linux进程管理

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　Linux是一个多用户多工的操作系统。多用户是指多个用户可以在同一时间使用电脑系统；多工是指Linux可以同时执行多个任务，它可以在还未执行完一个任务时又执行另一项任务。
　　操作系统管理多个用户的请求和多个任务。大多数系统都只有一个CPU和一个主存，但一个系统可能有多个二级存储磁盘和多个输入/输出设备。操作系统管理这些资源并在多个用户间共用资源，当你提出一个请求时，给你造成一种假象，好像系统只被你独自占用。而实际上操作系统监控着一个等待执行的任务队列，这些任务包括用户作业、操作系统任务、邮件和显示作业等。操作系统根据每个任务的优先顺序为每个任务分配合适的时间片段，每个时间片段大约都有零点几秒，虽然看起来很短，但实际上已经足够电脑完成成千上万的命令。每个任务都会被系统运行一段时间，然后挂起，系统转而处理其他任务；过一段时间以后再回来处理这个任务，直到某个任务完成，从任务队列中去除。

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　　Linux系统上所有运行的任务都可以称之为一个进程，每个用户任务、每个系统管理守护进程，也都可以称之为进程。Linux用分时管理方法使所有的任务共同分享系统资源。我们所关心的是如何去控制这些进程，让它们能够很好地为用户服务。
　　进程的一个比较正式的定义是：在自身的虚拟地址空间运行的一个单独的程序。进程与程序是有区别的，进程不是程序，虽然它由程序产生。程序只是一个静态的命令集合，不占系统的运行资源；而进程是一个随时都可能发生变化的、动态的、使用系统运行资源的程序。而且一个程序可以启动多个进程。

　　Linux系统中所有进程都是相互联系的。除了初始化进程外，所有进程都有一个父进程。新进程不是被创建，而是被复制，或者从以前的进程复制而来。 Linux系统中所有的进程都是由一个进程号为1的init进程衍生而来的。而我们在Shell下执行程序启动的进程则是Shell进程的子进程，当然我们启动的进程可以再启动自己的子进程。这样形成了一棵进程树，每个进程都是树中的一个节点，其中树的根是init。

　　进程和作业的概念也有区别。一个正在执行的进程称为一个作业，而作业可以包含一个或多个进程，尤其是当使用了管道和重定向命令的时候。

　　作业控制指的是控制正在运行的进程的行为。比如，用户可以挂起一个进程，等一会儿再继续执行该进程。Shell将记录所有启动的进程情况，在每个进程过程中，用户可以任意地挂起进程或重新启动进程。作业控制是许多Shell（包括bash和tcsh）的一个特性，使用户能在多个独立作业间进行切换。

　　例如，当用户编辑一个文字文件，并需要中止做其他事情时，利用作业控制，用户可以让编辑器暂时挂起，返回Shell提示符开始做其他的事情。其他事情做完以后，用户可以重新启动挂起的编辑器，返回到刚才中止的地方，就像用户从来没有离开编辑器一样。这只是一个例子，作业控制还有许多其他实际的用途。

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　　在Shell环境下键入需要运行的程序或在图形界面下执行一个程序，其实也就是启动了一个进程。在Linux系统中每个进程都具有一个进程号，用于系统识别和调度。启动一个进程有两个主要途径。手工启动和调度启动，后者是事先进行设置，根据用户要求自行启动。

　　手工启动

　　由用户输入命令，直接启动一个进程便是手工启动。但手工启动进程又可以分为前台启动和后台启动。

　　前台启动是手工启动一个进程的最常用的方式。一般用户键入一个命令“ls –l”，这就已经启动了一个进程，而且是一个前台的进程。这时候系统其实已经处于一个多进程状态。或许有些用户会疑惑：我只启动了一个进程而已。但实际上有许多运行在后台的、系统启动时就已经自动启动的进程正在悄悄运行着。还有的用户在键入“ls –l”命令以后赶紧使用“ps –x”查看，却没有看到ls进程，也觉得很奇怪。其实这是因为ls这个进程结束太快，使用ps查看时该进程已经执行结束了。

　　直接从后台手工启动一个进程用得比较少一些，除非是该进程甚为耗时，且用户也不急着需要结果的时候。假设用户要启动一个需要长时间运行的格式化文字文件的进程。为了不使整个Shell在格式化过程中都处于“瘫痪”状态，从后台启动这个进程是明智的选择。

　　调度启动

　　有时候需要对系统进行一些比较费时而且占用资源的维护工作，这些工作适合在深夜进行，这时候用户就可以事先进行调度安排，指定任务运行的时间或者场合，到时候系统会自动完成这些工作。要使用自动启动进程的功能，就需要掌握以下几个启动命令。

　　1．at命令

　　用户使用at命令在指定时刻执行指定的命令序列。也就是说，该命令至少需要指定一个命令、一个执行时间才可以正常运行。at命令可以只指定时间，也可以时间和日期一起指定。需要注意的是，指定时间有个系统判别问题。比如说，用户现在指定了一个执行时间——凌晨3:20，而发出at命令的时间是头天晚上的20:00，那么究竟是在哪一天执行该命令呢？如果用户在3:20以前仍然在工作，那么该命令将在这个时候完成；如果用户3:20以前就退出了工作状态，那么该命令将在第二天凌晨才得到执行。下面是at命令的语法格式：

　　at [-V] [-q 队列] [-f 文件名] [-mldbv] 时间

　　at -c 作业 [作业...]

　　at允许使用一套相当复杂的指定时间的方法，它可以接受在当天的 hh:mm（小时:分钟）式的时间指定。如果该时间已经过去，那么就放在第二天执行。当然也可以使用 midnight（深夜）、noon（中午）、teatime（饮茶时间，一般是下午4点）等比较模糊的词语来指定时间。用户还可以采用12小时计时制，即在时间后面加上AM （上午）或者PM （下午）来说明是上午还是下午。也可以指定命令执行的具体日期，指定格式为month day（月日）、mm/dd/yy（月/日/年）或者 dd.mm.yy（日.月.年）。指定的日期必须跟在指定时间的后面。

　　上面介绍的都是绝对计时法，其实还可以使用相对计时法，这对于安排不久就要执行的命令是很有好处的。指定格式为：now + count time-units ，now就是当前时间，time-units是时间单位，这里可以是minutes（分钟）、hours（小时）、days（天）、weeks（星期）。 count是时间的数量，究竟是几天，还是几小时。

　　还有一种计时方法就是直接使用today（今天）、tomorrow（明天）来指定完成命令的时间。下面通过一些例子来说明具体用法。

　　比如，指定在今天下午 5:30 执行某命令。假设现在时间是2001年2月24日中午12:30，其命令格式如下：

　　at 5:30pm

　　at 17:30

　　at 17:30 today

　　at now + 5 hours

　　at now + 300 minutes

　　at 17:30 24.2.99

　　at 17:30 2/24/99

　　at 17:30 Feb 24

　　以上这些命令表达的意义是完全一样的，所以在安排时间的时候完全可以根据个人喜好和具体情况自由选择。一般采用绝对时间的24小时计时法可以避免由于用户自己的疏忽造成计时错误的情况发生，例如上例可以写成 ∶

　　at 17:30 2/24/99

　　这样非常清楚，而且别人也看得懂。

　　对于at命令来说，需要定时执行的命令是从标准输入或者使用-f选项指定的文件中读取并执行的。如果at命令是从一个使用su命令切换到用户 Shell中执行的，那么当前用户被认为是执行用户，所有的错误和输出结果都会送给这个用户。但是如果有邮件送出的话，收到邮件的将是原来的用户，也就是登录时Shell的所有者。

　　在任何情况下，超级用户都可以使用这个命令。对于其他用户来说，是否可以使用取决于两个文件：/etc/at.allow和/etc/at.deny 。

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　　2．cron命令

　　前面介绍的两条命令都会在一定时间内完成一定任务，但是要注意它们都只能执行一次。也就是说，当指定了运行命令后，系统在指定时间完成任务，一切就结束了。但是在很多时候需要不断重复一些命令，比如某公司每周一自动向员工报告头一周公司的活动情况，这时候就需要使用cron命令来完成任务了。实际上，cron命令是不应该手工启动的。cron命令在系统启动时就由一个Shell脚本自动启动，进入后台（所以不需要使用&符号）。一般的用户没有运行该命令的许可权，虽然超级用户可以人工启动cron，不过还是建议将其放到Shell脚本中由系统自行启动。

　　首先cron命令会搜索/var/spool/cron目录，寻找以/etc/passwd文件中的用户名命名的crontab文件，被找到的这种文件将载入内存。例如一个名为foxy的用户，它所对应的crontab文件就应该是/var/spool/cron/foxy。也就是说，以该用户命名的crontab文件存放在/var/spool/cron目录下面。cron命令还将搜索/etc/crontab文件，这个文件是用不同的格式写成的。cron启动以后，它将首先检查是否有用户设置了crontab文件，如果没有就转入“休眠”状态，释放系统资源。所以该后台进程占用资源极少。它每分钟“醒”过来一次，查看当前是否有需要运行的命令。命令执行结束后，任何输出都将作为邮件发送给crontab的所有者，或者是/etc /crontab文件中MAILTO环境变量中指定的用户。上面简单介绍了一些cron的工作原理，但是cron命令的执行不需要用户干涉；需要用户修改的是crontab中要执行的命令序列，所以下面介绍crontab命令。

　　3．crontab命令

　　crontab命令用于安装、删除或者列出用于驱动cron后台进程的表格。也就是说，用户把需要执行的命令序列放到crontab文件中执行。每个用户都可以有自己的crontab文件。下面就来看看如何创建一个crontab文件。在/var/spool/cron下的crontab文件不可以直接创建或者直接修改。crontab文件是通过crontab命令得到的。现在假设有个用户名为foxy，需要创建自己的一个crontab文件。首先可以使用任何文本编辑器创建一个新文件，然后向其中写入需要运行的命令和要定期执行的时间。然后保存文件退出。假设该文件为/tmp /test.cron。然后就使用crontab命令来安装这个文件，使之成为该用户的crontab文件。

　　crontab test.cron

　　这样一个crontab 文件就创建好了。可以转到/var/spool/cron目录下面查看，发现多了一个foxy文件。这个文件就是所需的crontab文件。

　　在crontab文件中如何输入需要执行的命令和时间呢？该文件中每行都包括6个域，其中前5个域是指定命令被执行的时间，最后一个域是要被执行的命令。每个域之间使用空格或者跳位字符分隔。格式如下：

　　minute hour day-of-month month-of-year day-of-week commands

　　第1项是分钟，第2项是小时，第3项是一个月的第几天，第4项是一年的第几个月，第5项是一周的星期几，第6项是要执行的命令。这些项都不能为空，必须填入。如果用户不需要指定其中的几项，那么可以使用*代替。因为*是万用字符，可以代替任何字符，所以就可以认为是任何时间，也就是该项被忽略了。

　　进程的挂起及恢复

　　作业控制允许将进程挂起并可以在需要时恢复进程的运行，被挂起的作业恢复后将从中止处开始继续运行。只要在键盘上按【Ctrl+Z】，即可挂起当前的前台作业。在键盘上按【Ctrl+Z】后，将挂起当前执行的命令cat。使用jobs命令可以显示 Shell的作业清单，包括具体的作业、作业号以及作业当前所处的状态。恢复进程执行时，有两种选择：用fg命令将挂起的作业放回到前台执行；用bg命令将挂起的作业放到后台执行。灵活使用上述命令，将给自己带来很大的方便。

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　　由于Linux是个多用户系统，有时候也要了解其他用户现在在干什么；同时Linux是一个多进程系统，经常需要对这些进程进行一些调配和管理；而要进行管理，首先就要知道现在的进程情况：究竟有哪些进程？进程情况如何？所以需要查看进程。

　　1．who命令

　　该命令主要用于查看当前线上的用户情况。这个命令非常有用。如果用户想和其他用户创建即时通信，比如使用talk命令，那么首先要确定的就是该用户确实上线，不然talk进程就无法创建起来。又如，系统管理员希望监视每个登录的用户此时此刻的行为，也要使用who命令。who命令应用起来非常简单，可以比较准确地掌握用户的情况，所以使用非常广泛。

　　2．w命令

　　该命令也用于显示登录到系统的用户情况，但是与who不同的是，w命令功能更加强大，它不但可以显示有谁登录到系统，还可以显示出这些用户当前正在进行的工作，并且统计资料相对who命令来说更加详细和科学。可以认为w命令就是who命令的一个增强版。w命令的显示项目按以下顺序排列：当前时间；系统启动到现在的时间；登录用户的数目；系统在最近1秒、5秒和15秒的平均负载。然后是每个用户的各项资料，项目显示顺序如下：登录账号、终端名称、远程主机名、登录时间、空闲时间、JCPU、PCPU、当前正在运行进程的命令行。其中JCPU时间指的是和该终端（tty）连接的所有进程占用的时间。这个时间里并不包括过去的后台作业时间，但却包括当前正在运行的后台作业所占用的时间。而PCPU时间则是指当前进程（即在WHAT项中显示的进程）所占用的时间。

　　3．ps命令

　　ps命令就是最基本的同时也是非常强大的进程查看命令。使用该命令可以确定有哪些进程正在运行以及运行的状态、进程是否结束、进程有没有僵死、哪些进程占用了过多的资源等等。总之大部分信息都可以通过执行该命令得到。

　　ps命令最常用的还是用于监控后台进程的工作情况，因为后台进程是不和屏幕键盘这些标准输入/输出设备进行通信的，所以如果需要检测其情况，便可以使用ps命令了。

　　ps [选项]

　　下面对命令选项进行说明 ∶

　　-e 显示所有进程。

　　-f 全格式。

　　-h 不显示标题。

　　-l 长格式。

　　-w 宽输出。

　　a 显示终端上的所有进程，包括其他用户的进程。

　　r 只显示正在运行的进程。

　　x 显示没有控制终端的进程。

　　O[+|-] k1 [, [+|-] k2 [, …]] 根据SHORT KEYS, k1, k2中快捷键指定的多级排序顺序显示进程列表。对于ps的不同格式都存在着默认的顺序指定。这些默认顺序可以被用户的指定所覆盖。其中 + 字符是可选的，- 字符是倒转指定键的方向。

　　最常用的3个参数是u, a, x。

　　下面是命令

　　 #ps axu

　　的输出格式：

　　USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

　　USER：进程所有者。

　　PID：进程号。

　　%CPU：占用的 CPU 使用率。

　　%MEM：占用的内存使用率。

　　VSZ：占用的虚拟内存大小。

　　RSS：占用的内存大小。

　　TTY：终端的次设备号码。

　　STAT：该进程的状态。

　　D：不可中断的休眠（通常表示该进程正在进行I/O动作）。

　　R：正在执行中。

　　S：休眠状态。

　　T：暂停执行。

　　Z：不存在但暂时无法消除。

　　W：没有足够的内存分页可分配。

　　<：高优先顺序的进程。

　　N：低优先顺序的进程。

　　L：有内存分页分配并锁在内存内（即时系统或定制I/O）。

　　START：进程开始时间。

　　TIME：执行的时间。

　　COMMAND：所执行的命令

　　例：

　　#ps

　　PID TTY TIME CMD

　　2791 ttyp0 00:00:00 tcsh

　　3092 ttyp0 00:00:00 ps

　　#ps -A

　　PID TTY TIME CMD

　　1 ? 00:00:03 init

　　2 ? 00:00:00 kflushd

　　3 ? 00:00:00 kpiod

　　4 ? 00:00:00 kswapd

　　5 ? 00:00:00 mdrecoveryd

　　.......

　　# ps -aux

　　USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

　　root 1 0.0 0.7 1096 472 ? S Sep10 0:03 init [3]

　　root 2 0.0 0.0 0 0 ? SW Sep10 0:00 [kflushd]

　　root 3 0.0 0.0 0 0 ? SW Sep10 0:00 [kpiod]

　　root 4 0.0 0.0 0 0 ? SW Sep10 0:00 [kswapd]