3.5 进程管理 #

进程是运行中的程序，从程序开始运行到终止的整个生命周期是可管理的。

以 C 程序为例，程序的启动是从 main 函数开始的：

int main(int agrc,char *argv[])

程序终止的方式并不唯一，可以分为正常终止和异常终止。正常终止也分为从 main 返回、调用 exit 等方式。异常终止分为调用 abort、接收信号等。

3.5.1 进程查看 #

ps #

ps 可以查看当前系统的进程状态。

-e 选项

显示所有程序。

-f 选项

常搭配 -e 选项使用。显示 UID（有效用户ID），PPID（父进程）等信息，进程由哪个用户启动的，有时启动用户和运行用户可能不一样，比如 Nginx 由 root 启动，但是实际的运行身份是 nobody。

-L 选线

进程中的线程，LWP 轻量级进程也就是线程。

pstree #

如果没有 pstree 命令可以自行安装。

yum install psmisc -y

top #

top 可以实时动态地查看系统的整体运行情况，是一个综合了多方信息监测系统性能和运行信息的实用工具。

top 界面主要分为两个部分，前 5 行展示的是系统的整体性能，光标下面部分是系统中每个进程的具体信息。光标所在处是用来输入操作命令的。

系统的整体性能 #

第一行：

top - 14:39:05 up 36 days, 21:26,  3 users,  load average: 56.31, 55.92, 56.03

top：名称
14:39:05：系统当前时间
up 36 days, 21:26：系统以及运行的时间，和 uptime 命令相等
3 users：当前有 3 个用户在线
load average: 56.31, 55.92, 56.03：系统一定时间内的平均负载，分别是 1 分钟、5 分钟、15 分钟。

主要关注load average这个值，所谓系统负载就是：在一段时间内，CPU 正在处理以及等待 CPU 处理的进程数之和。系统在同一时间运行的进程数和系统 CPU 核数相关，一般来说 Load Average 的数值别超过这台机器的总核数，就没什么问题。

第二行：

Tasks: 265 total,   2 running, 263 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

Tasks：任务，也就是进程
265 total：当前总共有 265 个任务，也就是 265 个进程
2 running：2 个进程正在运行
263 sleeping：263 个进程正在休眠
0 stopped：0 个停止的进程
0 zombie：1 个僵尸进程

第三行：

%Cpu(s): 88.9 us,  7.9 sy,  0.0 ni,  1.7 id,  0.0 wa,  1.4 hi,  0.0 si,  0.0 st

%Cpu(s)：CPU 使用率
88.9 us：用户空间占用 CPU 时间的百分比（大部分进程都运行在用户态，通常都是希望用户空间 CPU 越高越好）
7.9 sy：内核空间占用 CPU 时间的百分比（Linux 内核态占用的 CPU 时间，系统 CPU 占用越高，表明系统某部分存在瓶颈。通常这个值越低越好）
0.0 ni：占用 CPU 时间的百分比（ni 是 nice 的缩写，进程用户态的优先级，如果调整过优先级，那么展示的就是调整过 nice 值的进程消耗掉的CPU 时间，如果系统中没有进程被调整过 nice 值，那么 ni 就显示为 0）
1.7 id：空闲 CPU 占用率，等待进程运行
0.0 wa：等待输入输出的 CPU 时间百分比（CPU 的处理速度是很快的，磁盘 IO 操作是非常慢的。wa 表示 CPU 在等待 IO 操作完成所花费的时间。系统不应该花费大量的时间来等待 IO 操作，否则就说明 IO 存在瓶颈）
1.4 hi：CPU 硬中断时间百分比（硬中断是硬盘、网卡等硬件设备发送给 CPU 的中断消息）
0.0 si：CPU 软中断时间百分比（软中断是由程序发出的中断）
0.0 st：被强制等待（involuntary wait）虚拟 CPU 的时间，此时 Hypervisor 在为另一个虚拟处理器服务。

第四行：

MiB Mem :  15508.4 total,   3858.4 free,   3369.3 used,   828.07 buff/cache

MiB Mem：内存
15508.4 total：物理内存总量
3858.4 free：空闲内存量
3369.3 used：已使用的内存量
828.07 buff/cache：用作内核缓存的内存量

第五行：

MiB Swap:   4096.0 total,   3855.1 free,    240.9 used.  10823.7 avail Mem

MiB Swap：交换空间（虚拟内存，当内存不足的时候，把一部分硬盘空间虚拟城内存使用）
4096.0 total：交换区总量
3855.1 free：空闲交换区总量
240.9 used：使用的交换区总量
10823.7 avail Mem：可用于启动一个新应用的内存（物理内存），和 free 不同，它计算的是可回收的 page cache 和 memory slab

第四行和第五行输出信息，等同于使用 free -m 命令。

进程信息 #

 PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND

PID：进程 id
USER：进程所有者
PR：进程的优先级，越小优先级越高
NI：nice 值，负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT：进程使用的虚拟内存，单位是 kb
RES：进程使用的物理内存，单位 kb
SHR：进程使用的共享内存，单位 kb
S：进程状态（S 表示休眠，R 表示正在运行，Z 表示僵死状态，N 表示该进程优先值为负数，I 表示空闲状态）
%CPU：进程占用的 CPU 使用率
%MEM：进程使用的物理内存和总内存的百分比
TIME+：进程使用的 CPU 时间总计，单位 1/100 秒
COMMAND：命令行

上述列是 top 命令的默认显示，还有一些参数可以使用 top 的交互命令选择显示，按 f 键，选择需要展示的部分。

命令行选项 #

格式：top [选项]

选项	功能
-p	只显示某个进程的信息
-d	设置刷新时间，默认是5s
-c	显示产生进程的完整命令，默认是进程名
-o	指定要排序的字段，比如 top -o PID 按照 PID 从大到小，top -o -PID 按照 PID 从小到大
-n	指定刷新次数，比如 top -n 3，刷新输出3次后退出
-b	以非交互非全屏模式运行，以批次的方式执行top，一般配合-n指定输出几次统计信息，将输出重定向到指定文件，比如 `top -b -n 3 > /tmp/top.tmp`
-i	不显示任何闲置 (idle) 或无用 (zombie) 的进程
-u	查找特定用户启动的进程

交互命令 #

top命令在执行过程中可以使用一些交互功能：

按键	功能
h 键	按下h键，会显示帮助画面
c 键	按下c键，会显示产生进程的完整命令，等同于-c参数，再次按下c键，变为默认显示
f 键	按下f键，可以选择需要展示的项目
M 键	按下M键，根据驻留内存大小（RES）排序
P 键	按下P键，根据CPU使用百分比大小进行排序
T 键	按下T键，根据时间/累计时间进行排序
E 键	按下E键，切换顶部内存显示单位
e 键	按下e键，切换进程内存显示单位
l 键	按下l键，切换显示平均负载和启动时间信息。
t 键	按下t键，切换显示CPU状态信息
m 键	按下m键，切换显示内存信息

VIRT、RES、SHR含义 #

VIRT:

进程 “需要的” 虚拟内存大小，包括进程使用的库、代码、数据，以及 malloc、new 分配的堆空间和分配的栈空间等；
假如进程新申请 10MB 的内存，但实际只使用了 1MB，那么它会增长 10MB，而不是实际的 1MB 使用量。

RES:

进程当前使用的内存大小，包括使用中的 malloc、new 分配的堆空间和分配的栈空间，但不包括 swap out 量；
包含其他进程的共享；
如果申请 10MB 的内存，实际使用 1MB，它只增长 1MB；

SHR:

进程当前使用的内存大小，包括使用中的 malloc、new 分配的堆空间和分配的栈空间，但不包括 swap out 量；
包含其他进程的共享；
如果申请 10MB 的内存，实际使用 1MB，它只增长 1MB；

上述三个值是从 /proc/pid/statm 文件中格式化读出来的，前三个值分别是 VIRT、RES、SHR，单位是页，常见的是 4kb。

3.5.2 进程的控制命令 #

调整优先级 #

nice 范围从 -20 到 19，值越小优先级越高，抢占资源就越多

renice 重新设置优先级

当服务在运行的时候想调整优先级，可以用 renice 设置。

作业控制 #

作业控制是一个命令行功能，也叫后台运行。

goreground（fg）：前台进程，是在终端中运行的命令，占领终端。

background（bg）：后台进程，没有控制终端，他不需要终端的交互，看不到，但是在运行。可以使用 & 符号让服务在后台运行。

如果想要挂起程序，可以使用 ctrl+z。如下，这是用top -p 89781 就可以看到是 stopped 的状态。如果想让再恢复运行，可以使用 fg 或 bg 唤醒。

jobs #

如何想让后台运行的程序调回前台，可以用 jobs。

3.5.3 进程的通信方式 #

信号 #

信号是进程间通信方式之一，典型用法是：终端用户输入中断命令，通过信号机制停止一个程序的运行。

kill -l可以查看所有的信号。

SIGINT 通知前台进程组终止进程 ctrl+C
SIGKILL立即结束程序，不能被阻塞和处理 kil -9 pid

3.5.5 守护进程和系统日志 #

nohup 和 daemon 都是 Linux/Unix 系统中的概念，它们都可以让程序在后台运行，但它们的实现方式和作用有所不同。

nohup 更适合运行一次性任务，而 daemon 更适合长期运行的系统服务。nohup 通常将输出信息重定向到文件中，而 daemon 通常将输出信息写入到系统日志中。

nohup #

nohup 命令使进程忽路 hangup（挂起）信号，即使终端关闭服务也不会停止，一般配置 & 使用。

/proc/ 目录在硬盘上是不存在，是操作系统读取内存的信息以文件的方式进行呈现，用户可以像操作文件一样操作这些，大多数的操作都是查看。

daemon #

daemon是守护进程的一种实现方式。守护进程是指在后台运行的一类长期运行的进程，通常不与任何终端关联。它们通常在系统启动时启动，并且在系统关闭时停止。守护进程通常用于提供一些系统服务，如网络服务、系统日志、计划任务等。

与 nohup 不同的是，守护进程通常会将自己的进程号（PID）写入到一个文件中，以便于其他程序查询和控制它。同时，守护进程通常会把自己从父进程中分离出来，以避免与其他进程产生关联。

另外，守护进程通常会将输出信息写入到系统日志中，而不是输出到控制台。这可以让系统管理员更方便地查看守护进程的状态和运行日志。

screen #

screen 可以规避因网络问题导致的异常，比如正在操作终端，突然终端断开了，再次连接时就不能回到上次的执行环境了。

如果没有 screen 命令可以进行安装。

yum install screen -y

输入 screen 进入 screen 环境
ctrl+a 再按 d 退出（detached） screen 环境，当按 ctrl+a 时是没有反应的要注意。
screen -ls 查看 screen 的会话
screen -r sessionid 恢复会话

常见系统日志 #

/var/log/messages：是一个系统日志文件，包含系统进程和服务的日志信息，包括系统启动、关机、登录和注销信息，以及用户和系统进程发出的警告和错误信息。这些日志信息对于排除系统问题和调试应用程序非常有用。
/var/log/dmesg：提供了关于硬件设备、驱动程序和内核模块的详细信息，以及任何可能会影响系统操作的错误或警告消息，可以帮助诊断与硬件相关的问题，例如设备驱动程序或文件系统错误等。
/var/log/secure：包含系统认证和安全相关的消息，如登录和注销信息，sudo 命令的使用，以及系统和应用程序的安全事件。这些日志信息对于跟踪和分析安全事件非常有用。

3.5.5 systemctl #

service 对于服务的启动和停止的控制好坏完全决定与写脚本的同学，systemctl 是对 service 功能的强化。

service 的启动脚本放在 /etc/init.d 目录。systemctl 的脚本放在 /usr/lib/systemd/system 目录。一般 service 的脚本行数和复杂程度远大于 systemctl。

systemctl 的运行级别在目录 /lib/systemd/system 下，.service 文件表示服务，.target 文件表示运行级别。

常见操作 #

systemctl start|stop|restart|reload enable disable 服务名称

查看当前系统的运行级别

systemctl get-default

# 设置默认的启动级别
systemctl set-default multi-user.target

3.5.1 SELinux 简介 #

SELinux 是 Security Enhanced Linux 缩写，采用委任式存取控制，是在进行程序、文件等细节权限设置依据的一个核心模块。

自主式（DAC） #

当程序要操作文件时，系统根据程序的 Owner/Group，对比文件的权限，若通过权限检查，则可操作文件，但可能造成问题：

root 具有最高权限，若某程序属于 root，则该程序可操作系统的任何文件；
使用者可利用程序来变更文件的权限。

委任式（MAC） #

也即是 SELinux 所采用的方式，可针对特定程序与特定文件来进行权限的控制。

即使是 root，在使用不同程序时所取到的权限也不一定是 root，而是根据该程序的设定；
程序也不能任意使用系统文件，因为每个文件也有针对该程序可用的权限设定。

常见命令 #

selinux 配置文件在 /etc/selinux/config 里，可以直接修改配置文件让其生效，修改后需要重启系统。

临时修改可以使用 setenforce 命令