Linux进程管理

目录

一、进程和内存管理

1、进程基本概念

1.1、进程ID（PID）：

1.2、线程（Thread）：

1.3、进程使用内存的问题

1.4、进程状态：

1.5、进程间通讯（IPC）

1.6、进程优先级

二、进程相关命令

2.1、ps

2.2 prtstat

 2.3、top

 2.4、pgrep

2.5、pidof

2.6、 pstree

2.7、lsof

2.8、vmstat

2.9、free

2.10、iostat

2.11、uptime

三、进程管理

3.1、手动启动进程

 3.2、进程前台，后台及并行执行命令

3.3、结束进程

3.3.1、kill

3.3.2、killall

四、计划任务

4.1、at一次性定时计划任务

4.2 crontab

---

一、进程和内存管理

进程是操作系统资源管理的基本单位，每个进程都有自己的内存空间、打开的文件、程序计数器和其他执行所需的资源。

1、进程基本概念

1.1、进程ID（PID）：

• 每个进程都有唯一的标识符，用于区分不同的进程，进程之间是相互独立的。
• 每个进程都有独立的内存与资源，创建和切换进程的资源消耗较大。
• 每个进程都有一个父进程（PPID），它是创建该进程的进程。

1.2、线程（Thread）：

• 线程是进程内的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程，
• 同一个进程中的所有线程共享该进程的内存和资源。
• 线程的创建和切换的资源消耗较小。
• 多线程可以并发执行。

1.3、进程使用内存的问题

• 内存泄漏：进程在使用堆内存（通过malloc或new分配的内存）时未能正确释放内存，可能会导致内存泄漏，消耗系统内存。
• 栈溢出：每个进程都有一个栈区域，用来存储函数调用的返回地址、局部变量和参数。当递归调用过深，或分配过大的局部变量时，就会发生栈溢出。
• OOM Killer：当系统没有足够的物理内存，Linux内核会尝试杀掉某些进程来释放内存，通常是杀掉占用内存最多的进程。

1.4、进程状态：

操作系统会根据进程的执行情况对进程进行状态管理，进程的状态会随着系统调度、进程等待资源、执行等因素而不断变化。进程的状态可分为以下几种基本类型：

• 就绪态：所有应用程序初始状态是就绪态，等待调度。
• 运行态：进程被调度并分配CPU资源后，开始执行程序指令，这时进程处于运行态。
• 阻塞态：进程正在等待用户输入、磁盘读写操作或等待其他资源时，会进入阻塞态，等待以上操作完成，才能重新变成就绪态，等待执行。
• 终止态：进程完成任务，退出程序，操作系统回收资源后进入终止态。

进程更多状态：

• R：正在运行（Running）
• S：睡眠（Sleeping）-进程在等待I/O完成。
• D：不可中断睡眠（Uninterruptible Sleep）-I/O等待，不可中断。
• Z：僵尸（Zombie）-进程已终止，但父进程还没有读取其退出状态。
• T：停止（Stopped）-进程被暂停，通常是通过信号暂停。

1.5、进程间通讯（IPC）

操作系统通常会将不同的程序在不同的地址空间中独立运行，因此进程间是相互隔离的，不能直接访问彼此的内存区域。为了实现协作或数据交换，进程间必须通过某些通信机制来进行交互。

• 管道（Pipe）：允许一个进程向另一个进程传输数据。
• 消息队列（Message Queue）：允许进程发送和接受消息。
• 共享内存（Shared Memory）：多个进程可以共享一块内存区域。
• 信号（Signal）：通过信号机制，进程可以向其他进程发送终端或通知。

1.6、进程优先级

优先级越高的进程越优先获得CPU资源。操作系统通过设置和调整进程的优先级来实现资源的有效分配，确保高优先级的进程能够及时执行。

• 静态优先级：进程在创建时就固定了一个优先级（nice值），并且在进程的生命周期内不会发生变化。
• 动态优先级：随时间推移或进程的行为发生变化。

二、进程相关命令

2.1、ps

process的缩写，功能是显示当前系统的进程状态。通常与kill命令搭配使用，以中断和删除不必要的服务进程，避免服务器的资源浪费。

语法格式：ps 参数

-a	显示所有进程信息	-f	显示树状结构
-e	显示环境变量信息	-u	以用户为主的格式来显示程序状态
-l	使用详细格式显示程序状态	-x	不区分终端主机

 参考示例：

[root@localhost ~]# ps aux                        //显示系统中全部进程信息
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.3 128544  7160 ?        Ss   21:30   0:03 /usr/lib/systemd/syst
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    21:30   0:00 [kthreadd]
root          4  0.0  0.0      0     0 ?        S<   21:30   0:00 [kworker/0:0H]
[root@localhost ~]# ps -ef |grep ssh              //过滤指定进程信息
root       1246      1  0 21:31 ?        00:00:00 /usr/sbin/sshd -D
root       9053   8917  0 21:32 ?        00:00:00 /usr/bin/ssh-agent /bin/sh -c exec -l /bin/bash -c "env GNOME_SHELL_SESSION_MODE=classic gnome-session --session gnome-classic"
root      11175  10138  0 23:15 pts/0    00:00:00 grep --color=auto ssh
[root@localhost ~]# ps aux |sort -rnk 3           //以处理器使用量降序排序
root       9175  0.2  8.9 2726488 166340 ?      Sl   21:32   0:13 /usr/bin/gnome-shell
root       9428  0.1  1.3 608644 25464 ?        Sl   21:32   0:09 /usr/bin/vmtoolsd -n vmusr
root        791  0.1  0.2 295564  5296 ?        Ssl  21:31   0:09 /usr/bin/vmtoolsd

2.2 prtstat

打印指定进程的统计信息。

[root@localhost ~]# prtstat 1246            //显示进程详细信息
Process: sshd          		State: S (sleeping)
  CPU#:  0  		TTY: 0:0	Threads: 1
Process, Group and Session IDs
  Process ID: 1246		  Parent ID: 1
    Group ID: 1246		 Session ID: 1246
  T Group ID: -1

Page Faults
  This Process    (minor major):     1322         8
  Child Processes (minor major):        0         0
CPU Times
  This Process    (user system guest blkio):   0.00   0.03   0.00   0.47
  Child processes (user system guest):         0.00   0.00   0.00
Memory
  Vsize:       115 MB    
  RSS:         4423 kB    		 RSS Limit: 18446744073709 MB
  Code Start:  0x557a76276000		 Code Stop:  0x557a7633dad4
  Stack Start: 0x7ffe07e2df80
  Stack Pointer (ESP): 0x7ffe07e2d558	 Inst Pointer (EIP): 0x7ff6edbf7983
Scheduling
  Policy: normal
  Nice:   0 		 RT Priority: 0 (non RT)

 2.3、top

功能是实时显示系统运行状态，包含处理器、内存、服务、进程等重要信息。

语法格式：top 参数 对象

-b	使用批处理模式，不进行交互显示	-s	使用安全模式，不允许交互式指令
-c	使用显示模式	-u	仅显示指定用户ID
-d	设置显示的更新速度（默认3秒）	-n	循环显示的次数
-p	指定进程号	-H	所有线程占用资源情况

 交互命令：

h	显示帮助画面	l	切换显示平均负载和启动时间信息
k	终止一个进程	m	切换显示内存信息
c	切换显示命令名称和完整命令行	t	切换显示进程和CPU状态信息
i	忽略限制和僵死进程	M	根据驻留内存大小进行排序
q	退出程序	P	根据CPU使用百分比大小进行排序
T	根据时间/累计时间进行排序

 参考实例：

[root@localhost ~]# top                //以默认格式显示系统运行信息
top - 20:26:51 up 46 min,  2 users,  load average: 0.00, 0.10, 0.20
//当前系统时间  运行时间   ，登录的用户 ，系统负载
Tasks: 198 total,   1 running, 197 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
//总进程数         ，运行中进程数 ，睡眠进程数   ，停止进程数 ， 冻结进程数
%Cpu(s):  2.7 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 96.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.3 si,  0.0 st
//   us:CPU使用占比，sy:内核占CPU比值，ni:改变优先级进程占CPU比值，id:空闲CPU占比，wa:等待I/O进程占CPU比值，hi:硬中断请求服务占CPU比值，si:软中断请求服务占CPU比值，st:虚拟程序占CPU时间比值
KiB Mem :  1863004 total,   345144 free,   780256 used,   737604 buff/cache
//           物理内存总量，  空闲内存总量，使用的物理内存总量，用作内核缓存的内存总量
KiB Swap:  4194300 total,  4194300 free,        0 used.   911668 avail Mem 
//      交换分区内存总量，空闲的交换分区总量， 使用的交换分区总量，缓冲的交换分区总量

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND 
//PID:进程号，USER:用户，PR NI:优先级，VIRT:虚拟内存，RES:物理内存，SHR:共享内存，S:进程状态，%CPU:CPU占比，%MEM:内存占比，TIME:占用时间比值，COMMAND:进程命令名
  1386 root      20   0  313748  41608  21716 S  1.3  2.2   0:03.34 X                  
  2727 root      20   0 3007452 183092  67124 S  1.3  9.8   0:08.71 gnome-shell        
   699 root      20   0  295564   5284   4036 S  0.7  0.3   0:03.77 vmtoolsd           
  3164 root      20   0  688344  28764  17656 S  0.7  1.5   0:01.50 gnome-terminal-    

 2.4、pgrep

process global regular expression print的缩写，功能是用于检索进程PID号。

语法格式：pgrep 参数 服务名称

-d	设置分隔符	-u	根据有效用户ID进行匹配
-l	显示进程名及ID	-P	匹配父进程ID
-a	显示完整格式的进程名

 参考示例：

[root@localhost ~]# pgrep -l ssh      //显示进程名及PID号
1225 sshd
2668 ssh-agent
5881 sshd
[root@localhost ~]# pgrep -d , ssh    //以“，”为分隔符显示
1225,2668,5881
[root@localhost ~]# pgrep -u root ssh    //匹配有效用户
1225
2668
5881

2.5、pidof

 Process identifier of 的缩写，功能是查找服务进程的PID号。

参考示例：

[root@localhost ~]# pidof sshd
5881 1225

2.6、 pstree

display a tree of processes的缩写，功能是以树状图形式显示进程信息，显示效果直观。

语法格式：pstree 参数

-a	显示完整信息	-p	显示进程号
-u	显示用户名	-h	特别标明现在执行的程序

参考示例：

[root@localhost ~]# pstree        //以树状图形式显示全部进程
systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]
        ├─NetworkManager───2*[{NetworkManager}]
        ├─VGAuthService
        ├─2*[abrt-watch-log]
        ├─abrtd
        ├─accounts-daemon───2*[{accounts-daemon}]
        ├─alsactl
        ├─at-spi-bus-laun─┬─dbus-daemon───{dbus-daemon}
        │                 └─3*[{at-spi-bus-laun}]  
[root@localhost ~]# pstree -p |grep ssh    //以树状图形式显示检索的进程及进程号
           |           |                       |                       |-ssh-agent(2668)
           |-sshd(1225)---sshd(5881)---bash(5885)-+-grep(6274)

[root@localhost ~]# pstree -a      //完整信息形式显示全部进程
systemd --switched-root --system --deserialize 22
  ├─ModemManager
  │   └─2*[{ModemManager}]
  ├─NetworkManager --no-daemon
  │   └─2*[{NetworkManager}]
  ├─VGAuthService -s
  ├─abrt-watch-log -F BUG: WARNING: at WARNING: CPU: INFO: possible recursive locking detected ernel BUG atlist_
  ├─abrt-watch-log -F Backtrace /var/log/Xorg.0.log -- /usr/bin/abrt-dump-xorg -xD
  ├─abrtd -d -s

2.7、lsof

list opened files的缩写，功能是查看文件的进程信息。

语法格式：lsof 参数 文件名

-c	显示指定进程所打开的文件	+d	显示目录下被打开的文件
-d	显示占用该文件的进程	+D	递归处理所有子文件
-p	显示指定进程号所打开的文件	-i	显示符合条件的进程

参考示例：

[root@localhost ~]# lsof -i:22            //查看端口占用
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
sshd    1225 root    3u  IPv4  27376      0t0  TCP *:ssh (LISTEN)
sshd    1225 root    4u  IPv6  27385      0t0  TCP *:ssh (LISTEN)
sshd    5881 root    3u  IPv4  71565      0t0  TCP localhost.localdomain:ssh->192.168.153.1:54624 (ESTABLISHED)
[root@localhost ~]# lsof -p 5881          //列出指定进程号所打开的文件
COMMAND  PID USER   FD   TYPE             DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
sshd    5881 root  cwd    DIR              253,0      248      64 /
sshd    5881 root  rtd    DIR              253,0      248      64 /
sshd    5881 root  txt    REG              253,0   852856 3534556 /usr/sbin/sshd
sshd    5881 root  mem    REG              253,0    37168 1572385 /usr/lib64/libnss_sss.so.2

2.8、vmstat

Virtual Memory Statistics的缩写，功能是监视系统资源状态。

语法格式：vmstat 参数 对象

-a	显示活动内页	-s	以表格方式显示资源状态
-f	显示启动后创建的进程总数	-p	显示指定硬盘分区状态
-d	报告磁盘状态	-S	设置显示信息的单位

 字段说明：

procs（进程）	Memory（内存）	swap	io	system	cpu
r：运行队列中进程数量 b：等待IO的进程数量	swpd：使用虚拟内存大小 free：空闲物理内存大小 buff：缓冲的内存大小 cache：缓存的内存大小	si：每秒从交换区写到 内存的大小 so：每秒写入交换区的 内存大小	bi：每秒读取的块数 bo：每秒写入的块数	in：每秒中断数 cs：每秒上下文切换数	us：用户进程时间百分比 sy：内核系统进程执行时间百分比 wa：IO等待时间百分比 ID：空闲时间百分比

参考示例：

[root@localhost ~]# vmstat 
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 3  0      0 317280   1120 751984    0    0    99     5   84  160  1  1 98  0  0

[root@localhost ~]# vmstat -a                //系统整体资源状态
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free  inact active   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 2  0      0 317028 484644 742564    0    0    99     5   84  160  1  1 98  0  0
[root@localhost ~]# vmstat -f                //自启动后创建的进程总数
         6641 forks
[root@localhost ~]# vmstat -p /dev/sda1      //显示指定的硬盘分区状态
sda1          reads   read sectors  writes    requested writes
                1987      53429         10       4169

2.9、free

功能是显示系统内存使用量情况，包含物理内存和交换内存的总量、使用量、空闲量情况。

语法格式：free 参数

-b	显示单位为B	-h	自动调整合适的显示单位
-k	显示单位为KB	-s	持续显示内存数据
-m	显示单位为MB

参考示例：

[root@localhost ~]# free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        1863004      792832      317048       20164      753124      891700
Swap:       4194300           0     4194300
[root@localhost ~]# free -m            //以MB为单位显示内存使用量
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1819         773         309          19         735         871
Swap:          4095           0        4095
[root@localhost ~]# free -hs 3         //以易读的单位显示，每隔3秒刷新一次
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1.8G        774M        309M         19M        735M        870M
Swap:          4.0G          0B        4.0G

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1.8G        774M        309M         19M        735M        870M
Swap:          4.0G          0B        4.0G

2.10、iostat

I/O stat的缩写，功能是用于监视系统I/O设备使用情况。

语法格式：iostat 参数 设备名

-c	显示CPU使用情况	-t	显示报告产生时的时间
-d	显示设备利用率	-x	设置要统计磁盘设备的扩展参数
-k	以千字节每秒为单位

 参考示例：

[root@localhost ~]# iostat
Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64 (localhost.localdomain) 	2025年02月18日 	_x86_64_	(1 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.61    0.06    0.69    0.38    0.00   98.27

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               1.74        81.86         4.57     718184      40087
scd0              0.00         0.12         0.00       1050          0
dm-0              1.55        78.14         4.33     685594      38003
dm-1              0.01         0.25         0.00       2204          0
[root@localhost ~]# iostat -d 2 2 /dev/sda  //每隔2秒报告一次指定硬盘的使用情况，共报告2次
Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64 (localhost.localdomain) 	2025年02月18日 	_x86_64_	(1 CPU)

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               1.73        81.17         4.53     718192      40111

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               0.00         0.00         0.00          0          0

2.11、uptime

功能是查看系统总运行时长和系统的平均负载。

语法格式：uptime 参数

-p	以易读的方式显示
-s	显示本次开机时间

参考示例：

[root@localhost ~]# uptime           //查看当前系统运行时间及系统平均负载
 22:13:07 up  2:32,  3 users,  load average: 0.01, 0.02, 0.05
[root@localhost ~]# uptime -p        //易读方式显示已运行时间
up 2 hours, 32 minutes
[root@localhost ~]# uptime -s        //本次系统开机时间
2025-02-18 19:40:36

三、进程管理

3.1、手动启动进程

• 前台进程：直接在终端中运行命令来启动进程，进程会在当前终端窗口中运行
• 后台进程：通过&符号将命令放到后台执行，运行中的进程通过ctrl+z放到后台，但会停止执行。可以继续执行其他任务。

 3.2、进程前台，后台及并行执行命令

•  jobs：显示终端后台的作业信息。
• fg：将作业放到前台运行。
• bg：将作业放到后台运行。
• &：将多条命令并行执行。
• ctrl+z：将命令放到后台，但会停止命令。

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/null &    //通过&将命令后台执行
[1] 6888
[root@localhost ~]# top             //ctrl+z将命令放到后台，并暂停执行
[root@localhost ~]# jobs            //查看后台作业信息
[1]-  运行中               dd if=/dev/zero of=/dev/null &
[2]+  已停止               top
[root@localhost ~]# fg 1            //将作业放到前台运行
dd if=/dev/zero of=/dev/null

记录了489645283+0 的读入
记录了489645283+0 的写出
250698384896字节(251 GB)已复制，687.501 秒，365 MB/秒

3.3、结束进程

3.3.1、kill

功能是发送信号到进程

语法格式：kill 参数 进程号

-l	显示系统支持的信号列表

常用信号：

1	终端挂断	15	终止
2	终断（同ctrl+c）	18	继续
3	退出（同ctrl+\）	19	暂停（同ctrl+z）
9	强制终止

 参考示例：

[root@localhost ~]# kill 1225            //结束指定的进程号（PID）
[root@localhost ~]# kill 9 1225          //强制结束指定的进程号（PID）

3.3.2、killall

 功能是杀死一组同名进程。

语法格式：killall 参数 服务名

-i

杀死进程前询问用户是否确认

-l

忽略大小写的不同

 参考示例：

[root@localhost ~]# killall httpd        //结束指定服务所对应的全部进程
[root@localhost ~]# killall -9 sshd      //强制结束指定服务的全部进程

四、计划任务

4.1、at一次性定时计划任务

功能是设置一次性定时计划任务，会议atd守护进程的形式在后台模式运行。

语法格式：at 参数 对象

-f	指定包含具体指令的任务文件	-d	删除指定的待执行任务
-q	指定新任务的队列名称	-m	执行完成后向用户发送邮件
-l	显示待执行任务列表

参考示例：

[root@localhost ~]# at 5pm+3 days    //三天后的下午5点执行/bin/ls，ctrl+d提交
at> /bin/ls
at> <EOT>
job 1 at Fri Feb 21 17:00:00 2025
[root@localhost data]# at -f zz.sh 11:45    //指定时间执行指定脚本文件
job 4 at Wed Feb 19 11:45:00 2025
[root@localhost data]# atq                  //查看设置的任务
1	Fri Feb 21 17:00:00 2025 a root
4	Wed Feb 19 11:45:00 2025 a root
[root@localhost data]# atrm 4               //删除已经设置的任务
[root@localhost data]# atq
1	Fri Feb 21 17:00:00 2025 a root

4.2 crontab

功能是管理定时计划任务。

语法格式：crontab 参数 对象

-e	编辑该用户的计时器设置	-l	列出该用户的计时器设置
-r	删除该用户的计时器设置	-u	指定要设定计时器的用户名称
-i	删除前询问用户是否确认

配置文件：/etc/crontab

[root@localhost data]# cat /etc/crontab 
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root

# For details see man 4 crontabs

# Example of job definition:
# .---------------- minute (0 - 59)        //分钟
# |  .------------- hour (0 - 23)          //小时
# |  |  .---------- day of month (1 - 31)  //日期
# |  |  |  .------- month (1 - 12) OR jan,feb,mar,apr ...        //月份
# |  |  |  |  .---- day of week (0 - 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat  //周
# |  |  |  |  |
# *  *  *  *  * user-name  command to be executed   //要执行的命令

以上字段中，还可以使用以下特殊字符：

• *（星号）：代表所有可能的值。
• ,（逗号）：指定一个列表范围，如“1，2，5，7”
• -（中杠）：整数之间的中杠表示一个整数范围，如“2-5”表示“2，3，4，5”
• /（正斜线）：指定时间的间隔频率，如“0-23/2”表示每两小时执行一次。同时可以和星号一起使用。

参考示例：

[root@localhost data]# crontab -e
no crontab for root - using an empty one

3,15 8-11 */2 * * command        //每隔两天的上午8点到11点的第3和第15分钟执行

45 4 1,10,22 * * /etc/init.d/smb restart  //每月1、10、22日的4 : 45重启smb

0 23 * * 6 /etc/init.d/smb restart     //每星期六的晚上11:00 pm重启smb 

crond服务：

[root@localhost data]# systemctl start crond        //启动服务
[root@localhost data]# systemctl status crond       //查看服务
[root@localhost data]# systemctl stop crond         //关闭服务
root@localhost data]# systemctl restart crond       //重启服务
[root@localhost data]# systemctl reload crond       //重新载入配置
[root@localhost data]# ntsysv                       //查看crontab服务是否设置为开机启动