Linux基础知识_09 -- 进程管理

进程管理
1、操作系统基础
 　　调用：kernel通过给应用程序提供system call方式来提供硬件资源；
  　　　　【注意：这个应用程序也包括库文件；】
  　　　　库文件是运行在ring 0上的一段程序代码，不对客户直接提供应用；
 　　中断、保护现场

2、进程运行原理（一个进程与多个进程）
 　　一个进程：首先我们需要把硬盘中的程序代码加载到内存（复制），再将这段程序放到CPU上运算，此时，这段程序就会去调用（也会自动生成）很多的进程；由这些进  程来完成程序所指定的任务；
 　　在这个过程当中：我们就需要解决数据输入与输出，还有存储的问题
  
 　　（不讨论多核、CPU多线程的情况）
 　　多个进程：在电脑中一般都是存在多个进程的，而CPU却只有一个，我们就使用time space的方式来给进程分配固定的时间来运行；

　　某个进程只能在轮到自己运行的时候  才会被放到CPU上执行，时间一到就会自动被踢下来，CPU则会　　执行下一个进程；
 　　问题：
 　　1、进程谁先谁后的问题？
  　　　　进程优先级 
 　　2、如果进程没有运行完就被踢下来了怎么办？--解决数据存储的问题
 　　3、如果进程造反了怎么办？

3、进程优先级
 　　0-139
  　　　　0-99  实时进程   越大越优先
  　　　　100-139  非实时进程  越小越优先
  　　　　【特性：普通用户可以转让自己的优先级】
       　　　　　　nice值：定义普通进程的优先级，-20 - 19
 　　轮了一圈以后怎么办？
  　　　　在我们内存上，会提供一个空间；这个空间会专门用来存放运行过后的进程；
  　　　　当所有的进程运行完成一遍有，这个空间，就会和原有空间对调；再提供给CPU读取；
  　　　　一直轮换，知道进程运行完成；

4、进程数据怎么办？
 　　1、程序数据
 　　2、输入数据输出数据（运行到一半留下的数据）
 　　3、进程元数据
 　　task struct 数据结构体：它定义了进程数据的存储格式；我们将进程数据，以及进程元数据存储tast struct中；这种结构下，方便CPU快速存储于读取；

 　　物理地址空间--线性地址空间
 　　进程在运行后的一些数据，通过线性地址对应的物理地址，存储到内存（页框page）；MMU（内存管理单元）就是用来将不连续的物理地址转换为连续的线性地址；
  　　　　这些分开的页框的数据又两种组织形式：1、链表型数据  2、双向链表

5、如果进程造反了怎么办？
　　 linux结构下进程也是树形结构 -- pstree
 　　内核管理不会去直接管理；一般所有的进程都由上一级进程来管理--父子进程概念；
 　　最大的进程--init，有权限去管理所有的进程；
 
 　　正常情况：
 　　1、如何生成子进程
  　　　　写实复制：
  　　　　父进程在需要完成一项工作的时候自己无法完成，则需要生成对应的子进程来完成这项工作，并且把自己的内存空间中的数据复制一份交给子进程，用来存储子进程所运行数据；--这个过程我们就叫做写实复制；
 　　2、子进程完成任务以后，如果关闭
  　　　　子进程任务完成，功成身退，交出所有的占用资源；再由父进程关闭子进程，这个周期就结束了；

6、进程间的通讯原理
 　　1、主机内进程通讯 
  　　　　single 信号通讯
  　　　　共享内存
  　　　　管道形式
 　　2、主机间的进程通讯
  　　　　streams -- rpc
  　　　　socket

7、进程类型
 　　守护进程 -- 维护系统的正常运行
 　　普通进程 -- 提供应用

 　　另外一种分类方式：根据占用资源的不同
 　　占用CPU多进程  --  后台运行进程
 　　占用内存多的进程  --  前台要显示进程

8、进程的状态
 　　进程和程序比较起来，进程是有生命周期的，他会死去；
 　　1、running 运行
 　　2、sleeping状态
 　　3、stop 停止状态
 　　4、zombie 僵死状态
 　　5、中断状态
 
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回顾：
 　　进程管理：
  　　　　调用
  　　　　内核空间 用户空间
 　　1个进程运行：
 　　多进程再单核单线程cpu上运行的情况：
 　　　　 cpu资源
  　　　　1、谁先谁后？
 　　　　 2、数据存储的问题？
  　　　　　　 task struct
   　　　　　　page -- 页框是一个虚拟概念，页框之间并不知道对方的存在，只知道自己独占内存空间
  　　　　3、进程暴走了
   　　　　　　父子进程的概念
   　　　　　　写实复制
  　　　　4、进程的分类、进程的通讯、进程状态

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进程管理的命令
 　　pstree
  　　　　通过树形结构显示进程关系
  　　　　yum install psmisc -y
 　　*ps
  　　　　查看进程状态--当前运行状态；（这一刻）
  　　　　PID  进程ID
  　　　　TTY 启动该进程的终端是谁  pts
  　　　　TIME 进程累计再CPU上运行的时长
  　　　　CMD 启动该进程进程命令程序
  
 　　 ps的常用组合：
  　　ps -aux
   　　　　USER 进程所属用户
   　　　　PID
   　　　　%CPU 
   　　　　%MEM
   　　　　VSZ virtual memory size 虚拟内存大小；进程自己再内存中真是占用的线性地址空间大小
   　　　　RSS 常驻内空间（不可以进行内存交换 -- swap）
   　　　　TTY
   　　　　STAT 进程状态
    　　　　　　R running
    　　　　　　S sleeping
    　　　　　　T stoped
    　　　　　　Z zombie
    　　　　附加状态
    　　　　　　s 代表是lead进程--bash
    　　　　　　+ 前端进程
    　　　　　　< 高优先级进程
    　　　　　　N 低优先级进程
    　　　　　　D 表示不可中断
    　　　　　　W 没有足够的内存可以分配
    　　　　　　l 表示多线程进程；多线程 -- 把一个进程拆分为多个线程来完成，这样提高进程运行速度
   　　　　START 进程启动时间
   　　　　TIME
   　　　　COMMAND
  　　ps -ef
   　　　　PPID  父进程号
   　　　　C       进程运行再那个CPU上
  　　ps -ejH 
   　　　　以树形结构显示进程
  　　ps -eo
   　　　　自定义参数格式
   　　　　ps -eo uid,pid,comm 
  　　ps -U
   　　　　查看指定用户所运行的进程
   　　ps -U root

 top
  　　与ps相反，top实时状态，会动态刷新
  　　k  --> 关闭进程  输入PID即可；
 　　 h  --> 帮助页面
  
  　　调整top排序：
   　　　　M   根据内存大小进行排序
   　　　　P    根据CPU利用率来进行排序
   　　　　T    根据使用CPU累计时长来进行排序
   　　　　N    根据PID来进行排序
  
  　　可以详细显示最上面的命令
    　　　　1 2 3
 htop
  　　top的高级版本，默认yum源中是没有的，需要去下载并编译安装使用 
 vmstat
  　　查看虚拟机内存的相关信息
  　　 　　进程信息
   　　　　内存信息
   　　　　交换内存信息
   　　　　system系统IO相关信息 -- in cs
   　　　　cpu信息
  　　-s   //以统计的形式来显示相关信息
 pmap
  　　报告内存的映射信息
  　　pmag pid
  　　映射内存空间中的物理地址信息和CPU所能识别的线性地址信息；
 pidof
  　　通过进程ID（UID）来查看进程号（PID）
  　　pidof bash
 　　dstat
  　　默认没有为我们安装上 yum install dstat
  　　动态的显示各种信息，可以自己定义
  　　建议：去man dstat
 kill
  　　管理进程
  　　通过kill对进行发送响应的操作信号
   　　　　1信号  HUP  --  让进程重读配置文件，不重启进程
   　　　　2信号  INT  -- 中断进程
   　　　　9信号  KILL  -- 强制关闭进程，不去保存进程数据
   　　　　15信号  TERM -- 优雅关闭
  　　kill -l  //查看系统支持所有信号
  　　kill -9 pid
 pgrep
  　　进程过滤，也可以做进程查找--类似于pidof
 pkill
  　　直接去关闭进程--可以按照UID（名字）来关闭进程
 jobs
  　　作业： -- 进程
  　　前台作业：占用了当前的shell界面
  　　后台作业：在后台自动运行的进程
  
   　　　　ctrl + z

   　　　　fg -- 切回到后台进程 ： jobs -l  + -- 默认切回来的指定进程；
   　　　　COM & //脚本运行的时候
   　　　　bg -- 将前端送到后台

  　　vim a.txt
  　　.swp