本篇文章描述了Linux中进程管理的基础知识。
一.理解进程和线程
1.1 什么是进程
- 进程是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
- 它包含了程序执行所需的各种资源，如内存空间、文件描述符等
- 每个进程都有自己独立的内存空间和系统资源，不同进程之间相互隔离
- 程序是静态的代码文件
- 进程是指程序运行时的形态
- 进程是程序的一个副本
- 进程是有生命周期的（准备期，运行期，终止期）
1.2 什么是线程
- 线程是进程中的一个执行单元，是CPU调度和分派的基本单位。
- 一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的内存空间和系统资源
- 每个线程有自己独立的栈空间和程序计数器、
- 线程之间可以并发执行，提高程序的执行效率
- 当进程是多任务，cpu是多核心，多任务应该同时被每个核心处理，每个核心处理的任务叫线程
二 进程状态
| 进程状态码 | 含义 |
|---|---|
| R(TAKS_RUNNING) | 可执行态 (running, ready) |
| S(TASK_INTERRUPTTABLE) | 可唤醒休眠 |
| D(TASK_UNINTERRUPTABLE) | 不可唤醒休眠 |
| T(TASK_STOP) | 暂停状态 |
| Z(TASK_zombie) | 僵死态 |
三 进程查看的方法
3.1 在图形中查看进程
# gnome-system-monitor
#打开图形中的进程管理工具
3.2 常用进程查看命令的使用
ps #进程查看
ps 命令的三种执行风格UNIXbsdGNU
a 与终端相关的进程(当用户登陆系统后产生的进程都是带终端的)
x 与终端无关相关的进程
u 用户信息归类的查看方式
f 进程层级关系
o 显示指定参数
pid comm nice pri pcpu ppid stat, user, group
-e 显示所有进程
-f 显示信息的完整格式
-H 显示进程的层级结构
-o 显示指定参数
--sort= 按照规则排序
ps ax显示信息如下：
PID 进程id
#TTY 进程用到的终端
#STAT 进程状态
#TIME 进程占用cpu时长
#COMMAND 进程名称
ps aux显示信息如下：
USER 进程所有人
#PID 进程id
#%CPU 进程使用cpu的用量
%MEM 进程所用到的内存用量
VSZ 进程使用的虚拟内存大小
#RSS 进程常驻内存中的数据大小
#TTY 进程用到的终端
STAT 进程状态
START 进程运行时长
TIME 进程占用cpu时长
COMMAND 进程名称
pgrep #进程过滤
-uuid 显示指定用户进程
-U user 显示指定用户进程
-t tty 显示指定终端进程
-1 显示进程名称
-a 显示进程的完整名称
-P 进程的子进程
pidof 进程名称 ##查看vim的pid
top ##动态进程查看
top命令的参数
-d 指定刷新频率
-b 以批次方式显示
-n指定显示的批次数量
top内部指令
#Cpu排序
M内存排序
T累计占用cpu时间排序
1 关闭/开启uptime信息
t关闭/开启cpu&task
S指定刷新频率
k 操作进程
u 查看指定用户进程
top中的内容显示信息
09:48:51 系统时间
up 18:54 运行时长
2 users 系统中有两个用户登陆
load average: 0.75, 0.53, 0.41
1min 5min 15min
Tasks:
331 total 任务总量
3 running 正在运行
329 sleeping 休眠人物数量
0 stopped 被暂停数量
0 zombie 僵死人物数量
%Cpu(s)
1.5 us 用户空间
1.9 sy 内核空间
0.0 n i nice值调整时间
58.9 id 空闲时间
0.0 wa 等待io时间
2.1 hi 处理硬件中断时间
0.2si 处理软件中断时间
0.0st被偷走的时间（vm使用时间）
MiB Mem :
7664.6 total, 总量
5383.9 free 空闲
1312.1 used 占用
968.8buff/cache 缓存
MiB Swap: 交换分区用量
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
PID 进程id
USER 进程所有者的用户名
PR 优先级
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总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
SHR 共享内存大小，单位kb
S 进程状态(D=不可中断的睡眠状态,R=运行,S=睡眠,T=跟踪/停止,Z=僵尸进
程）
CPU上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM 进程使用的物理内存百分比
TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
COMMAND 命令名/命令行
四 进程的前后台调用
<ctrl1>+<z> ##把占用shell的进程打入后台挂起
bg ##把后台挂起的进程运行起来
fg ##把后台进程调回前台
命令& ##查看当前shell中在后台的所有工作
jobs ##运行进程在后台
五 进程的优先级
5.1 进程优先级定义
- 进程优先级（Process Priority）是Linux内核用于决定CPU资源分配的关键指标
- 优先级越高的进程越有可能被 CPU 优先调度执行
5.2 优先级种类
- 静态优先级：由用户或管理员在进程启动时或运行中手动设置，范围为 -20（最高优先级）到 19（最低优先级），数值越小优先级越高。
- 动态优先级：由内核根据进程的运行状态（如CPU使用时间、睡眠时长等）自动调整，以平衡系统资源分配。
5.3 静态优先级的调整方法
优先级范围值：
范围： 0–139
内核自控优先级范围：0-99
用户可控优先级：100-139
nice -n -5 cat ##指定优先级打开进程
renice -n -5 43331 ##更改优先级
进程状态字符详解
S #sleeping
< #优先级高
S #顶级进程
T #stop
N #优先级底
R #running
+ #运行在前台
六 进程信号的使用
6.1 进程信号的定义
在Linux系统中，进程信号（Process Signal）是一种软件中断机制，用于在进程之间传递异步通知。它为系统提供了一种处理异常情况、实现进程间通信的简单方式。信号可以由系统内核、其他进程或者用户手动发送给目标进程，当进程接收到信号时，会根据信号的类型执行相应的操作，如终止进程、暂停进程、忽略信号等。
6.2 用户可控进程信号
| 信号名称 | 信号编号 | 默认行为 | 描述 |
|---|---|---|---|
| SIGHUP | 1 | 终止进程 | 终端断开连接时发送给与该终端关联的进程，常用于重新加载配置文件 |
| SIGINT | 2 | 终止进程 | 用户在终端按下 ctrl+c 时发送给当前前台进程 |
| SIGQUIT | 3 | 终止进程并生成核心转储文件 | 用户在终端按下 ctrl+\ 时发送给当前前台进程 |
| SIGTERM | 15 | 终止进程 | 通常用于请求进程正常终止，是系统默认的终止信号 |
| SIGKILL | 9 | 强制终止进程 | 不能被捕获、阻塞或忽略，用于强制终止无法正常响应的进程 |
| SIGCONT | 18 | 继续执行暂停的进程 | 用于恢复被暂停的进程 |
| SIGSTOP | 19 | 暂停进程 | 不能被捕获、阻塞或忽略，用于暂停进程的执行 |
| SIGTSTP | 20 | 暂停进程 | 可以被捕获、阻塞或忽略，用于暂停进程的执行 |
信号特点
- 可捕获、阻塞和忽略：像 SIGHUP、SIGINT、SIGTERM 这类信号，进程可以编写相应的信号处理函数来捕获它们，也可以选择阻塞（暂时不处理）或者忽略这些信号。
- 不可捕获、阻塞和忽略：SIGKILL 和 SIGSTOP 信号比较特殊，进程无法对其进行捕获、阻塞或忽略操作，这保证了在必要时可以强制终止或暂停进程
6.3 如何使用进程信号
#进程信号控制工具
kill 进程信号 pid #处理精确指定的进程
killall 进程信号 进程名字 #按照进程名称批量处理进程
pkil 进程信号 进程条件 #按照条件处理进程
七 systemd守护进程
7.1守护进程是什么
- 守护进程（ Daemon）是一种在后台持续运行的特殊进程，它不与终端直接交互，通常在系统启动时自动启动，并在系统关闭时才停止。
- 守护进程的设计目的是为系统提供各种服务，例如网络服务（如 HTTP 服务器、FTP 服务器）、日志服务、定时任务服务等。它们默默地在后台运行，为其他进程和用户提供支持，确保系统的正常运行。
7.2守护进程的特点
- 在后台运行：守护进程不会占用终端，不会受到用户登录或注销的影响，持续在后台执行任务。
- 生命周期长：一般从系统启动开始运行，直到系统关闭才停止，为系统提供长期稳定的服务。
- 无控制终端：守护进程没有控制终端，不会接收来自终端的输入，也不会将输出显示在终端上。
- 自成进程组和会话：守护进程通常会创建自己的进程组和会话，以确保独立于控制终端和其他进程。
7.3 Systemd守护进程
- Systemd 是 Linux 系统中新一代的初始化系统 (init system)，它旨在替代传统的 SysVinit 和 Upstart 等初始化系统
- Systemd 提供了一套强大的工具和机制，用于管理系统的启动、服务的管理、资源的分配等。它的设计目标是提高系统的启动速度、简化服务管理、增强系统的可靠性和可维护性。
7.4守护进程管理命令systemctl
systemctl命令的用法
start ##开启
stop ##关闭
status ##查看状态
reload ##重新加载
restart ##重新启动服务
enable ##设定服务开机启动
enable --now ##设定服务开机启动并当前开启服务
disable ##设定服务开启不其动
list-units ##查看系统所有服务当前状态
list-unit-files ##查看服务开机状态
list-dependencies ##列出服务依赖性
mask ##冻结服务
unmask ##解锁
set-default ##设定系统运行模式
#multi-user.target 无图形网络模式
#graphical.target 有图形的网络模式
get-default ##查看系统运行模式
##系统运行模式
#0-6
#0 关机
#1 单用户模式
#2 无图形网络模式
#3 无图形网络模式
#4 无图形网络模式
#5 图形网络模式
#6 重启