进程管理¶

在本章中，您将学习如何处理进程。

目标：在本章中，未来的 Linux 管理员将学会如何

识别进程的 PID 和 PPID；
查看和搜索进程；
管理进程。

进程, linux

知识：
难度：

阅读时间： 20 分钟

概述¶

操作系统由进程组成。这些进程按特定顺序执行并相互关联。进程分为两类：一类专注于用户环境，另一类专注于硬件环境。

当程序运行时，系统会创建一个进程，将程序数据和代码放入内存，并创建一个运行时堆栈。进程是程序的一个实例，具有相关的处理器环境（指令计数器、寄存器等）和内存环境。

每个进程都有

一个PID：Process IDentifier，一个唯一的进程标识符
一个PPID：Parent Process IDentifier，父进程的唯一标识符

通过连续的派生，init 进程是所有进程的父进程。

父进程总是创建一个进程
父进程可以有多个子进程

进程之间存在父/子关系。子进程是父进程调用fork() 原始函数并复制其代码以创建子进程的结果。子进程的PID 被返回给父进程，以便它可以与其通信。每个子进程都有其父进程的标识符，即PPID。

PID 号表示进程执行时的标识。当进程结束时，该编号可以再次用于另一个进程。多次运行相同的命令每次都会产生不同的PID。

注意

进程与线程不同。每个进程都有自己的内存上下文（资源和地址空间），而同一进程中的线程共享此上下文。

查看进程¶

ps 命令显示正在运行的进程的状态。

ps [-e] [-f] [-u login]

示例

# ps -fu root

选项	描述
`-e`	显示所有进程。
`-f`	显示完整格式列表。
`-u` 登录名	显示用户的进程。

一些附加选项

选项	描述
`-g`	显示组中的进程。
`-t tty`	显示来自终端的进程。
`-p PID`	显示进程信息。
`-H`	以树形结构显示信息。
`-l`	以长格式显示。
`--sort COL`	根据列对结果进行排序。
`--headers`	在每个终端页面上显示标题。
`--format "%a %b %c"`	自定义输出显示格式。

如果不指定选项，ps 命令只显示当前终端运行的进程。

结果显示在以下列中

# ps -ef
UID  PID PPID C STIME  TTY TIME      CMD
root 1   0    0 Jan01  ?   00:00/03  /sbin/init

列	描述
`UID`	所有者用户。
`PID`	进程标识符。
`PPID`	父进程标识符。
`C`	进程的优先级。
`STIME`	执行日期和时间。
`TTY`	执行终端。
`TIME`	处理时长。
`CMD`	执行的命令。

控制行为可以完全自定义

# ps -e --format "%P %p %c %n" --sort ppid --headers
 PPID   PID COMMAND          NI
    0     1 systemd           0
    0     2 kthreadd          0
    1   516 systemd-journal   0
    1   538 systemd-udevd     0
    1   598 lvmetad           0
    1   643 auditd           -4
    1   668 rtkit-daemon      1
    1   670 sssd              0

进程类型¶

用户进程

从与用户关联的终端启动
通过请求或守护进程访问资源

系统进程（守护进程）

由系统启动
不与任何终端关联，由系统用户（通常是root）拥有
在启动时加载，驻留在内存中，等待调用
通常以进程名称后面的字母d来标识

因此，系统进程被称为守护进程（D*isk And Execution MON*itor）。

权限与权利¶

执行命令时，用户的凭据会传递给创建的进程。

默认情况下，进程的实际UID 和 GID（进程的）与执行命令的用户的实际UID 和 GID 相同。

当在命令上设置SUID（和/或SGID）时，实际UID（和/或GID）将变为命令所有者（和/或所有者组）的标识，而不是发出命令的用户或用户组的标识。因此，有效和实际的UID是不同的。

每次访问文件时，系统会根据其有效标识符检查进程的权限。

进程管理¶

进程不能无限期地运行，因为这会损害其他正在运行的进程，并妨碍多任务处理。

因此，总的处理时间被分成小段，每个进程（具有优先级）依次访问处理器。进程在其生命周期中会经历几个状态，包括

就绪：等待进程可用
执行中：正在访问处理器
挂起：等待 I/O（输入/输出）
停止：等待来自另一个进程的信号
僵尸：请求销毁
死亡：父进程终止子进程

进程结束的顺序如下

关闭打开的文件
释放已使用的内存
向父进程和子进程发送信号

当父进程死亡时，它们的子进程被称为孤儿。它们将被 init 进程收养，然后被销毁。

进程的优先级¶

GNU/Linux 属于分时操作系统家族。处理器以分时方式工作，每个进程占用一部分处理器时间。进程按优先级分类

实时进程：优先级为0-99 的进程由实时调度算法调度。
普通进程：优先级动态为100-139 的进程使用完全公平调度算法进行调度。
Nice 值：用于调整普通进程优先级的参数。范围为-20-19。

进程的默认优先级为0。

运行模式¶

进程可以有两种运行方式

同步：用户在命令执行期间无法访问 shell。命令执行完毕后，命令提示符会再次出现。
异步：进程在后台处理。命令提示符会立即再次显示。

异步模式的限制

命令或脚本不得等待键盘输入
命令或脚本不得在屏幕上返回任何结果
退出 shell 会结束进程

进程管理控制¶

`kill` 命令¶

kill 命令向进程发送停止信号。

kill [-signal] PID

示例

kill -9 1664

代码	信号	描述
`2`	SIGINT	立即终止进程
`9`	SIGKILL	中断进程（`Ctrl`+`d`）
`15`	SIGTERM	干净地终止进程
`18`	SIGCONT	恢复进程。使用 SIGSTOP 信号的进程可以使用它继续运行
`19`	SIGSTOP	挂起进程（停止进程）。此信号的效果等同于`Ctrl`+`z`

信号是进程之间通信的手段。kill 命令向进程发送信号。

技巧

可以通过键入命令来获取 kill 命令考虑的完整信号列表

$ man 7 signal

`nohup` 命令¶

nohup 允许进程独立于连接启动。

nohup command

示例

nohup myprogram.sh 0</dev/null &

nohup 忽略用户注销时发送的 SIGHUP 信号。

注意

nohup 处理标准输出和错误，但不处理标准输入，因此将其输入重定向到/dev/null。

[Ctrl] + [z]¶

按下 Ctrl+z 键可暂时挂起同步进程。显示刚被挂起的进程编号后，将恢复提示符。

`&` 指令¶

& 语句异步执行命令（该命令称为作业），并显示作业编号。然后返回提示符。

示例

$ time ls -lR / > list.ls 2> /dev/null &
[1] 15430
$

作业编号在后台处理时获得，并以方括号显示，后跟 PID 编号。

`fg` 和 `bg` 命令¶

fg 命令将进程置于前台

$ time ls -lR / > list.ls 2>/dev/null &
$ fg 1
time ls -lR / > list.ls 2/dev/null

而 bg 命令将其置于后台

[CTRL]+[Z]
^Z
[1]+ Stopped
$ bg 1
[1] 15430
$

无论该进程是创建时使用 & 参数放到后台，还是之后使用 Ctrl+z 键放到后台，都可以使用 fg 命令及其作业编号将其带回前台。

`jobs` 命令¶

jobs 命令显示后台运行的进程列表并指定它们的作业编号。

示例

$ jobs
[1]- Running    sleep 1000
[2]+ Running    find / > arbo.txt

列代表

作业编号
进程运行的顺序
+：当未指定作业编号时，fg 和 bg 命令默认选择的进程
-：此进程是下一个获得 + 的进程
Running（正在运行的进程）或 Stopped（挂起的进程）
命令

`nice` 和 `renice` 命令¶

nice 命令允许通过指定优先级来执行命令。

nice priority command

使用示例

nice --adjustment=-5 find / -name "file"

nice -n -5 find / -name "file"

nice --5 find / -name "file"

nice -n 5 find / -name "file"

nice find / -name "file"

与 root 不同，普通用户只能降低进程的优先级，并且只接受 0 到 19 之间的值。

如上例所示，前三个命令表示将 Nice 值设置为“-5”，而第二个命令是我们的推荐用法。第四个命令表示将 Nice 值设置为“5”。对于第五个命令，不输入任何选项意味着 Nice 值设置为“10”。

技巧

"Nice" 是 "niceness" 的缩写。

直接键入 nice 命令将返回当前 shell 的 Nice 值。

可以通过修改 /etc/security/limits.conf 文件来解除每个用户或组的 Nice 值限制。

renice 命令允许您更改正在运行的进程的优先级。

renice priority [-g GID] [-p PID] [-u UID]

示例

renice -n 15 -p 1664

选项	描述
`-g`	`GID` 进程所有者组。
`-p`	`PID` 进程的。
`-u`	`UID` 进程所有者。

renice 命令作用于现有进程。因此，可以更改特定进程和属于某个用户或组的多个进程的优先级。

技巧

pidof 命令与 xargs 命令（请参阅高级命令课程）结合使用，允许在一个命令中应用新的优先级

$ pidof sleep | xargs renice -n 20

为了适应不同的发行版，您应该尽可能使用类似 nice -n 5 或 renice -n 6 的命令形式。

`top` 命令¶

top 命令显示进程及其资源消耗。

$ top
PID  USER PR NI ... %CPU %MEM  TIME+    COMMAND
2514 root 20 0       15    5.5 0:01.14   top

列	描述
`PID`	进程标识符。
`USER`	所有者用户。
`PR`	进程优先级。
`NI`	Nice 值。
`%CPU`	处理器负载。
`%MEM`	内存负载。
`TIME+`	处理器使用时间。
`COMMAND`	执行的命令。

top 命令允许实时交互式地控制进程。

`pgrep` 和 `pkill` 命令¶

pgrep 命令搜索正在运行的进程的进程名称，并在标准输出上显示匹配所选标准的PID。

pkill 命令将指定的信号（默认为SIGTERM）发送给每个进程。

pgrep process
pkill [option] [-signal] process

示例

获取 sshd 的进程号

pgrep -u root sshd

杀死所有 tomcat 进程

pkill tomcat

注意

在杀死进程之前，最好确切了解它的作用；否则，可能导致系统崩溃或其他不可预测的问题。

除了向相关进程发送信号外，pkill 命令还可以根据终端号结束用户的连接会话，例如

pkill -t pts/1

`killall` 命令¶

此命令的功能与 pkill 命令大致相同。用法是 —killall [option] [ -s SIGNAL | -SIGNAL ] NAME。默认信号是SIGTERM。

选项	描述
`-l`	列出所有已知的信号名称
`-i`	在杀死之前询问确认
`-I`	不区分大小写地匹配进程名称

示例

killall tomcat

`pstree` 命令¶

此命令以树状结构显示进度，其用法为 - pstree [option]。

选项	描述
`-p`	显示进程的 PID
`-n`	按 PID 对输出进行排序
`-h`	突出显示当前进程及其祖先
`-u`	显示 uid 转换

$ pstree -pnhu
systemd(1)─┬─systemd-journal(595)
           ├─systemd-udevd(625)
           ├─auditd(671)───{auditd}(672)
           ├─dbus-daemon(714,dbus)
           ├─NetworkManager(715)─┬─{NetworkManager}(756)
           │                     └─{NetworkManager}(757)
           ├─systemd-logind(721)
           ├─chronyd(737,chrony)
           ├─sshd(758)───sshd(1398)───sshd(1410)───bash(1411)───pstree(1500)
           ├─tuned(759)─┬─{tuned}(1376)
           │            ├─{tuned}(1381)
           │            ├─{tuned}(1382)
           │            └─{tuned}(1384)
           ├─agetty(763)
           ├─crond(768)
           ├─polkitd(1375,polkitd)─┬─{polkitd}(1387)
           │                       ├─{polkitd}(1388)
           │                       ├─{polkitd}(1389)
           │                       ├─{polkitd}(1390)
           │                       └─{polkitd}(1392)
           └─systemd(1401)───(sd-pam)(1404)

孤儿进程和僵尸进程¶

孤儿进程：当父进程死亡时，它们的子进程被称为孤儿。init 进程会收养这些特殊状态的进程，并收集状态直到它们被销毁。概念上讲，孤儿进程不会造成任何危害。

僵尸进程：子进程完成工作并终止后，其父进程需要调用信号处理函数 wait() 或 waitpid() 来获取子进程的终止状态。如果父进程不这样做，尽管子进程已经退出，它仍然在系统进程表中保留一些退出状态信息。由于父进程无法获取子进程的状态信息，这些进程将继续占用进程表中的资源。我们将处于此状态的进程称为僵尸。

危害

它们占用系统资源，导致机器性能下降。
无法生成新的子进程。

如何检查当前系统中是否存在任何僵尸进程？

ps -lef | awk '{print $2}' | grep Z

这些字符可能出现在此列中

D - 不可中断的睡眠（通常是 IO）
I - 空闲内核线程
R - 正在运行或可运行（在运行队列中）
S - 可中断的睡眠（等待某个事件完成）
T - 被作业控制信号停止
t - 在调试期间被调试器停止
W - 分页（自 2.6.xx 内核起无效）
X - 已终止（不应出现）
Z - 僵尸（"zombie"）进程，已终止但未被其父进程回收

进程管理¶

概述¶

查看进程¶

进程类型¶

权限与权利¶

进程管理¶

进程的优先级¶

运行模式¶

进程管理控制¶

kill 命令¶

nohup 命令¶

[Ctrl] + [z]¶

& 指令¶

fg 和 bg 命令¶

jobs 命令¶

nice 和 renice 命令¶

top 命令¶

pgrep 和 pkill 命令¶

killall 命令¶

pstree 命令¶

孤儿进程和僵尸进程¶

`kill` 命令¶

`nohup` 命令¶

`&` 指令¶

`fg` 和 `bg` 命令¶

`jobs` 命令¶

`nice` 和 `renice` 命令¶

`top` 命令¶

`pgrep` 和 `pkill` 命令¶

`killall` 命令¶

`pstree` 命令¶