一、进程

1、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taskstruct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()

2、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)

3、系统管理工具

进程的分类：

CPU-Bound：CPU密集型，非交互

IO-Bound：IO密集型，交互

Linux系统状态的查看及管理工具：pstree,ps, pidof, pgrep, top, htop, glance, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg,fg, nohup

pstree命令：

pstree - displaya tree of processes 树状结构显示进程

ps: process state

ps - report asnapshot of the current processes 显示当前进程的快照

Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/PID目录下的各文件中

二、系统管理工具

1、查看进程ps

1）选项类型

适用ps来查看进程信息

ps [OPTION]...

ps支持三种选项：

UNIX选项 如-A -e （短格式）

BSD选项 如a

GNU选项 如--help （长格式）

2）BSD选项

默认显示当前终端中的进程

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（守护进程）

u 选项 显示进程所有者的信息

f 选项 显示进程的父进程 （以tree的方式显示）

k|--sort 属性 对属性排序（默认以PID排序）

o 属性… 选项显示定制的信息

pid、comm（命令）、%cpu、%mem（内存）、state、tty、euser、ruser

euser|user：命令生效者

ruser：命令发起者

常用组合aux：

VSZ:虚拟内存集（承诺分配）  RSS：常驻内存（实际分配）  START：开启时间   TIME：所有时间片运行的总和时间

STAT：进程状态

R：running 正在运行

S：interruptable sleeping 可中断睡眠态

D：uninterruptable sleeping 不可中断睡眠态

T：stopped 停止

Z：zombie 僵尸态

+：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

3）UNIX选项

常用组合：-ef

-e: 显示所有进程

-f: 显示完整格式程序信息

（PPID父进程）

常用组合：-eFH

-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（靠缩进方式显示子进程）

ps -C 脚本名 查看脚本信息（但是脚本一定要写#!/bin/bash）

4）优先级：

查看优先级：

ps axo pid,comm,ni

ni: nice值（nice越大，优先级越低）

pri: priority 优先级 （pri越大，优先级越高）

psr: processor CPU编号

rtprio: 实时优先级

示例：

ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio

进程优先级的调整：

静态优先级：100-139

进程默认启动时的nice值为0，系统优先级为120

只有根用户才能降低nice值（提高优先性）

nice命令：指定优先级

nice [OPTION][COMMAND [ARG]...]

-n的n可以省略，因此可以写成nice -10 ping，也是意味着指定优先级为10，并不是负10。如果想指定负10，就应该写成nice --10 ping。

renice命令：调整优先级

renice [-n] priority pid...

如图，正常nice优先级是-20—+19，如果非要指定-30，会自动给你修改成-20。

5）搜索进程

最灵活：ps 选项 | 其它命令

psaux |grep ping 可以查到ping命令的属性

更专业：pgrep，按预定义的模式

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，支持正则

-P pid: 显示指定进程的子进程

按确切的程序名称查询进程编号：/sbin/pidof

pidof bash 查看所有bash进程的编号

2、uptime

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。值越大，系统压力越大）

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

3、任务管理器top

top命令经常用来监控linux的系统状况，比如cpu、内存的使用，是动态变化的。

top有许多内置命令：

排序：

P：以占据的CPU百分比,%CPU（默认）

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   显示/隐藏第一行信息

tasks及cpu信息：t命令   切换不同显示方式

cpu分别显示：1 (数字)  两个cpu分开显示

memory信息：m命令  切换不同显示方式

退出命令：q

修改刷新时间间隔：s

终止指定进程：k 输入进程编号

保存文件：W

Cpu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

也可以在输入命令top进入的时候指定选项：

-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：基于EPEL源，是top的增强版

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

4、内存工具

1）vmstat命令

显示虚拟内存信息

vmstat [options][delay [count]]

vmstat 2 5 每2秒刷新一次，刷5次结束

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

2）iostat

统计CPU和设备IO信息

示例：iostat 1 10  每一秒刷新一次，刷新10次后退出

3）pmap命令

进程对应的内存映射,可以监控内存泄露

pmap [options] pid [...]

-x: 显示详细格式的信息

示例：pmap 1

另外一种实现：

cat/proc/PID/maps 但是这个文件没有直接使用pmap直观

5、系统监控工具

1）glances

glances命令：EPEL源 （需要先安装glances包）

glances[-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]

内建命令：

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

2）dstat

dstat命令：系统资源统计,代替vmstat,iostat（需要先安装dstat包）

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

6、进程管理工具

1）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（显示每个信号的详细作用）

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

（还有一个特殊的信号 -0，将进行错误检查，检查某个进程是否正常工作）

指定信号的方法：

(1) 信号的数字标识：1, 2, 9 （一般都用这种方法）

(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 （-n -s都一样，其实加与不加都可以）

按名称：killall [-SIGNAL]  comm…  对所有comm命令进行操作

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

pkill -9 -U wang杀死wang发起的所有进程

-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

7、作业管理

1）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将前程序台放到后台（休眠）

(2) 尚未启动的作业：COMMAND &

查看当前终端所有作业编号：jobs

作业控制：

fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后台作业调回前台

bg [[%]JOB_NUM]：将后台休眠的进程变成后台运行（killall -18也可以）

killall -19 将后台运行的进程变成后台休眠

kill [%JOB_NUM]： 终止指定的作业

注：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，可以用一下两种方法：

nohup COMMAND&>/dev/null &

screen;COMMAND （先screen进入一个会话，然后执行命令即可，关闭之后如果想再查看，使用screen -r恢复会话）

2）并行运行

同时运行多个进程，提高效率

方法1 编写脚本运行

vi all.sh

f1.sh&

f2.sh&

f3.sh&

方法2

(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)

方法3

{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }

灵活运用{}可以进行多组并行：

{ ping -c 3 127.1; ping 127.2; }& {ping -c 3 127.3; ping 127.4; }&

12一组，34一组，同时进行，就是先1,3交替执行3次，然后2,4交替一直执行。

8、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 在指定时间只做一次

batch：系统自行选择空闲时间去执行此处指定的任务

周期性运行某任务

cron 周期性执行

1）at任务

包：at，需要先安装才能使用

然后查看服务是否处于启动状态，

Centos7中使用systemctl status atd.service

Centos6中使用service atd status查看服务状态，如果没启用，使用service atd start启用

at命令：at[option] TIME 

交互式命令，Ctrl+d退出

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:定义什么时候进行 at 这项任务的时间

HH:MM[YYYY-mm-dd]

noon正午, midnight午夜, teatime（4pm）下午茶 tomorrow明天

now+#{minutes,hours,days,OR weeks} 从现在开始往后多长时间

at时间格式

HH:MM 02:00

在今日的 HH:MM 进行，若该时刻已过，则明天此时执行任务

HH:MM YYYY-MM-DD02:00 2016-09-20

规定在某年某月的某一天的特殊时刻进行该项任务

HH:MM[am|pm][Month] [Date]

04pm March 17

17:20 tomorrow

HH:MM[am|pm] + number [minutes|hours|days|weeks]

在某个时间点再加几个时间后才进行该项任务

now + 5 minutes

02pm + 3 days

执行方式：

1）交互式

2）输入重定向  cat at.txt |at 15:00

3）at -f 文件  at -f at.txt 15:00

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

2）cron

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

确保crond守护处于运行状态：

CentOS 7:

systemctl status crond

CentOS 6:

service crond status

计划周期性执行的任务提交给crond，到指定时间会自动运行

系统cron任务：系统维护作业

/etc/crontab文件只有root可以修改

普通用户cron任务：

crontab命令

日志：/var/log/cron

系统cron任务:/etc/crontab

注释行以 # 开头

详情参见 man 5 crontab

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（每隔多长时间）

时间格式：

@reboot = Run once after reboot. 下次重启自动执行

@yearly = 0 0 1 1 *  每年

@annually = 0 0 1 1 * 每年

@monthly = 0 0 1 * * 每月

@weekly = 0 0 * * 0 每周

@daily = 0 0 * * * 每天

@hourly = 0 * * * * 每小时

示例：每3小时echo和wall命令

0 */3 * * * centos /bin/echo “howdy”;/usr/bin/wall “welcome to Magedu!”

系统的计划任务:

/etc/crontab

/etc/cron.d/  配置文件

/etc/cron.hourly/脚本

/etc/cron.daily/脚本

/etc/cron.weekly/脚本

/etc/cron.monthly/脚本

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

普通用户cron：

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}

思考：

(1) 如何在秒级别运行任务？

* * * * * for min in 0 1 2; do echo "hi"; sleep 20; done 休息20秒，再执行下面的内容

(2) 如何实现每7分钟运行一次任务?  sleep 420

sleep命令：

sleep NUMBER[SUFFIX]...

SUFFIX:

s: 秒, 默认

m: 分

h: 小时

d: 天

usleep，以微微秒为单位。usleep 1000000 表示1秒