Linux学习笔记——进程管理

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于 2022-09-11 17:44:17 发布

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分类专栏： Linux与Shell编程文章标签： linux 学习服务器

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本文介绍了Linux系统中管理进程的一些基本指令，包括who、ps、kill和top。who用于查看当前在线用户，ps显示进程状态，kill用于终止进程，top则提供实时的进程监控，类似于任务管理器。通过这些命令，用户可以了解系统负载、CPU和内存使用情况，以及管理和调整进程。

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这里只简单介绍Linux进程管理的几个简单指令，不涉及原理。

查看当前在线用户的情况

who 命令显示关于当前在本地系统上的所有用户的信息。

这里的 who 主要显示用户名、TTY、登录日期和时间，如果用户是从一个远程机器登录的，那么该机器的主机名也会被显示出来。
语法

who -[abdHlst..] [user]

常用参数

-a 等同于 -bdprtTu
-b 系统最近启动时间和日期
-d 打印一个僵死的进程（显示没有被 init 重新生成的所有到期的进程）
-h 打印一个标题
-l 列出登录进程
-p 列出活动进程
-r 显示当前的运行级别
-s 仅列出名字、线路和时间字段。这个标志是缺省值；因此，who 和 who -s 命令是等效的。
-t 显示 root 用户上一次用 date 命令对系统时钟做的更改。如果 date 命令自从系统安装以来未被运行过，who -t 命令不产生输出。

示例
who -a

查看整个系统内部运行的进程状况

Linux ps(英文全拼process status) 命令用于显示当前进程的状态，类似于 windows 的任务管理器。

语法

ps [options] [--help]

常用参数

-A 列出所有的进程
-w 显示加宽可以显示较多的咨询
au 显示较详细的信息
aux 显示显示所有包含其他使用者的进程（包含没有终端的程序）

au(x) 输出格式：

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

USER：进程所有者
PID：进程的ID
%CPU：进程占用的CPU使用率
%MEM：进程占用的虚拟内存大小
VSZ(Virtual Memory Size)：进程占用的虚拟内存大小(这是Linux给进程的内存大小，并不代表进程已经使用了这些内存）。
RSS(Resident Set Size)：驻留集大小，这是进程当前加载所有页面的大小，由于共享库的存在，可能并不是实际占用内存大小。

VSZ 和 RSS 的具体说明可以参考这篇文章。

TTY：终端的次要装置号码(minor device number of tty)

TTY 的详细说明可以参考这篇文章。

STAT：该进程的状态：

D 无法中断的休眠状态（通常 IO 的进程）；
R 正在运行可中在队列中可过行的；
S 处于休眠状态；
T 停止或被追踪；
W 进入内存交换（从内核2.6开始无效）；
X 死掉的进程（从来没见过）；
Z 僵尸进程；
< 优先级高的进程;
N 优先级较低的进程;
L 有些页被锁进内存；
s 进程的领导者（在它之下有子进程）；
l 多进程的（使用 CLONE_THREAD, 类似 NPTL pthreads）；
+ 位于后台的进程组；

START：进程开始时间
TIME：进程执行的时间
COMMAND：所执行的指令。

示例
我们可以利用管道来寻找包含指定信息的进程：

终止进程

Linux kill 命令用于删除执行中的程序或工作。kill 可将指定的信息送至程序，预设的信息为 SIGTERM(15)，可将指定程序终止。若仍无法终止该程序，可使用 SIGKILL(9) 信息尝试强制删除程序。程序或工作的编号可利用 ps 指令或 jobs 指令查看。

语法

kill [-s <信息名称或编号>][程序] 或 kill [-l <信息编号>]

常用参数

-l <信息编号> 若不加<信息编号>选项，则-l参数会列出全部的信息名称。
-s <信息名称或编号> 指定要送出的信息。
[程序] 　[程序] 可以是程序的 PID 或是 PGID，也可以是工作编号。

使用 kill -l 命令列出所有可用信号。
最常用的信号是：

1(HUP)：重新加载进程。
9(KILL)：杀死一个进程。
15(TERM)：正常停止一个进程。

示例
杀死一个进程，可以使用 kill -9 PID 或者 kill -SIGKILL PID 即可。

查看当前进程的环境变量

可以使用 env 命令查看当前用进程的环境变量。

Linux下的环境变量格式为：key=value:value:value...

如果想查找指定 key 的环境变量，可以使用 env | grep key 或者 echo $key。

任务管理器

Linux 的 top 指令类似于 Windows 下的任务管理器，能够动态显示每个进程的状态。

语法

top [选项]

选项：

-d 秒数 指定 top 命令每隔几秒更新。默认是 3 秒；
-b 使用批处理模式输出。一般和 -n 选项合用，用于 top 命令重定向到文件中；
-n 次数 指定 top 命令执行的次数；
-p 进程PID 仅查看指定 ID 的进程；
-s 使 top 命令在安全模式中运行，避免在交互模式中出现错误；
-u 用户名 只监听某个用户的进程。

在 top 命令的显示窗口中，还可以使用如下按键，进行一下交互操作：

?/h 显示交互模式的帮助；
P 按照CPU的使用率排序，默认选项；
M：按照内存的使用率排序；
N：按照 PID 排序；
T：按照 CPU 的累积运算时间排序，也就是按照 TIME+ 项排序；
k：按照 PID 给予某个进程一个信号。一般用于中止某个进程，信号 9 是强制中止的信号；
r：按照 PID 给某个进程重设优先级（Nice）值；
q：退出 top 命令；

示例

下面解释一下命令的输出。top 命令的输出内容是动态的，默认每隔 3 秒刷新一次。命令的输出主要分为两部分：

第一部分是前五行，显示的是整个系统的资源使用状况，我们就是通过这些输出来判断服务器的资源使用状态的；
第二部分从第六行开始，显示的是系统中进程的信息；

下面先来说明第一部分的作用：

第一行为任务队列信息，具体内容如下表所示：

内容	说明
02:04:47	系统当前时间
up 2:23	系统的运行时间，本机已经运行2小时23分钟
2 users	当前登录了两个用户
load average: 0.20,0.19,0.13	系统在之前 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。如果 CPU 是单核的，则这个数值超过 1 就是高负载：如果 CPU 是四核的，则这个数值超过 4 就是高负载（这个平均负载完全是依据个人经验来进行判断的，一般认为不应该超过服务器 CPU 的核数）

第二行为进程信息，具体内容如下表所示：

内容	说明
Tasks: 310 total	系统中的进程总数
1 running	正在运行的进程数
309 sleeping	睡眠的进程数
0 stopped	正在停止的进程数
0 zombie	僵尸进程数。如果不是 0，则需要手工检查僵尸进程

第三行为 CPU 信息，具体内容如下表所示：

内容	说明
4.7 us	用户模式占用的CPU百分比
1.0 sy	系统模式占用的CPU百分比
0.0 ni	改变过优先级的用户进程占用的 CPU 百分比
94.0 id	空闲 CPU 占用的 CPU 百分比
0.3 wa	等待输入/输出的进程占用的 CPU 百分比
0.0 hi	硬中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.0 si	软中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.0 st	st（steal time）意为虚拟时间百分比，就是当有虚拟机时，虚拟 CPU 等待实际 CPU 的时间百分比

第四行为物理内存信息，具体内容如下表所示：

内容	说明
7933.9 total	物理内存的总量，单位为MB
5133.9 free	空闲的物理内存数量
1292.9 used	己经使用的物理内存数量
1507.0 buff/cache	作为缓冲的内存数量

第五行为交换分区(swap)信息，具体内容如下表所示：
| 内容 | 说明 |
|–|–|
| 947.2 total | 交换分区（虚拟内存）的总大小，单位为MB |
| 947.2 free | 已经使用的交换分区的大小 |
| 0.0 used | 空闲交换分区的大小 |
| 6358.6 avail Mem | 可用交换区总量 |

我们通过 top 命令的第一部分就可以判断服务器的健康状态。如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载高于 1，则证明系统压力较大。如果 CPU 的使用率过高或空闲率过低，则证明系统压力较大。如果物理内存的空闲内存过小，则也证明系统压力较大。

这时，我们就应该判断是什么进程占用了系统资源。如果是不必要的进程，就应该结束这些进程；如果是必需进程，那么我们该増加服务器资源（比如増加虚拟机内存），或者建立集群服务器。

我们还要解释一下缓冲（buffer）和缓存（cache）的区别：