Linux系统进程管理

一.进程基础知识

1.1 Linux进程的概念

• Process：是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，这些属性通常从执行进程的用户来继承，并且进程存在生命周期，每个进程的进程号是唯一的

• centos linux的第一个进程通常是init或者systemd，它是所有进程的父进程，PID为1，是唯一一个由系统内核直接运行的进程

• Linux 给每个进程都打上了运行者的标志，用户可以控制自己的进程：给自己的进程分配不同的优先级，也可以随时终止自己的进程

• Linux 不可能在一个 CPU 上同时处理多个任务（作业）请求，而是采用 “分时” 技术来处理这些任务请求

• 除了init或者systemd，其他进程都是由父进程创建，即每个进程都有父进程（PPID）

1.2 进程类型

• 交互进程
  • 由一个Shell启动的进程。
  • 交互进程既可以在前台运行，也可以在后台运行。
• 批处理进程
  • 不与特定的终端相关联，提交到等待队列种顺序执行的进程。
• 守护进程（Daemon）
  • 在Linux在启动时初始化，需要时运行于后台的进程。

1.3 进程状态

• R (TASK_RUNNING)：可执行状态
• S (TASK_INTERRUPTIBLE)：可中断的睡眠状态
• D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)：不可中断的睡眠状态
• T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED)：暂停状态或跟踪状态
• Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE)：退出状态，进程成为僵尸进程
• X (TASK_DEAD - EXIT_DEAD)：退出状态，进程即将被销毁

1.4 进程的启动方式

• 手工方式：使用操作系统提供的用户接口
  • 前台
  • 后台（&）
• 调度方式：按照预先指定的时间执行
  • at
  • batch
  • cron

1.5 前台进程

指一个程序控制着标准输入/输出，在程序运行时，shell 被暂时挂起，直到该程序运行结束后，才退回到 shell。在这个过程中，用户不能再执行其它程序

1.6 后台进程

用户不必等待程序运行结束就可以执行其它程序。运行后台进程的方法是在命令行最后加上 “&”

1.7 进程与作用的区别

• 进程：操作系统的概念，由操作系统负责管理

• 作业：

  shell程序的概念，由shell程序负责管理

  • 一个操作系统可以启动多个shell程序，shell本身也是一个进程
  • 一个作业里至少包含一个进程，也可以包含多个进程
  • 作业分前台和后台运行之分

有了上面的知识，我们可以画出这么一张流程图：

二.管理进程常用命令

使用ps命令查看进程状态信息：

• ps -ef
• ps aux

ps命令参数说明：

ps命令输出说明：

还有其他几个常用命令：

• 注销后继续运行进程：nohup 命令 [选项] [参数] [输出文件] &
  • 用过SpringBoot打jar包部署到Linux下的人对上面这个命令一定不会陌生啦~
• 杀死进程：kill -9 pid
• pstree 以树形结构显示左右进程，特别是它能显示进程间的父子关系，-p 同时显示进程号
• free：查看内存使用状况
• top ：查看实时刷新的系统进程信息
• 进程调度的优先权nice命令
• 进程运行后调整优先级：renice命令

作业控制是指控制当前正在运行的进程的行为，也被称为进程控制。

• 暂时停止某个运行程序 使用Ctrl+z
• 列举作业号码和名称：jobs
• 在后台恢复运行：bg [%作业号码]
• 在前台恢复运行：fg [%作业号码]
• 发送信号：kill -[信号] pid

另外关于进程状态的切换如下图：

三.守护进程

始终在后台运行并响应合法请求的程序称为守护（Daemon）进程。守护进程不是由用户启动运行的，也不与终端关联。

• 一个实际运行中的系统一般会有多个守护进程在运行，且各个系统中运行的守护进程都不尽相同
• 除非程序异常中止或者人为终止，否则它们将一直运行下去直至系统关闭
• UNIX/Linux的守护进程在Windows系统中被称作“服务”

3.1 守护进程的分类

系统守护进程：

• 计划性任务 daemon：如 atd、crond
• 系统日志 daemon：如 rsyslogd
• 打印假脱机 daemon：如 cupsd、lpd
• 网络参数设置 daemon：如 network

网络守护进程：

• 各种网络协议侦听 daemon
• 如：sshd、httpd、postfix、vsftpd

网络超级服务器（Supper Server）:

• 如：xinetd 或 inetd

3.2 超级服务器的引入 xinetd

• 对于系统所要提供的每一种网络服务，都必须运行一个监听某个端口连接发生的守护程序，这通常意味着系统资源的浪费。

• 为了避免系统资源浪费引入了“超级服务器”。超级服务器启动后同时监听它所管理的服务的所有端口

• 当有客户提出服务请求时 ：

  • 超级服务器会判断这是对哪一个服务的请求，然后再开启与此服务相应的守护进程
  • 由超级服务器产生的某服务的进程处理客户的请求，当处理结束便终止此服务进程
  • 超级服务器本身继续监听其他服务请求

3.3守护进程的启动方式

• **独立启动 **

  • 独立运行的守护进程由init脚本负责管理，脚本存放在/etc/rc.d/init.d/目录下
  • 所有的系统服务都是独立运行的。如：crond、syslogd等
  • 一些常用的网络守护进程是独立运行的。如：httpd等

• 瞬态启动

  • 由网络超级服务器（xinetd）运行的守护进程，由xinetd管理的守护进程的配置文件存在/etc/xinetd.d/目录下
  • 默认的xinetd的主配置文件是/etc/xinetd.conf
  • 一些不常用的网络守护进程是由xinetd启动的，如：telnet、 tftp等
  • xinetd本身是独立运行的守护进程

3.4 管理守护进程常用命令

chkconfig命令的功能

• 添加指定的新服务
• 清除指定的服务
• 显示由chkconfig管理的服务
• 改变服务的运行级别
• 检查服务的启动状态

chkconfig --list会显示出对应的运行级别

• 0： 关机
• 1： 单用户
• 2： 无网络的多用户
• 3： 命令行模式
• 4： 未用
• 5： GUI（图形桌面 模式）
• 6 ： 重启

用ntsysv管理守护进程

使用service管理守护进程

• service --status-all
• service server-name status
• service server-name start|stop|restart

四.安排自动化任务

调度任务的守护进程

• atd
• crond

安排调度任务的几个命令

• at 安排作业在某一时刻执行一次
• batch 安排作业在系统负载不重时执行一次
• cron 安排周期性运行的作业

4.1 atd守护进程

atd守护进程负责监控一次性任务的执行，atd守护进程的执行参数/etc/sysconfig/atd

控制普通用户的使用

• 若/etc/at.allow存在，仅列在其中的用户允许使用
• 若/etc/at.allow 不存在，检查/etc/at.deny，没有列于其中的所有用户允许使用
• 若两个文件均不存在，仅允许root用户使用
• 空的/etc/at.deny文件，表示允许所有用户使用（默认值）

如何使用

• 安装命令yum install at
• atd的启动service atd start
• atd服务的查看chkconfig --list | grep atd或者ps -aef | grep atd
• at 命令格式及参数 at [-q 队列] [-f 文件名] 时间

4.2 cron

• crond守护进程负责监控周期性任务的执行
• crond守护进程的执行参数配置文件/etc/sysconfig/crond

控制普通用户的使用

• 若/etc/cron.allow存在，仅列在其中的用户允许使用
• 若/etc/cron.allow 不存在，检查/etc/cron.deny，没有列于其中的所有用户允许使用
• 若两个文件均不存在，仅允许root用户使用
• 空的/etc/cron.deny文件，表示允许所有用户使用（默认值）

crond启动以后，每分钟唤醒一次，检测如下文件的变化并将其加载到内存

• /etc/crontab：是crontab格式（man 5 crontab）的文件
• /etc/cron.d/*：是crontab格式（man 5 crontab）的文件
• /var/spool/cron/*：是crontab格式（man 5 crontab）的文件
• /etc/anacrontab：是anacrontab格式（man 5 anacrontab）的文件