Centos进程作业管理与计划任务(一)

一、进程概述

程序是保存在存储介质中的可执行机器代码（或指令）和数据的集合，而进程是在计算机处理器执行中的计算机程序。他们的关系如下：

程序是保存在外部存储介质中的可执行代码和数据，是静态保存的代码。

进程是程序代码在处理器中的运行，是运行中的程序的一个副本，是被载入内存的一个指令集合。

进程ID（Process ID，PID）号码被用来标记各个进程

进程又可以有属性，比如UID、 GID、和SELinux语境决定对文件系统的存取和访问权限，这些属性通常从执行进程的用户来继承

进行程存在生命周期，从启动，执行再到结束，都可以各种时长的生命周期。

在进程的生存期内将使用许多系统资源，它将使用CPU来运行指令，使用物理内存来保存执行代码和数据，它将打开和使用文件子系统中的文件，并直接或间接地使用系统中的物理设备。

Task struct：Linux内核存储进程信息的数据结构格式

Task list：多个任务的的task struct组成的链表

第一个进程：

Centos 6系统 init

Centos 7系统 systemd

像父子关系，也像树状一般

进程：都由其父进程创建

进程的5种基本状态与转换

? 创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(processcontrol block进程控制块)，向其中填写控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运行，把此时进程所处状态称为创建状态

? 就绪状态：进程已经准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行

? 执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态

? 阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用

? 终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态。无法再执行

? 时间片

时间片即CPU分配给各个程序的时间，每个线程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间，使各个程序从表面上看是同时进行的。如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU立即进行切换。而不会造成CPU资源浪费。在宏观上：我们可以同时打开多个应用程序，每个程序并行不悖，同时运行。但在微观上：由于只有一个CPU，一次只能处理程序要求的一部分，如何处理公平，一种方法就是引入时间片，每个程序轮流执行。

我们将CPU就类比为电话亭，每一个进程都是一个需要打电话的人。现在一共有4个电话亭（就好比我们的机器有4核），有10个人需要打电话。现在使用电话的规则是管理员会按照顺序给每一个人轮流分配1分钟的使用电话时间，如果使用者在1分钟内使用完毕，那么可以立刻将电话使用权返还给管理员，如果到了1分钟电话使用者还没有使用完毕，那么需要重新排队，等待再次分配使用。

状态之间转换六种情况

? 运行——>就绪：

1，主要是进程占用CPU的时间过长，而系统分配给该进程占用CPU的时间是有限的；

2，在采用抢先式优先级调度算法的系统中,当有更高优先级的进程要运行时，该

进程就被迫让出CPU，该进程便由执行状态转变为就绪状态。

? 就绪——>运行：运行的进程的时间片用完，调度就转到就绪队列中选择合适的进程分配CPU

? 运行——>阻塞：正在执行的进程因发生某等待事件而无法执行，则进程由执行状态变为阻塞状态，如发生了I/O请求

? 阻塞——>就绪:进程所等待的事件已经发生，就进入就绪队列

以下两种状态是不可能发生的：

? 阻塞——>运行：即使给阻塞进程分配CPU，也无法执行，操作系统在进行调度时不会从阻塞队列进行挑选，而是从就绪队列中选取

? 就绪——>阻塞：就绪态根本就没有执行，谈不上进入阻塞态

进程优先级：

系统优先级：0-99（CentOS6）

实时(realtime)优先级: 99-0

nice优先级：-20到19

进程内存：

Page Frame: 页框，用存储页面数据，存储Page 4k

LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,释放内存物理地址空间和线性地址空间

MMU：Memory Management Unit负责转换线性和物理地址

TLB:Translation Lookaside Buffer 翻译后备缓冲器,用于保存虚拟地址和物理地址映射关系的缓存

在计算机网络体系中，主机与主机之间的通讯，实质上是 主机进程与主机进程之间的通讯，也就是进程间的通讯（IPC: Inter Process Communication）。

当两个进程在同一主机时，就可以依靠 signal(信号指令)、shm（shared memory共享内存空间）、semaphore（信号量，一种计数器）来完成。

当两个进程不在同一主机时，进程间通讯可以依靠socket（套接字 IP和端口号）、RPC: remote procedure call、MQ：消息队列来完成。

进程状态：

Linux内核：抢占式多任务

? 进程类型：

注意：两者可相互转化

? 进程状态：

? 进程的分类：

CPU-Bound：CPU密集型，对CPU占用率高的进程。非交互

IO-Bound：IO密集型，等待I/O时间长的进程，交互。

进程管理：

如果Linux系统整个系统资源快要被耗尽时，我们是否能够找出最耗费资源的那个进程，然后结束该进程，让系统恢复正常呢？或者某个程序存在BUG，导致产生一系列的问题，又如何查找到它并结束进程呢？又譬如同时有多个应用程序在运行，但其中某个非常重要，该如何让这个最重要的进程先运行呢？

碰到这些情况，都应该先查询下系统当前所运行的进程，此时就可以通过一些进程管理工具来获得。

Linux系统各进程的相关信息均保存在 /proc/PID 目录下的各文件中。

如当前进程：#pstree -p|grep `echo $$`

          |-sshd(1185)---sshd(1288)---bash(1292)-+-grep(4421)

一个进程可以有多个线程，一个线程对应一个进程。

进程优先级调整：

静态优先级：100-139

进程默认启动时的nice值为0，优先级为120，只有根用户才能降低nice值（提高优先性）

? nice命令： 用于程序执行前指定具体优先级

nice [-n] [OPTION] [COMMAND [ARG]...]

#nice -n -5 ping -f 127.0.0.1

#ps -C ping o pid,cmd,ni,%cpu,psr

PID CMD                          NI %CPU PSR

3545 ping -f 127.0.0.1            -5  116   1

? renice命令：用于程序执行后指定具体优先级

renice [-n] 优先级数值 进程号

#renice -n -20 3380

3380 (process ID) old priority 0, new priority -20

常用进程管理工具

pstree

#pstree -p

大括号代表是线程

显示其他用户的进程

#pstree -p hunk

bash(10665)───vim(10692)

显示指定进程

#pstree -ps 755

systemd(1)───NetworkManager(755)─┬─dhclient(910)

├─dhclient(914)

├─dhclient(5180)

├─{NetworkManager}(765)

└─{NetworkManager}(773)

ps

显示较全的信息

显示属性列表

#ps L

%cpu         %CPU

%mem         %MEM

atime        TIME

显示指定的信息栏

按指定属性进行排序，+是顺序排，-是倒序排，Centos 6排序有些小问题。某些属性不支持。

支持混合格式选项

#ps -C bash -o %mem,%cpu,pid,uname

%MEM %CPU    PID USER

1.2  0.0   3698 root

1.0  0.0  10665 hunk

常见的进程栏位说明

常见的进程属性字段

#ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio

STAT：进程状态

top

top：有许多内置命令：

排序：

P：以占据的CPU百分比,%CPU

M：占据内存百分比,%MEM

T：累积占据CPU时长,TIME+

程序内子命令

首部信息显示：

uptime信息：l命令

tasks及cpu信息：t命令

cpu分别显示：1 (数字)

memory信息：m命令

退出命令：q

修改刷新时间间隔：s

终止指定进程：k

保存文件：W

颜色切换：小z, 大Z，颜色选择

栏位信息简介

us：用户空间

sy：内核空间

ni：调整nice时间

id：空闲

wa：等待IO时间

hi：硬中断

si：软中断（模式切换）

st：虚拟机偷走的时间

htop

选项：

-d #: 指定延迟时间；

-u UserName: 仅显示指定用户的进程

-s COLUME: 以指定字段进行排序

子命令：

s: 跟踪选定进程的系统调用

l: 显示选定进程打开的文件列表

a：将选定的进程绑定至某指定CPU核心

t: 显示进程树

vmstat

vmstat命令：虚拟内存信息

vmstat [options] [delay [count]]

? procs:

r：可运行（正运行或等待运行）进程的个数，和核心数有关

b：处于不可中断睡眠态的进程个数(被阻塞的队列的长度)

? memory：

swpd: 交换内存的使用总量

free：空闲物理内存总量

buffer：用于buffer的内存总量

cache：用于cache的内存总量

? swap:

si：从磁盘交换进内存的数据速率(kb/s)

so：从内存交换至磁盘的数据速率(kb/s)

?io：

bi：从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)

bo: 保存数据至块设备的速率

? system：

in: interrupts 中断速率，包括时钟

cs: context switch 进程切换速率

? cpu：

us:Time spent running non-kernel code

sy: Time spent running kernel code

id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.

wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.

st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown.

? 选项：

-s: 显示内存的统计数据

iostat

Centos 7 上最小安装没有包含

pidof

#pidof vim

5296

glances

glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-Ppassword] [--password]

[-t refresh] [-f file] [-o output]

? 内建命令：

a Sort processes automatically l Show/hide logs

c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O

m Sort processes by MEM% w Delete warning logs

p Sort processes by name x Delete warning and critical logs

i Sort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats

d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen

f Show/hide file system stats t View network I/O as combination

n Show/hide network stats u View cumulative network I/O

s Show/hide sensors stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)

y Show/hide hddtemp stats

常用选项：

-b: 以Byte为单位显示网卡数据速率

-d: 关闭磁盘I/O模块

-f /path/to/somefile: 设定输入文件位置

-o {HTML|CSV}：输出格式

-m: 禁用mount模块

-n: 禁用网络模块

-t #: 延迟时间间隔

-1：每个CPU的相关数据单独显示

glances可以在一台主机上面开启服务并监听某个IP地址，再通过另外一台主机上进行数据查看

服务器端：

#glances -s -B 192.168.4.101

Glances server is running on 192.168.4.101:61209

-s 充当服务器

-B 绑定监听IP，不绑定的话，就全部IP

客户端：

#glances -c 192.168.4.101

-c 以客户端身份

注意，版本不同的话，可能无法监听或不兼容

glances-2.5.1-1.el7.noarch

dstat

dstat [-afv] [options..] [delay [count]]

-c: 显示cpu相关信息

-C #,#,...,total

-d: 显示disk相关信息

-D total,sda,sdb,...

-g：显示page相关统计数据

-m: 显示memory相关统计数据

-n: 显示network相关统计数据

-p: 显示process相关统计数据

-r: 显示io请求相关的统计数据

-s: 显示swapped相关的统计数据

以下带参数运行

如: #dstat --top-io

? --tcp

? --udp

? --unix

? --raw

? --socket

? --ipc

? --top-cpu：显示最占用CPU的进程

? --top-io: 显示最占用io的进程

? --top-mem: 显示最占用内存的进程

? --top-latency: 显示延迟最大的进程

iotop

第一行：Read和Write速率总计

第二行：实际的Read和Write速率

第三行：参数如下：

线程ID（按p切换为进程ID）

优先级

用户

磁盘读速率

磁盘写速率

swap交换百分比

IO等待所占的百分比

线程/进程命令36

iotop常用参数

? -o, --only只显示正在产生I/O的进程或线程。除了传参，可以在运行过程中按o生效。

? -b, --batch非交互模式，一般用来记录日志。

? -n NUM, --iter=NUM设置监测的次数，默认无限。在非交互模式下很有用。

? -d SEC, --delay=SEC设置每次监测的间隔，默认1秒，接受非整形数据例如1.1。

? -p PID, --pid=PID指定监测的进程/线程。

? -u USER, --user=USER指定监测某个用户产生的I/O。

? -P, --processes仅显示进程，默认iotop显示所有线程。

? -a, --accumulated显示累积的I/O，而不是带宽。

? -k, --kilobytes使用kB单位，而不是对人友好的单位。在非交互模式下，脚本编程有用

iotop常用参数和快捷键

? -t, --time 加上时间戳，非交互非模式

? -q, --quiet 禁止头几行，非交互模式，有三种指定方式

? -q 只在第一次监测时显示列名

? -qq 永远不显示列名

? -qqq 永远不显示I/O汇总

交互按键

left和right方向键：改变排序

r：反向排序

o：切换至选项--only

p：切换至--processes选项

a：切换至--accumulated选项

q：退出。

i：改变线程的优先级

kill

kill命令：

向进程发送控制信号，以实现对进程管理,每个信号对应一个数字，信号名称以SIG开头（可省略），不区分大小写

显示当前系统可用信号： kill –l

常用信号：man 7 signal

指定信号的方法：

(1) 信号的数字标识：1, 2, 9

(2) 信号完整名称：SIGHUP

(3) 信号的简写名称：hup HUP quit QUIT

kill -9 1 如果杀死进程号为1的进程，会对系统造成一定损伤，不建议使用。

在kill 1的时候，centos 6 会把进程/sbin/mingetty 杀死，直接把tty再生功能给丢失了。也就是说，当kill 1时，再Kill掉指定终端，就无法再从那么终端登录了。

以下就是6个tty的守护进程

killall

按进程名称结束进程。

killall [-SIGNAL] 进程名称

killall -0 ping 可以检查ping命令进程是否存在

pkill

按模式：pkill [options] pattern.-SIGNAL        与pgrep选项基本一致

-u uid: effective user，生效者

-U uid: real user，真正发起运行命令者

-t terminal: 与指定终端相关的进程

-l: 显示进程名（pgrep可用）

-a: 显示完整格式的进程名（pgrep可用）

-P pid: 显示指定进程的子进程

trap

信号捕抓

显示当前系统可用信号： trap -l

可用于脚本编程时捕获特定信号后再执行其他指令

原文：http://blog.51cto.com/191226139/2054658