL pid
按名称：killall [-SIGNAL] comm…
按模式：pkill [options] pattern
-SIGNAL
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正发起运行命令者
-t terminal: 与指定终端相关的进程
-l: 显示进程名（pgrep可用）
-a: 显示完整格式的进程名（pgrep可用）
-P pid: 显示指定进程的子进程
pidof搜索指令进程号
作业管理
Linux的作业控制
前台作业：通过终端启动，且启动后一直占据终端；
后台作业：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）
让作业运行于后台
(1) 运行中的作业： Ctrl+z
(2) 尚未启动的作业： COMMAND &
后台作业虽然被送往后台运行，但其依然与终端相关；退出终端，将关闭后台作业。如果希望送往后台后，剥离与终端的关系
nohup COMMAND &>/dev/null &
screen;COMMAND
查看当前终端所有作业：jobs
作业控制：
fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后台作业调回前台
bg [[%]JOB_NUM]：让送往后台的作业在后台继续运行
kill [%JOB_NUM]： 终止指定的作业
把标准输出写入到nohub.out文件中
nohup ping 172.1 &
任务计划
Linux任务计划、周期性任务执行
未来的某时间点执行一次任务
at
包：at
at命令：at [option] TIME
常用选项：
-V 显示版本信息:
-l: 列出指定队列中等待运行的作业；相当于atq
-d: 删除指定的作业；相当于atrm
-c: 查看具体作业任务
-f /path/from/somefile：从指定的文件中读取任务
-m:当任务被完成之后，将给用户发送邮件，即使没有标准输出
注意：作业执行命令的结果中的标准输出和错误以邮件通知给相关用户
TIME:定义出什么时候进行 at 这项任务的时间
HH:MM [YYYY-mm-dd]
noon, midnight, teatime（4pm）
tomorrow
now+#{minutes,hours,days, OR weeks}
执行方式：
1）交互式 2）输入重定向 3）at –f 文件
依赖与atd服务,需要启动才能实现at任务
at队列存放在/var/spool/at目录中
/etc/at.{allow,deny}控制用户是否能执行at任务
白名单：/etc/at.allow 默认不存在，只有该文件中的用户才能执行at命令
黑名单：/etc/at.deny 默认存在，拒绝该文件中用户执行at命令，而没有在at.deny 文件中的使用者则可执行
如果两个文件都不存在，只有 root 可以执行 at 命令
周期性任务计划cron
相关的程序包：
cronie: 主程序包，提供crond守护进程及相关辅助工具
cronie-anacron：cronie的补充程序，用于监控cronie任务执行状况，如cronie中的任务在过去该运行的时间点未能正常运行，则anacron会随后启动一次此任务
crontabs：包含CentOS提供系统维护任务
计划任务
系统cron任务:/etc/crontab
注释行以 # 开头
详情参见 man 5 crontab
# Example of job definition:
# .---------------- minute (0 - 59)
# | .------------- hour (0 - 23)
# | | .---------- day of month (1 - 31)
# | | | .------- month (1 - 12) OR jan,feb,mar,apr ...
# | | | | .---- day of week (0 - 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
# | | | | |
# * * * * * user-name command to be executed
例如：晚上9点10分运行echo命令
10 21 * * * centos /bin/echo "Howdy!"
时间表示法：
(1) 特定值
给定时间点有效取值范围内的值
(2) *
给定时间点上有效取值范围内的所有值
表示“每...”
(3) 离散取值
#,#,#
(4) 连续取值
#-#
(5) 在指定时间范围上，定义步长
/#: #即为步长
@reboot Run once after reboot
@yearly 0 0 1 1 *
@annually 0 0 1 1 *
@monthly 0 0 1 * *
@weekly 0 0 * * 0
@daily 0 0 * * *
@hourly 0 * * * *
anacron系统
运行计算机关机时cron不运行的任务，CentOS6以后版本取消anacron服务，由crond服务管理
对笔记本电脑、台式机、工作站、偶尔要关机的服务器及其它不一直开机的系统很重要对很有用
配置文件：/etc/anacrontab，负责执行/etc/ cron.daily /etc/cron.weekly /etc/cron.monthly中系统任务。
•字段1：如果在这些日子里没有运行这些任务……
•字段2：在重新引导后等待这么多分钟后运行它
•字段3：任务识别器，在日志文件中标识
•字段4：要执行的任务
由/etc/cron.hourly/0anacron执行
当执行任务时，更新/var/spool/anacron/cron.daily 文件的时间戳
命令：
systemd-tmpfiles –clean|remove|create configfile
crontab命令定义
每个用户都有专用的cron任务文件： /var/spool/cron/USERNAME
crontab命令：
crontab [-u user] [-l | -r | -e] [-i]
-l: 列出所有任务
-e: 编辑任务
-r: 移除所有任务
-i：同-r一同使用，以交互式模式移除指定任务
-u user: 仅root可运行，指定用户管理cron任务
控制用户执行计划任务：
/etc/cron.{allow,deny}