Troubleshooting（二）：进程

前言

    服务器的意义就在于这些运行中的进程，这也是工做围绕的重点之一。

    在 Linux 和 Unix 中（Windows Server 基本没接触过）进程一般被定义为程序执行时的一个实例，每一个进程都有一个自身的进程描述符，里面详细记录了关于进程的一切。

     Liunx 中查看进程状态的命令也大都围绕着这个进程描述符的，和 TCP 协议同样，每一个域都有自身的含义，前辈们的设计理念仍是很统一而高效的！   

    PS：关于进程描述符和比较偏底层的就不在这里详细介绍了，本人理解有限，传送门：《深刻理解 Linux 内核》

 

进程状态

•     ps

    ps：Process Status，从字面意思就能够看出来，这个命令是用来查看进程状态的。

    ps 命令列出了当前进程的快照，也就是说它不是动态的显示这些进程的，仅仅是执行命令那个时刻的进程信息，而在 Linux 中，/proc 目录就是存放进程相关的文件及目录，ps 命令也是经过读取这些文件来显示的（starce 命令能够追踪命令的系统调用 starce ps）。

    进程状态：STAT

    D        不可中断（一般为 IO）

    R        正在运行中的进程

    S        已经中断的进程，处于休眠状态，系统中大部分进程都是这个状态

    T        中止或被暂停的进程

    W        没有作够的内存页分配

    X        已经死掉的进程

    Z        僵尸进程，进程已终止，但进程描述符还在，直到父进程调用 wait4() 系统调用后释放

 

    BSD 风格

    <        高优先级进程

    N        低优先级进程

    L        在内存中被锁了内存分页

    s        包含子进程

    l        多线程进程

    +        前台运行的进程

 

    VSZ：占用虚拟内存大小；（Mac 中压缩后的内存跟这个很像）

    RSS：占用内存大小；

    TTY：终端的次要装置号码；

 

    经常使用选项：    a  显示现行终端机下全部程序，不区分用户；

                       -A -e x  显示全部程序；

                       -H 树装显示（实在很鸡肋，仅用空格肉眼实在很差分辨）

 

• pstree

    以树状结构显示进程，ps -H 的加强版。

 

• pstack

    相似于 stack 命令，用于进程的栈跟踪，显示系统调用，偏底层，对于内功修炼颇有帮助。

 

• kill

    终止指定进程，kill 命令经过向进程发送指定的信号来结束相应进程的，默认采用 15 SIGTERM 的信号，-l 参数能够列出所有信号编号参数（含义可自行查找），经常使用的 HUP 1 终端断线、INT 2 中断、QUIT 3 退出、TERM 15 终止、KILL 9 强制终止、CONT 18 继续（与  STOP 相反）、STOP 19 暂停（同 Ctrl + z）

 

• top/htop

    又一个 Linux 经常使用的进程管理工具，在性能分析时能实时显示各个进程的资源占用情况，相似于任务管理器。

    第一行：任务队列信息，同 uptime，load average 分别列出一、五、15分钟的负载数，大于 5 表示超负荷了。

    第二行：Tasks，处于某个状态的进程数；

    第三行：cpu 状态信息，us -- 用户空间cpu占用、sy —— 内核空间占用、ni——改变过优先级的进程占用、id——空闲cpu、wa——IO等待cpu占用、hi si 硬软中断占用；

    第4、五行：内存状态、swap 交换分区状态；

PS：简单计算可用内存数：第四行 free + 第四行 buff + 第五行 cache

    top 还支持交互命令的方式，h 可显示帮助信息，q 为退出，r 可调整进程的优先级。

    htop 相似于 top，默认是没有安装的，展现效果更好，由于命令大都是 F1~F10，mac 上按键不方便，用的较少。

 

• nice/renice

    nice [OPTION] [command [arguments...]]

    调整进程运行的优先级，提升进程的优先级，内核会分配更多 CPU 时间片给这个进程，默认状况下进程是以 0 的优先级启动的，top 中 NI（nice value）列展现了进程的优先级状况，范围为 -20 ~ 19，值越低，优先级越高。

    renice 相似于 nice，-u -g 选项可指定用户和组来改变进程优先级。

 

• ulimit

    ulimit shell 内建命令，调用系统 getrlimit 和 setrlimit API，来改变 resouce limit，从而改变 shell 启动的进程的 resource limit（子进程继承）。

    在 Linux 中，Resouce limit 指的是在一个进程执行的时候，所得到的资源限制：

    内核结构体定义了 rlimit 数据结构：

    ulimit 的 -S -H 参数分别对应内核的 soft limit 和 hard limit，hard limit 做为 soft limit 的上限，当设置了 hard limit 后，soft limit 就不能超过它，不指定这两个参数的时候，默认同时设置soft 和 hard。

    -a 参数可显示当前的限制设定，-c core 文件的最大值、-f shell 能创建的最大文件、-m 可以使用的内存上限、-n 同时开启的文件、-t 指定 CPU 使用时间、-u 用户最多开启的程序数目。

    ulimit 限制程序所能建立的 socket 数量，对于 C/S 模型中的 server 来讲，它会为多个 client 请求建立多个 socket 端口响应，linux建立一个新的socket，实际上也是建立了一个新的文件描述符，经过 ulimit -n来限制程序所能打开的最大文件描述符，可限制socket建立的数量。

    ulimit 限制的当前 shell 进程以及其派生的子进程，要想针对具体用户的资源加以限制，则需经过修改 /etc/security/limit.conf 配置文件来限定：

<domain>  <type>  <item>  <value>

    domain表示用户或组，type 为soft 和 hard，item表示须要限定的资源（cpu、stack、nofile等）

    若是想对整个系统作限制，则须要修改 /proc 的配置文件，/proc/sys/kernel/pid_max、/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 等等，经过修改内核的配置文件，来控制系统的资源限制。

 

• cgroups

    cgroups（Control Groups）最初叫Process Container，由Google工程师（Paul Menage和Rohit Seth）于2006年提出，后来由于Container有多重含义容易引发误解，就在2007年改名为Control Groups，并被整合进Linux内核。顾名思义就是把进程放到一个组里面统一加以控制。ps：偷懒摘下维基百科

    最近很火的 docker 就是使用 cgroups 来管理 container 的资源的，linux 下重量级的资源管理框架，配上好的前端简直能够把配置系统资源这么抽象而微观的事情，变成一件可视化精细度很高的一件事，因为小的项目不多关注资源限制，因此大都用不上，不过不可否定它的强大。

    后续单独博客整理

 

• pgrep

    经过进程号全局正则匹配，pgrep 扫描当前运行的进程，而后按照命令匹配出进程 PID，-u 可指定用户、-l 显示进程名称、-P 指定父进程号、-t 指定开启进程的终端。

 

• fg/bg

    fg 和 bg 用来调度正在运行的任务，前台运行的程序使用 Ctrl-z 能够挂起这个程序，jobs 命令能够查看任务，fg 命令能够把做业调回前台运行，bg 则能够把程序调度到后台，& 用在命令最后，也能够把这个命令放到后台执行。

• nohup

    不挂断地运行命令，nohup 运行由 command 参数和任何相关的 Arg 参数指定的命令，它会忽略全部挂断（SIGHUP）信号，从而使的程序接受不到挂断的信号。

    输出会附加到当前目录的 nohup.out 文件中，nohup command & 便可建立一个不挂起的进程到后台，命令提示 nohup 成功后在终端任意键便可回到命令窗口，exit 退出则可安全退出，直接在成功后就关闭终端，会断掉 session，致使 nohup 的进程被一块儿 shutdown。

 

• ipcs

    ipcs 显示进程间通讯设施状态，能够显示消息队列、共享内存和信号量，-m 查看系统使用的 IPC 共享内存资源、-q 系统使用 IPC 消息队列、-s 系统使用 IPC 信号量资源、-l 查询系统 IPC 参数限制。

    IPC（Inter-process Communication）进程间通讯，指多个进程间相互通讯，交换信息的方法，Linux IPC 基本是从 Unix（System V风格和 BSD 风格）平台继承的，支持 POSIX （Portable Operating System Interface 可移植操做系统接口）IPC。

    信号是 Linux 系统在必定条件下生产的事件，是一种异步通讯机制，进程不须要执行任何操做来等待信号的到达，信号异步通知接收信号的进程发生了某个事件，而后操做系统会中断接收到信号的进程的执行，转而去执行相应的信号处理程序。管道是用来链接不一样进程之间的数据流。

    修改系统的 IPC 参数，须要修改 /etc/sysctl.conf 文件，kernel.msgmax、kernel.msgmnb、kernel.msgmni、kernel.shmmax 等参数，sysctl -p 生效。

ps：未搞懂 ipcs，解释均摘自 google 查询，先记录，后续有时间研究下。