Linux基础-08-进程控制

时间 2019-12-13

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 1. 系统监视和进程控制工具—top和free 

 
 1) top命令的功能：top命令是Linux下经常使用的性能分析工具,可以实时显示系统中各个进程的资源占用情况,相似于Windows的任务管理器。 

 
 2) 使用top命令列出系统状态时，系统默认每5秒刷新一下屏幕上的显示结果。 

 
 1. 第一行是任务队列信息 

12:38:33	当前时间
up 50days	系统运行时间，格式为时:分
1 user	当前登陆用户数
load average: 0.06, 0.60, 0.48	系统负载。三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到如今的平均值。

 
 2. 第2、三行为进程和CPU的信息 

Tasks: 29 total	进程总数
1 running	正在运行的进程数
28 sleeping	睡眠的进程数
0 stopped	中止的进程数
0 zombie	僵尸进程数
Cpu(s): 0.3% us	用户空间占用CPU百分比
1.0% sy	内核空间占用CPU百分比
0.0% ni	用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
98.7% id	空闲CPU百分比
0.0% wa	等待输入输出的CPU时间百分比
0.0% hi	硬件中断占用CPU时间的百分比
0.0% si	软件中断占用CPU时间的百分比

 
 3. 第四五行为内存信息 

 
 4.  进程信息 

列名	含义
PID	进程id
PPID	父进程id
RUSER	Real user name
UID	进程全部者的用户id
USER	进程全部者的用户名
GROUP	进程全部者的组名
TTY	启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
PR	优先级
NI	nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
P	最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
%CPU	上次更新到如今的CPU时间占用百分比
TIME	进程使用的CPU时间总计，单位秒
TIME+	进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
%MEM	进程使用的物理内存百分比
VIRT	进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
SWAP	进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。
RES	进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
CODE	可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
DATA	可执行代码之外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
SHR	共享内存大小，单位kb
nFLT	页面错误次数
nDRT	最后一次写入到如今，被修改过的页面数。
S	进程状态。 D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/中止 Z=僵尸进程
COMMAND	命令名/命令行
WCHAN	若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
Flags	任务标志，参考 sched.h

  cpu利用率与load average 

  cpu是用来干活的，按照这个层面去理解，每一个码农都是一个cpu 

  cpu利用率：上一天班的时间是8个小时，而码农敲代码的时间为2个小时，2/8=0.25  ,25%就是码农在一天的时间内的利用率（正常状况，cpu利用率<70%） 

  cpu负载：公司在一分钟内为某个码农安排了3个任务，而1分钟内该码农能作6个任务，那么该码农一分钟内的负载为0.5 

  　　        若是公司在5分钟内为某个码农安排了100个任务，而5分钟内该码农只能作50个任务，那么该码农5分钟内的负载为2.0，即超负荷运转 

  　　　　  cpu负载<=1:能正常应付 

               cpu负载>1:超负荷运转 

  　　　　 若是有4核，至关于将100个任务交给4个码农去干，若是每一个码农的负载都是100%，那么总体的cpu负载达到4.0则是很正常的现象 

               多核cpu，  
 load average 应该 <= cpu核数 * 0.7 

  为什么要有1分钟，5分钟，15分钟三种cpu负载？ 

  　　其实之因此要给出3个值，就是但愿咱们能结合起来看。或者说但愿展现一个动态的图表式的数据，好比最近一分钟显示负载120%。而最近5分钟和15分钟显示负载为50%。可能你不用太过担忧。可是若是你发现系统的负载一直维持在120%以上，就必需要提升硬件配置了。 

  cpu利用率和cpu负载太高，都是很差的现象，可是也有可能出现， 
 低利用率，高负载的状况： 

  　　为一个码农分配了100个项目，毫无疑问，该码农的负载是很高的，可是码农在具体去作一个项目时，可能会碰到须要购买机器，或者查询资料等耗费时间的问题，真正动手写代码的时间可能很短，而这段时间才是码农真正为公司干活的时间，若是每一个项目都有相似这种问题，那么100个项目加到一块儿，码农真正工做的时间也不会太多，这就形成了低利用率。 

  　　在两种状况下会致使一个进程在逻辑上不能运行， 

  　　1. 进程挂起是自身缘由，遇到I/O阻塞，便要让出CPU让其余进程去执行，这样保证CPU一直在工做 

  　　2. 与进程无关，是操做系统层面，可能会由于一个进程占用时间过多，或者优先级等缘由，而调用其余的进程去使用CPU。 

  　　于是一个进程有三种状态 

 
 3) free命令的功能：显示内存的使用状态。(下图centos6中查看效果，用二维数组表明FO即free output) 

 
 1 2 3 4 5 6 1 total used free shared buffers cached 2 Mem: 24677460 23276064 1401396 0 870540 12084008 3 -/+ buffers/cache: 10321516 14355944 4 Swap: 25151484 224188 24927296 

  从操做系统的角度： 

  　　物理内存FO[2][1]=24677460KB 

  　　物理内存被使用的内存FO[2][2]=23276064KB 

  　　能够用内存F[2][3]=1401396KB 

  　　等式：FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3] 

  　　共享内存F[2][4]=0,表示几个进程共享的内存（数据共享） 

  　　F[2][5]=870540表示已经分配可是还未使用的buffers大小 

  　　F[2][6]=12084008表示已经分配可是还未使用的buffers大小 

  　　buffer和cache的解释： 

A buffer is something that has yet to be "written" to disk.
A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

  　　也就是说buffer是用于存放要输出到disk（块设备）的数据的，而cache是存放从disk上读出的数据。这两者是为了提升IO性能的，并由OS管理。 

  　　Linux和其余成熟的操做系统（例如windows），为了提升IO read的性能，老是要多cache一些数据，这也就是为何FO[2][6]（cached memory）比较大，而FO[2][3]比较小的缘由。咱们能够作一个简单的测试 

释放掉被系统cache占用的数据；

  echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches  

读一个大文件，并记录时间；
关闭该文件；
重读这个大文件，并记录时间；

  　　第二次读应该比第一次快不少。 

  　　free输出的第二行是从一个应用程序的角度看系统内存的使用状况。 

对于FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存；
对于FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一个应用程序认为系统还有多少内存；

  　　由于被系统cache和buffer占用的内存能够被快速回收，因此一般FO[3][3]比FO[2][3]会大不少。 

  　　这里还用两个等式： 

FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]
FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

  　　free命令的全部输出值都是从/proc/meminfo中读出的。 

 
 4)  free命令的功能：显示内存的使用状态。(下面均为centos7中查看效果) 

 
 http://www.linuxatemyram.com/提到使用 
 free命令查看Linux系统使用内存时，used一项会把当前cache的大小也会加进去，这样会形成free这一栏显示的内存特别少： 

 
 $ free -m total used free shared buff/cache available Mem: 1504 1491 13 0 855 869 Swap: 2047 6 2041  

  但是实际上， 
 cache根据应用程序的须要是能够回收利用的，所以free这一栏并不能真实地表现有多少“可使用”的内存。实际系统可用内存应该以available数据为准。 

 
 linuxatemyram所提到的free命令也许是比较老的版本，我尝试了RHEL 7.2，Ubuntu 16.04和Arch Linux这3个Linux发行版，均没有出现used包含cache的状况： 

 
 $ free -m total used free shared buff/cache available Mem: 64325 47437 3150 1860 13737 14373  

  另外，从 
 man free命令中也能够获得，目前计算used的值是要减掉free和buff/cache的： 

  used Used memory (calculated as total – free – buffers – cache) 

  可使用 
 -w命令行选项获得buff和cache各自使用的数量： 

 
 $ free -wm total used free shared buffers cache available Mem: 64325 48287 2476 1859 1430 12131 13524  

 
 须要注意的是，free表示的是当前彻底没有被程序使用的内存；而cache在有须要时，是能够被释放出来以供其它进程使用的（固然，并非全部cache均可以释放，好比当前被用做ramfs的内存）。而available才真正代表系统目前能够提供给应用程序使用的内存。/proc/meminfo从3.14内核版本开始提供MemAvailable的值；在2.6.27~3.14版本之间，是free程序本身计算available的值；早于2.6.27版本，available的值则同free同样。 

 
 2. 系统中进程的监控—ps 

 
 1) 进程的定义：进程是程序的一次动态执行。 

 
 2) 守护进程的定义：守护进程是在后台运行并提供系统服务的一些进程。 

 
 3) 父进程、子进程的定义：当一个进程建立另外一个进程时，第1个进程被称为新进程的父进程，而新进程被称为子进程。 

 
 4) ps命令的功能：用来显示当前进程的状态。 

 
 ps -aux 显示全部的与用户相关的完整信息 

 
 grep -v 反向匹配 

 
 ps aux |grep'firefox' |grep -v 'grep' 寻找firefox进程 

 
 3. 系统中进程的监控pstree、kill 

 
 centos7默认没有pstree，须要yum -y install psmisc 

 
 1) pstree命令的功能：以树状图显示程序。 

 
 2) pstree命令的用法举例： 

 
 例如：列出PID为4729的进程的进程状态树的命令：pstree 4729 

 
 3) kill命令的功能：把一个信号发送给一个或多个进程。默认发送终止信号。 

 
 4) 应用kill命令终止进程 

 
 例如：终止PID为3852的进程的命令：kill 3852 

 
 5) 应用kill -9命令杀死进程 

 
 例如：杀死PID为3906的进程的命令：kill -9 3906 

 
 4. pgrep命令的功能：经过名称或其余属性查找进程 

 
 例如：查找名为firefox的进程的命令为：pgrep firefox 

 
 5. pkill命令的功能：经过名称或其余属性发信号给进程 

 
 例如：杀死名为firefox的进程的命令为：pkill firefox 

 
 Firefox % 将Firefox调到后台运行 

 
 jobs 查看在后台运行的程序 

 
 fg %1 将程序从后台调到前台 