抓住那个进程，它要跑路

一.基本概念

1.程序与进程

1）程序

数据+指令的集合，静态过程，可长期存储于系统；

通常以文件的形式存储在磁盘上。

2）进程

程序运行过程，动态过程，随程序killed而消失，不会长存于系统中。

原来原来，静态与动态：大概就是平静的湖面，与台风天的湖面（桦加沙的威力......）

3）如何理解？

同一个菜谱（程序）可以被多个厨师（进程）同时使用来做出多份菜。

一个程序可以对应多个进程（例如，同时打开多个浏览器窗口）；

进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位；

进程之间通常是相互隔离的，一个进程的崩溃通常不会直接影响其他进程（独立的地址空间）。

2.进程与线程

1）进程

拥有独立的内存空间，资源分配基本单位。

2）线程

线程是进程的执行单位，一个进程可以包含一个或多个线程。

每个线程有自己的栈、程序计数器和寄存器状态。

3）如何理解？

如果把进程比作一个工厂，那么线程就是工厂里的工人。工人们共享工厂的资源，但每个工人有自己的工作台（栈）和当前正在做的具体任务（程序计数器）。

进程是资源分配的单位，线程是CPU调度的单位。

进程有独立的地址空间，线程共享所属进程的地址空间。

线程比进程更轻量，创建和切换更快，通信更方便，但也更易受线程彼此影响（需要同步机制）。

3.并发与并行

1）并发

一段时间多个任务都处于“执行”状态（可能交替执行），任务的分解、组合和调度，逻辑上的同时发生。

2）并行

同一时刻有多个任务执行，多个计算资源（如多核CPU、多台机器）来加速计算，物理上的同时发生。

3）如何理解？

并行是并发的一种实现方式。

并发：单核靠切换。

并行：多核真干活。

4.进程运行状态

运行态：进程正在执行CPU指令

运行---->阻塞：进程IO操作，需等待而无法运行

阻塞态：进程由于等待某个事件的发生而无法继续执行。

阻塞---->就绪：进程等待已完成，无法立即运行

就绪---->运行：运行时间片已用完，CPU从就绪队列选择合适进程分配

就绪态：进程已准备好运行，获得除CPU之外的必要资源。

运行---->就绪：

1）进程占用CPU时间过长；

2）高优先级进程抢占资源，低优先级先转就绪态（呜呜呜呜......又搞霸凌）

如何理解？

运行态：火箭发射；阻塞态：天时地利人和；就绪态：已做最后检查等待点火指令。

（觉得抽象的话自己再查查,个人观点，仅供参考）

5.僵尸进程与孤儿进程

当父进程接受到任务时会通过fork派生子进程来处理，子进程继承父进程属性。

ppid:父进程 pid:子进程

1）僵尸进程

子进程执行 exit() 结束。

内核保留其进程控制块（PCB），记录退出状态等信息。

父进程未调用 wait() 或 waitpid() 来读取子进程退出状态。

2）孤儿进程

父进程在子进程仍在运行时提前退出。

子进程的父进程 PID 被设置为 1（即 init 或 systemd）。

init 进程会定期调用 wait() 回收这些“养子”进程。

3）区别

二.进程运行状态监控

1.静态监控

1.1ps-aux

下面对每列进行说明：

其中：TTY中？代表内核程序；COMMAND中有[]代表内核态进程，无[]代表用户态进程

1.2STAT

就是上图中的stat

附加字符：

总结：

R = 正在跑或准备跑

S = 睡觉中（可被叫醒）

D = 深度睡眠（叫不醒，等 I/O）

T = 被暂停

Z = 僵尸（等父进程收尸）

s/l/+/< = 附加（会话领导/多线程/前台/高优先级）

2.动态监控

2.1top

-d:刷新时间

-p:指定pid

-u:指定用户

2.2字段含义

第一行：系统运行时间和负载；

第二行：任务（进程）统计；

第三行：CPU 使用情况（按时间平均）；

硬中断与软中断

1）硬中断（hi）：由硬件设备主动发起(如键盘，网卡)，与当前 CPU 执行的指令无关（异步）

2）软中断（si）:由软件指令主动触发，由当前执行的程序显式调用（同步）

nice值（ni）

-20 到 +19含义：最高优先级到最低优先级。

nice 值越高，获得的 CPU 时间越少；nice 值越低，获得的 CPU 时间越多。

注意：上图中

PR（优先级）：显示nice值，-20映射到0，+19映射到39

NI（Nice值）：显示nice值，默认是0

第四、五行：内存使用情况（单位通常为 KiB）

total：物理内存总量。

free：完全未被使用的内存。

used：已被使用的内存（包括应用程序和内核使用）。

buff/cache：用于缓冲区和缓存的内存，可被回收。

avail Mem：估算的可用于启动新应用程序的内存。

Swap 行：交换分区（虚拟内存）的使用情况。

计算公式：

存在误差是正常的，只是估算

total=used+free+buffer+cache

used=total-free-buffers-cache

free=total-used-buffer-cache

avail=free+(buffer+cache可释放的空间)

3.管理进程状态

3.1进程信号

三种常用：

1)SIGHUP:常用来加载配置文件；

9)SIGKILL:强制杀死进程

11)SIGSEGV:终止进程，默认信号

3.2关闭进程

1）kill -15:终止

2）kill -9:用于-15无效，强制

3）pkill + 进程服务名称

4.后台进程

不占用终端，运行时不阻塞用户继续输入其他命令，通常没有控制终端（TTY）。

常用于执行系统服务、守护任务、定时作业或其他不需要用户界面支持的操作。

4.1如何启动？

在命令末尾加 &

4.2如何查看后台任务？

使用 jobs 命令（仅查看当前 shell 的后台任务）

5.系统平均负载

5.1如何理解？

平均负载 = 可运行状态（R） + 不可中断状态（D） 的平均进程数。---->R和D上面有提到

5.2三个数值

[root@node ~]# uptime

18:46:49 up 2:11, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.04

这里的load average：代表1分钟，5分钟，15分钟平均负载

5.3如何判断负载是否合理？

假设系统有N 个 CPU 核心：

Load ≈ N：系统满载，资源刚好用完。

Load < N：系统较空闲。

Load > N：有进程在排队等待资源，系统过载。

注意：Load 长期超过 CPU 核数的 70% 就应警惕。

5.4平均负载 ≠ CPU 使用率

I/O 密集型任务会导致负载升高，但 CPU 使用率可能很低。

平均负载高有可能是CPU密集型进程导致。