linux进程与线程

最新推荐文章于 2025-05-14 23:02:29 发布

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本文详细介绍了Linux进程的基础，包括进程的生命周期、父进程和子进程、僵尸进程等概念。同时，列举了多种进程管理工具如pstree、ps、pgrep、kill等的使用方法，以及如何查看和调整进程的优先级。此外，还提到了Linux的作业控制和系统结构，包括/proc和/sys文件夹在监控和管理系统中的作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、Linux进程基础：

Linux程序：系统，用户，固件
程序运行，需要系统调用，然后缓存到内存中，然后被CPU处理。整个过程称为执行任务

程序：
一组指令以及参数集合，按照相应的逻辑控制计算机完成特定的任务。（文件，由一组指定参数集合起来的，完成相应任务。）特点：静态的、封闭的。

程序运行产生多个进程。

进程：
运行的程序，是一个动态的过程。是操作系统的基本单位，有生命周期，有状态的。具有并发性（一个程序对应多个进程），交互性（一个进程可派生多个子进程）。

操作系统以进程为单位分配系统资源。

每一个进程运行是独立的

具有独立的地址空间，运行状态

多个程序同时运行，每一个程序就是一个进程

线程：
一个进程中可有多个线程，每一个线程只能被一个进程所拥有。（线程把整个任务完成之后，才能运行，即任务每一个线程可以被不同的进程运行，但运行结果需要整合到一起才能被使用）

线程不能独立运行，线程的运行由进程决定。

程序运行起来可以对他进行交互操作。（每一个Linux线程或者Linux进程都有一个独立的资源集，资源集中有：CPU资源、内存资源、I/O资源等），入口、序列、出口。

1、进程的生命周期：

等待状态------就绪状态-------运行状态--------阻塞状态------休眠状态-------死亡状态

sleeping：睡眠状态

stopping：停止状态

running：运行状态

zombie：僵死状态

这些状态是实时变化的

[root@localhost ~]# ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1 &
[1] 8256
[root@localhost ~]# ls

//将ping的结果输出重定向到/dev/null 中，并将其扔至后台，还可以继续执行命令

2、父进程和子进程：

父进程在运行过程中，产生子进程。子进程继承父进程所有资源和权限，并运行自己的程序（通过调用 exec 方法运行）。子进程运行过程中父进程处于休眠状态，只有子进程运行结束，父进程才再次运行。

父进程可以产生多个子进程，当一个子进程完成后父进程进入执行状态，然后再进入休眠状态（只要有一个子进程完成任务，父进程就会苏醒一次）。父进程产生的子进程还可以产生自己的子进程。

3、僵尸进程：

一个父进程产生了一个子进程，子进程A又产生了自己的子进程B，当子进程A运行结束后，父进程从休眠状态进入执行状态，此时子进程A产生的子进程B将会处于僵尸状态，被系统定期清理掉。

【扩充】
1.操作系统：自下而上结构
硬件，内核（内核文件，内核模块，驱动程序），固件（芯片+程序），应用（应用程序）

应用（应用程序）
|
内核（内核文件，内核模块，驱动程序）
| 固件（芯片+程序）
硬件

二、Linux进程管理工具：

pstree：进程树，查看进程间的关系------>父进程、子进程

-p：显示进程号，PID

-u：显示用户

-A：各进程树之间的连接以ASCII码字符来连接

-U：各进程树之间的连接以 utf8 字符来连接，某些终端可能会有错误

注：子进程的端口号大于父进程的端口号。

[root@localhost ~]# yum install psmisc
	//CentOS7上没有pstree命令

[root@localhost ~]# pstree
init─┬─atd
     ├─auditd───{auditd}
     ├─console-kit-dae───63*[{console-kit-da}]
     ├─crond
     ├─dbus-daemon───{dbus-daemon}
     ├─login───bash
     ├─master─┬─pickup
     │        └─qmgr
     ├─5*[mingetty]
     ├─rsyslogd───3*[{rsyslogd}]
     ├─sshd─┬─sshd───bash───pstree
     │      └─sshd───sftp-server
     └─udevd

ps：查看进程

-a：显示所有进程

-A：显示所有进程，与 -e 效果相同

-u：显示以用户为主的进程

-x：和 -au 一起使用，显示完整信息

-l：显示更完整信息

[root@localhost ~]# ps -l
F S   UID    PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME   CMD
4 S     0   7221   7211  0  80   0 - 28860 do_wai pts/0    00:00:00   bash

F：标志类型；代表这个程序的旗标(flag),4代表使用者为superuser;
S：进程状态
UID：代表执行者身份
PID：进程的ID号
PPID：父进程的ID
C：CPU使用的资源百分比
PRI：指进程的执行优先权，其值越小越早被执行
NI：这个进程的nice值，其表示进程可被执行的优先级的修正数值
ADDR：地址内核函数，指出该程序在内存的那个部分。如果是个执行的程序，一般就是[-]
SZ:使用掉的内存大小
WCHAN:目前这个程序是否正在运作当中，若为 - 表示正在运作
TTY:登入者的经端机位置
TIME:使用掉的CPU时间
CMD:所下达的指令名称

[root@localhost ~]# ps -aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME   COMMAND
root          1  0.3  0.6 127996  6540 ?        Ss   23:10   0:03   /usr/lib/syste

USER:该进程属于哪个使用者账号
PID：该进程的进程ID号。
%CPU:该进程使用掉的CPU资源百分比
%MEM：该进程所占用的物理内存百分比
VSZ：该进程使用掉的虚拟内存量(kbytes)
RSS：该进程占用的固定的内存量(Kbytes)
TTY：该进程是在那个终端机上面运作，若与终端机无关，则显示？。另外，tty1-tty6是本机上面的登入者程序，若为pts/0等等的，则表示为由网络连按进主机的程序，
STAT：该程序目前的状态，主要的状态有：
		R：该程序目前正在运作，或者是可被运作；
		S：该程序目前正在睡眠当中，但可被某些讯号唤醒
		T：该程序目前正在侦测或者是停止了
		Z：该进程应该已经终止，但是其父进程却无法正常的终止他，造成僵尸程序的状态
START：该进程被触发启动的时间
TIME：该进程实际使用CPU运作的时间
COMMAND：该程序的实际指令

pgrep：查看正在调度的进程信息，包括进程是否已经消亡

pgrep通过匹配其程序名，找到匹配的进程；通常与kill命令一起使用。

-l 进程名：显示进程名和PID

-o：匹配多个进程时，显示进程号最小的那个

-n：匹配多个进程时，显示进程号最大的那个

注：进程号越大，并不意味着进程的启动时间越晚

[root@localhost ~]# pgrep ssh
6988
7271
7275
//默认只显示PID

[root@localhost ~]# pgrep  -l httpd
7521 httpd
7522 httpd
7523 httpd
7524 httpd
7525 httpd
7526 httpd
//显示所有父、子进程的PID和进程名称

[root@localhost ~]# pgrep  -o httpd
7521
//显示httpd进程号最小的那个

[root@localhost ~]# pgrep  -n httpd
7526
//显示httpd进程号最大的那个（父进程）

kill killall pkill：杀死进程

格式：kill 选项 PID

-l：列出已知信号名称

-a：当处理当前进程时，不限制命令名和进程号的对应关系

-u：指定用户

-w：等待进程死亡

[root@localhost ~]# kill -l
 1) HUP  	//终端断线
 2) INT 		//中断（同Ctrl+C）
 3) QUIT		//退出（同Ctrl+\） 
 9) KILL 	//强制终止
 15) TERM	//终止
 18) CONT	//继续  
 19) STOP	//暂停（同Ctrl+z）

-9：直接强制杀死进程

-0：只看进程状态，不杀死进程

[root@localhost ~]# killall -0 httpd
[root@localhost ~]# echo $?
0
	//-0：只看进程状态，不杀死进程;用来判断进程是否启动

htop：用来监控软件

默认支持图形界面的鼠标操作；

可以横向或纵向滚动浏览进程列表，以便看到所有的进程和完整的命令行；

杀进程时不需要输入进程号。

要使用htop，需要先安装epel 包：
[root@localhost yum.repos.d]# mv yum.repo bak
[root@localhost yum.repos.d]# ls
bak  CentOS-Base.repo
[root@localhost yum.repos.d]# yum clean all
[root@localhost yum.repos.d]# mount /dev/sr0 /media
[root@localhost yum.repos.d]# yum list |grep epel
epel-release.noarch                         7-11                       extras
[root@localhost yum.repos.d]# yum install epel-release -y
[root@localhost yum.repos.d]# yum install htop -y

vmstat：按照时间间隔显示服务器状态。

-V：显示 vmstat 版本信息

-n：只在开始时显示一次各字段名称

-a：显示活跃和非活跃内存

[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
 2  0   3848  72240     36 266396    0    0    40    27   43   62  1  1 99  0  0
 
procs：显示进程数
		r：等待执行的任务数
		b：等待的进程数

memory：（以 KB 为单位）
		swpd：虚拟内存或交换内存的数量
		free：可用物理内存的数量
		buff：用作缓冲区的内存数量
		cache：用作缓存的物理内存数量

swap：显示交换分区的活动（以 KB 为单位）
		si：将内存从磁盘交换回物理 RAM 的速率（当si数字显示不为零，说明内存不足，启用swap分区了。）
		so：将内存从物理 RAM 交换到磁盘的速率

io：显示输入输出活动（以块/秒为单位）
		bi：系统向块设备发送数据的速率
		bo     系统从块设备中读取数据的速率

system：显示系统相关活动
		in：每秒钟中断的进程数
		cs：每秒钟上下文切换的次数
		
CPU：显示CPU负载的信息
		us：用户进程执行程序消耗的时间
		id：空闲时间（包括等待时间）
		wa：等待io时间
		st：系统等待时间

三、程序优先级：0 - 139

1、优先级划分：

【0-139】：数字越小，优先级越高

有效的实时优先级：0 - 99

非有效实时优先级：【100 - 139】；

静态优先级（nice值：(-20)- 19 ； nice值越小，优先级越高，默认是0，0表示不做任何调整。它是对100-139段进行调整）

2、相对优先级 nice 值调整：

top：进程优先级查看和调整nice值

PR = 静态优先级 - 100（rt是负的静态优先级）

NI：是 nice 值，(-20) - 19

PRI：静态优先级 - 40

调整优先级：输入字母 r-------Enter键-----输入pid号-----输入要改为多少（范围是nice的范围，超出按nice的最大和最小值计算）

[root@localhost ~]# ps axo pid,command,nice --sort=-nice
   PID COMMAND                      NI
    31 [ksmd]                        5
     1 /usr/lib/systemd/systemd --   0
//使用ps查看nice级别

[root@localhost ~]# ps -el
F S   UID    PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
4 S     0      1      0  0  80   0 - 48393 ep_pol ?        00:00:05 systemd

renice：修改子进程（PPID）的nice值

[root@localhost ~]# renice 10 7708
7708 (process ID) old priority 0, new priority 10

htop：

F7（nice-）；F8（nice+）

四、Linux作业控制

1、进程与作业的区别：
区别：进程时一个程序在一个数据集上的一次执行，而作业是用户提供给系统的一个任务。
联系：一个作业通常包括几个进程，几个进程共同完成一个任务，即作业。

2、作业：
一个前台只能运行一个进程组或一个作业，而一个后台可以运行多个进程组或者多个作业。

3、作业控制
一个前台作业由多个进程完成，一个后台作业由多个进程完成。shell一次可以同时运行多个作业，包括前台作业和后台作业，这称为作业控制。

4、命令

egrep ===== grep -E

[root@localhost ~]# ps -ef |grep -E "ping|sleep"

&：将输出结果放到后台
jobs：查看后台作业；与终端有关系，不同终端上的作业要在对应终端上查看。

[root@localhost ~]# jobs
[2]+  Running                 ping www.baidu.com > /dev/null 2>&1 &

fg %job编号：将作业从后端提到前端

（Ctrl+c：将进程杀死）

[root@localhost ~]# fg &2
ping www.baidu.com > /dev/null 2>&1
//百分号%可以不写

bg %job编号：当一个作业处于挂起状态，用 bg 命令可以让作业再次运行起来

（Ctrl+z：让进程处于挂起状态）

[root@localhost ~]# ping 192.168.239.200 >/dev/null 2>&1
^Z
[6]+  Stopped                 ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1
（Ctr+z：让进程6挂起）

[root@localhost ~]# jobs
[3]   Running                 ping www.baidu.com > /dev/null 2>&1 &
[6]+  Stopped                 ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1
（查看其是挂起状态：stopping）

[root@localhost ~]# bg 6
[6]+ ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1 &

[root@localhost ~]# jobs
[3]   Running                 ping www.baidu.com > /dev/null 2>&1 &
[6]+  Running                 ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1 &

kill %job编号：让进程先停止后杀死

ping 192.168.239.200 &：已经在后台运行，在前台输出结果；不影响前台作业执行（可以执行jobs和kill）。

[root@localhost ~]# kill %4

[root@localhost ~]# jobs
[3]   Running                 ping www.baidu.com > /dev/null 2>&1 &
[4]   Terminated              ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1
[5]-  Running                 ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1 &
[6]+  Running                 ping 192.168.239.200 > /dev/null 2>&1 &
（进程挂起）

[root@localhost ~]# kill %4
-bash: kill: %4: no such job
（进程被删除）

五、Linux系统结构

1、在x86平台的CPU是如何执行内核程序和用户程序？

ring从里到外依次为：ring0，ring1，ring2，ring3；从里到外越来越低级
ring0：与硬件相关或与硬件寄存器，总线控制相关的程序----------（内核程序）

ring1 - ring2：驱动程序或者与虚拟化相关的程序。

ring3：用户态的程序

2、系统结构：（从里到外）

计算机底层资源（CPU、内存、硬盘）----负载、使用率
|
内核
|
命令解释器 shell
|
用户控件

3、/proc文件夹：正在运行的内核信息映射

proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。

/proc下文件基本都是只读的，除了/proc/sys目录，它是可写的(查看和修改内核的运行参数)。

/proc下数字命令的目录就是对于PID的进程目录。

（1）PID是不是文件？是，/proc中

（2）资源使用情况是否以文件形式存放？是，/proc中

（3）分区情况是否存放在文件中？是，/proc中

（4）驱动程序的一切信息？是，/sys中

[root@localhost proc]# cat meminfo
//内存信息，与 free -m 效果一样

[root@localhost proc]# cat cpuinfo
//CPU信息

[root@localhost proc]# cat mounts
//磁盘挂载信息

[root@localhost proc]# cat swaps
//查看磁盘分区信息

[root@localhost proc]# cd /proc/sys
[root@localhost sys]# ls
//与系统相关的

[root@localhost sys]# cd kernel/
//与内核相关

[root@localhost proc]# cd /sys
//内核驱动相关

[root@localhost sys]# cd power/
//电源相关

[root@localhost sys]# cd module/
//模块

[root@localhost sys]# cd kernel/
//内核中可调整的参数

[root@localhost sys]# cd hypervisor/
//虚拟化相关的模块

[root@localhost sys]#  cd fs
//系统模块

[root@localhost sys]# cd firmware/
//对固件对象

4、/sys文件夹：硬件设备的驱动程序信息

[root@localhost sys]# cd devices/
// 是/sys文件系统最重要的目录结构

[root@localhost sys]# cd dev
//含有字符设备和块设备两个子目录，里面全是以主次设备号命名的链接文件

[root@localhost sys]# cd class/
//按功能设备分类

[root@localhost sys]# cd bus/
//按照总线类型分类设备