Linux进程含义知多少

 理想状况下，您应该明白在您的系统中运行的每个进程。要得到全部进程的列表，能够执行命令 ps -ef（POSIX 风格）或 ps ax（BSD 风格）。进程名有方括号的是内核级的进程，执行辅助功能（好比将缓存写入到磁盘）；全部其余进程都是使用者进程。您会注意到，就算是在您新安装的（最小化的）系统中，也会有不少进程在运行。熟悉它们，并把它们记录到文档中。

kswapd0,kjournald,pdflush、kblocked

1.kswapd0

Linux uses kswapd for virtual memory management such that pages that have been recently accessed are kept in memory and less active pages are paged out to disk.
(what is a page?)…Linux uses manages memory in units called pages.
So,the kswapd process regularly decreases the ages of unreferenced pages…and at the end they are paged out(moved out) to disk

系统每过必定时间就会唤醒kswapd，看看内存是否紧张，若是不紧张，则睡眠，在kswapd中，有2个阀值,pages_hige和pages_low,当空闲内存页的数量低于pages_low的时候,kswapd进程就会扫描内存而且每次释放出32个free pages,直到free page的数量到达pages_high.

2.kjournald

EXT3文件系统的日志进程,具备3种模式:

journal – logs all filesystem data and metadata changes. The slowest of the three ext3 journaling modes, this journaling mode minimizes the chance of losing the changes you have made to any file in an ext3 filesystem.（记录全部文件系统上的元数据改变,最慢的一种模式,）

ordered – only logs changes to filesystem metadata, but flushes file data updates to disk before making changes to associated filesystem metadata. This is the default ext3 journaling mode.(默认使用的模式,只记录文件系统改变的元数据，并在改变以前记录日志)

writeback – only logs changes to filesystem metadata but relies on the standard filesystem write process to write file data changes to disk. This is the fastest ext3 journaling mode.(最快的一种模式,一样只记录修改过的元数据,依赖标准文件系统写进程将数据写到硬盘)

修改模式EXT3的工做模式；

vim /etc/fstab

/dev/hda5      /opt            ext3       data=writeback        1 0
详细介绍:http://www.linuxplanet.com/linuxplanet/reports/4136/5/

三、pdflush

pdflush用于将内存中的内容和文件系统进行同步，好比说,当一个文件在内存中进行修改,pdflush负责将它写回硬盘.每当内存中的垃圾页（dirty page）超过10%的时候,pdflush就会将这些页面备份回硬盘.这个比率是可调节的,经过/etc/sysctl.conf中的 vm.dirty_background_ratio项 默认值为10 也能够

cat /proc/sys/vm/dirty_background_ratio 查看当前的值

四、kblockd —- 块读写子系统

五、Migration 进程迁移

什么是进程迁移？
进程迁移就是将一个进程从当前位置移动到指定的处理器上。它的基本思想是在进程执行过程当中移动它，使得它在另外一个计算机上继续存取它的全部资源并继续运行，并且没必要知道运行进程或任何与其它相互做用的进程的知识就能够启动进程迁移操做，这意味着迁移是透明的。
进程迁移的好处
进程迁移是支持负载平衡和高容错性的一种很是有效的手段。对一系列的负载平衡策略的研究代表进程迁移是实现负载平衡的基础，进程迁移在不少方面具备适用性：

动态负载平衡：将进程迁移到负载轻或空闲的节点上，充分利用可用资源，经过减小节点间负载的差别来全面提升性能。 
容错性和高可用性：某节点出现故障时，经过将进程迁移到其它节点继续恢复运行，这将极大的提升系统的可靠性和可用性。在某些关键性应用中，这一点尤其重要。 
并行文件IO：将进程迁移到文件服务器上进行IO，而不是经过传统的从文件服务器经过网络将数据传输给进程。对于那些需向文件服务器请求大量数据的进程，这将有效的减小了通信量，极大的提升效率。

 
充分利用特殊资源：进程能够经过迁移来利用某节点上独特的硬件或软件能力。

 
内存导引（Memory Ushering）机制：当一个节点耗尽它的主存时，Memory Ushering机制将容许进程迁移到其它拥有空闲内存的节点，而不是让该节点频繁地进行分页或和外存进行交换。这种方式适合于负载较为均衡，但内存使用存在差别或内存物理配置存在差别的系统。 
进程迁移的实现角度
进程迁移的实现复杂性及对OS的依赖性阻碍了进程迁移的普遍使用 ，尤为是对透明的进程迁移实现。根据应用的级别，进程迁移能够做为OS的一部分、用户空间、系统环境的一部分或者成为应用程序的一部分。

用户级迁移：用户级实现较为简单，软件开发和维护也较为容易，所以，现有的不少系统都是采用用户级实现，如Condor和Utopia。但因为在用户级没法得到Kernel的全部状态，所以，对于某类进程，没法进行迁移。另外，因为Kernel空间和User空间之间存在着壁垒，打破这个边界得到 Kernel提供的服务须要巨大的开销。所以，用户级实现效率远远低于内核级实现。 
应用级迁移：应用级迁移实现较为简单，可移植性好，可是须要了解应用程序语义并可能需对应用程序进行修改或重编译，透明性较差，这方面的系统有Freedman、Skordos等。 
内核级迁移：基于内核的实现能够充分利用OS提供的功能，全面的获取进程和OS状态，所以实现效率较高，可以为用户提供很好的透明性。可是因为须要对OS进行修改，实现较为复杂。这方面的典型系统有MOSIX和 Sprite系统。

进程状态
进程迁移的主要工做就在于提取进程状态，而后在目的节点根据进程状态再生该进程。在现实中，一个进程拥有不少状态，而且随着操做系统的演化，进程状态也愈来愈多样。通常来讲，一个进程的状态能够分为如下几类：

进程执行状态（Execution State）：表示当前运行进程的处理器状态，和机器高度相关。包括内核在上下文切换时保存和恢复的信息，如通用和浮点寄存器值、栈指针、条件码等。 
进程控制（Process Control）：操做系统系统用来控制进程的全部信，通常包括进程优先级、进程标识，父进程标识等。一旦系统编排了进程控制信息，进程迁移系统必须冻结该进程的运行。 
进程Memory状态和进程地址空间：包括进程的全部虚存信息，进程数据和进程的堆栈信息等，是进程状态的最主要的一部分。 
进程的消息（Message）状态：包括进程缓冲的消息和链接（Link）的控制信息。进程迁移中通信链接的保持以及迁移后链接的恢复是进程迁移中一项较有挑战意义的问题。 
文件状态：进程的文件状态包括文件描述符和文件缓冲快。保持文件的Cache一致性和进程间文件同步访问也是进程迁移机制须要着重考虑的。 
因为在同构的环境下（相同或兼容的机器体系结构和指令集以及操做系统）提取和恢复进程状态相对容易，现有的工做大可能是以同构环境为前提的。不过，愈来愈多的人开始研究异构环境下的进程迁移机制，如TUI 系统。

 

#ps  相关进程  （k开头的基本上都是内核驱动，不建议杀掉）

PID TTY      STAT    TIME COMMAND
1    ?        Ss     0:00 init [3]                 (引导用户空间服务，管理孤儿线程，不能杀)     
2    ?        S      0:00 [migration/0]
3    ?        SN     0:00 [ksoftirqd/0]            (内核调度/管理第0个CPU软中断的守护进程，不能杀)
4    ?        S      0:00 [watchdog/0]             (系统监控应用，可以在系统出现故障时自动从新启动系统。不能杀）
5    ?        S      0:00 [migration/1]            (管理多核心(包括HypterThreading衍生的那个不大管用的、线程在各核心的迁移，不能杀）
6    ?        SN     0:00 [ksoftirqd/1]            (内核调度/管理第1个CPU软中断的守护进程，不能杀)
7    ?        S      0:00 [watchdog/1]             (系统监控应用，可以在系统出现故障时自动从新启动系统。不能杀）
8    ?        S<     0:00 [events/0]               (处理内核事件守护进程，不能杀)
9    ?        S<     0:00 [events/1]               (处理内核事件守护进程，不能杀)
10   ?        S<     0:00 [khelper]                (没查出来，感受不能杀）

11   ?        S<     0:00 [kthread]                (父内核线程，不能杀）   
15   ?        S<     0:00  \_ [kblockd/0]          (管理磁盘块读写，不能杀)
16   ?        S<     0:00  \_ [kblockd/1]          (管理磁盘块读写，不能杀)
17   ?        S<     0:00  \_ [kacpid]             (内核电源管理，不能杀）
120  ?        S<     0:00  \_ [cqueue/0]           (队列数据结构，不能杀）
121  ?        S<     0:00  \_ [cqueue/1]           (队列数据结构，不能杀）
124  ?        S<     0:00  \_ [khubd]              (内核的usb hub，不能杀）
126  ?        S<     0:00  \_ [kseriod]             内核线程
193  ?        S      0:00  \_ [pdflush]            (pdflush内核线程池是Linux为了回写文件系统数据而建立的进程，不能杀）
194  ?        S      0:00  \_ [pdflush]            (pdflush内核线程池是Linux为了回写文件系统数据而建立的进程，不能杀）

195  ?        S<     0:00  \_ [kswapd0]            (内存回收，确保系统空闲物理内存的数量在一个合适的范围，不能杀）
196  ?        S<     0:00  \_ [aio/0]              (代替用户进程管理io，不能杀）
197  ?        S<     0:00  \_ [aio/1]              (代替用户进程管理io，不能杀）
354  ?        S<     0:00  \_ [kpsmoused]          (内核鼠标支持，能够杀掉）   
387  ?        S<     0:00  \_ [ata/0]              (ata硬盘驱动，不能杀）
388  ?        S<     0:00  \_ [ata/1]              (ata硬盘驱动，不能杀）
389  ?        S<     0:00  \_ [ata_aux]            (ata硬盘驱动，不能杀）
393  ?        S<     0:00  \_ [scsi_eh_0]          (scsi设备，不建议杀）
394  ?        S<     0:00  \_ [scsi_eh_1]          (scsi设备，不建议杀）
395  ?        S<     0:00  \_ [scsi_eh_2]          (scsi设备，不建议杀）
396  ?        S<     0:00  \_ [scsi_eh_3]          (scsi设备，不建议杀）

432  ?        S<     0:00  \_ [kauditd]            (内核审核守护进程，不能杀）
1160 ?        S<     0:00  \_ [hda_codec]
1418 ?        S<     0:00  \_ [kmirrord]           (内核守护进程控制和监视镜像模块，不能杀）
400  ?        S<     0:00  \_ [kjournald]
1442 ?        S<     0:00  \_ [kjournald]
1444 ?        S<     0:00  \_ [kjournald]
1446 ?        S<     0:00  \_ [kjournald]          (kjournald Ext3文件系统的日志管理，一般每一个mount_的 Ext3分区会有一个 kjournald看管，各分区的日志
是独立的，不能杀）
466  ?        S<s    0:00 /sbin/udevd -d           (udevd 支持用户态设备操做，不能杀)
1825 ?        Ss     0:00 syslogd -m 0             (syslogd 系统日志进程，不能杀)
1828 ?        Ss     0:00 klogd -x                 (klogd 从内核信息缓冲区获取打印信息,不能杀）
1844 ?        Ss     0:00 irqbalance               (多个CPU之间均衡分配硬件中断，能够关闭，但不建议)

1864 ?        Ss     0:00 /usr/sbin/sshd           (sshd守护进程，不能杀)
1881 ?        Ss     0:00 crond                    (执行定时任务，不能杀)
1888 tty1     Ss+    0:00 /sbin/mingetty tty1      (mingetty 等待用户从tty登陆，能够杀）
1892 tty2     Ss+    0:00 /sbin/mingetty tty2      (mingetty 等待用户从tty登陆，能够杀)
1893 tty3     Ss+    0:00 /sbin/mingetty tty3      (mingetty 等待用户从tty登陆，能够杀)

 

 

刚刚开机以后，使用ps查看系统内的内核线程，主要状况以下：   

共发现有232个内核线程存在，它们分别是：

   （1）kthreadd：这种内核线程只有一个，它的做用是管理调度其它的内核线程。它在内核初始化的时候被建立，会循环运行一个叫作kthreadd的函数，该函数的做用是运行kthread_create_list全局链表中维护的kthread。能够调用kthread_create建立一个kthread，它会被加入到kthread_create_list链表中，同时kthread_create会weak up kthreadd_task。kthreadd在执行kthread会调用老的接口——kernel_thread运行一个名叫“kthread”的内核线程去运行建立的kthread，被执行过的kthread会从kthread_create_list链表中删除，而且kthreadd会不断调用scheduler 让出CPU。这个线程不能关闭。

   （2）migration：这种内核线程共有32个，从migration/0到migration/31，每一个处理器核对应一个migration内核线程，主要做用是做为相应CPU核的迁移进程，用来执行进程迁移操做，内核中的函数是migration_thread()。属于2.6内核的负载平衡系统，该进程在系统启动时自动加载（每一个 cpu 一个），并将本身设为 SCHED_FIFO 的实时进程，而后检查 runqueue::migration_queue 中是否有请求等待处理，若是没有，就在 TASK_INTERRUPTIBLE 中休眠，直至被唤醒后再次检查。migration_queue仅在set_cpu_allowed() 中添加，当进程（好比经过 APM 关闭某 CPU 时）调用set_cpu_allowed()改变当前可用 cpu，从而使某进程不适于继续在当前 cpu 上运行时，就会构造一个迁移请求数据结构 migration_req_t，将其植入进程所在 cpu 就绪队列的migration_queue 中，而后唤醒该就绪队列的迁移 daemon（记录在runqueue::migration_thread 属性中），将该进程迁移到合适的cpu上去在目前的实现中，目的 cpu 的选择和负载无关，而是"any_online_cpu(req->task->cpus_allowed)"，也就是按 CPU 编号顺序的第一个 allowed 的CPU。因此，和 load_balance() 与调度器、负载平衡策略密切相关不一样，migration_thread() 应该说仅仅是一个 CPU 绑定以及 CPU 电源管理等功能的一个接口。这个线程是调度系统的重要组成部分，也不能被关闭。

      （3）watchdog：这种内核线程共有32个，从watchdog/0到watchdog/31, 每一个处理器核对应一个watchdog 内核线程，watchdog用于监视系统的运行，在系统出现故障时自动从新启动系统，包括一个内核 watchdog module 和一个用户空间的 watchdog 程序。在Linux 内核下, watchdog的基本工做原理是：当watchdog启动后(即/dev/watchdog设备被打开后)，若是在某一设定的时间间隔（1分钟）内/dev/watchdog没有被执行写操做, 硬件watchdog电路或软件定时器就会从新启动系统，每次写操做会致使从新设定定时器。/dev/watchdog是一个主设备号为10， 从设备号130的字符设备节点。 Linux内核不只为各类不一样类型的watchdog硬件电路提供了驱动，还提供了一个基于定时器的纯软件watchdog驱动。若是不须要这种故障处理机制，或者有相应的替代方案，能够在menuconfig的

   Device Drivers —>

      Watchdog Timer Support

处取消watchdog功能。

   （4）events：这种内核线程共有32个，从events/0到events/31, 每一个处理器核对应一个 events内核线程。用来处理内核事件不少软硬件事件(好比断电，文件变动)被转换为events，并分发给对相应事件感兴趣的线程进行响应。用来处理内核事件的重要线程，不能被去掉

   （5）khelper：这种内核线程只有一个，主要做用是指定用户空间的程序路径和环境变量, 最终运行指定的user space的程序，属于关键线程，不能关闭

   （6）kblockd：这种内核线程共有32个，从kblockd/0到kblockd/31, 每一个处理器核对应一个 kblockd 内核线程。用于管理系统的块设备，它会周期地激活系统内的块设备驱动。若是拥有块设备，那么这些线程就不能被去掉，要是想去掉，须要在.config中直接将CONFIG_BLOCK设成n，同时在menuconfig中取消

    Device Drivers   —>

           Block devices

   （7）kseriod：这种内核线程只有一个，主要做用是管理Serio总线上的设备的各类事件，Serio是一种虚拟总线，是Serial I/O的输写，表示串行的输入输出设备。对应内核中的serio_thread函数，流程大体是这样的：调用serio_get_event()从链表中取出struct serio_event元素，而后对这个元素的事件类型作不一样的时候，处理完了以后，调用serio_remove_duplicate_events()在链表中删除相同请求的event。例如：若是要注册新的serio设备，它产生的事件类型是SERIO_REGISTER_PORT，而后流程会转入serio_add_port()。使用Serio总线的主要是标准AT键盘、PS/2鼠标、串口鼠标、Sun键盘，以及一些游戏手柄，不过因为I2C依赖于Serio，因此不关闭I2C就没法关闭Serio，menuconfig中SerialI/O的开关位于

Device Driver  —>

      Inputdevice support

       HardwareI/O ports

           SerialI/O support

   （8）pdflush：这种内核线程共有两个，线程名都是pdflush，主要做用是回写内存中的脏页，回收脏页占据的空间。因为页高速缓存的缓存做用，写操做实际上会被延迟。当页高速缓存中的数据比后台存储的数据更新时，那么该数据就被称作脏数据。在内存中累积起来的脏页最终必须被写回。在如下两种状况发生时，脏页被写回：

1.当空闲内存低于一个特定的阈值时，内核必须将脏页写回磁盘，以便释放内存。

2.当脏页在内存中驻留时间超过一个特定的阈值时，内核必须将超时的脏页写回磁盘，以确保脏页不会无限期地驻留在内存中。

对于第一个目标，pdflush线程在系统中的空闲内存低于一个特定的阈值时，将脏页刷新回磁盘。该后台回写例程的目的在于在可用物理　内存太低时，释放脏页以从新得到内存。特定的内存阈值能够经过dirty_background_ratiosysctl系统调用设置。当空闲内存比阈值：dirty_ background_ratio还低时，内核便会调用函数wakeup_bdflush()唤醒一个pdflush线程，随后pdflush线程进一步 调用函数background_writeout()开始将脏页写回磁盘。函数background_ writeout()须要一个长整型参数，该参数指定试图写回的页面数目。函数background_writeout()会连续地写出数据，直到知足如下两个条件：

1. 已经有指定的最小数目的页被写出到磁盘。

2. 空闲内存数已经回升，超过了阈值dirty_background_ratio。

上述条件确保了pdflush操做能够减轻系统中内存不足的压力。回写操做不会在达到这两个条件前中止，除非pdflush写回了全部的脏页，没有剩下的脏页可再被写回了。

对于第二个目标，pdflush后台例程会被周期性唤醒（和空闲内存是否太低无关），将那些在内存中驻留时间过长的脏页写出，确保内存中不会有长期存在的脏页。若是系统发生崩溃，因为内存处于混乱之中，因此那些在内存中还没来得及写回磁盘 的脏页就会丢失，因此周期性同步页高速缓存和磁盘很是重要。在系统启动时，内核初始化一个定时器，让它周期地唤醒pdflush线程，随后使其运行函数 wb_kupdate()。该函数将把全部驻留时间超过百分之dirty_expire_centisecs秒的脏页写回。而后定时器将再次被初始化为百 分之dirty_expire_ centisecs秒后唤醒pdflush线程。总而言之，pdflush线程周期地被唤醒而且把超过特按期限的脏页写回磁盘。

系统管理员能够在/proc/sys/vm中设置回写相关的参数，也能够经过sysctl系统调用设置它们

        属于核心的内存管理线程，这个线程也不能被关闭

（9）kswapd0：这种内核线程只有一个，主要做用是用来回收内存。在kswapd中，有2个阀值，pages_hige和pages_low。当空闲内存页的数量低于pages_low的时候，kswapd进程就会扫描内存而且每次释放出32个 free pages，直到freepage的数量到达pages_high。具体回收内存有以下原则：

      1. 若是页未经更改就将该页放入空闲队列；

      2. 若是页已经更改而且是可备份回文件系统的，就理解将内存页的内容写回磁盘；

      3. 若是页已经更改可是没有任何磁盘上的备份，就将其写入swap分区。

        一样，属于核心的内存管理线程，这个线程也不能被关闭  

（10）aio：这种内核线程共有32个，从aio/0到aio/31, 每一个处理器核对应一个 aio 内核线程, 代替用户进程管理I/O，用以支持用户态的AIO（异步I/O），不该该被关闭。

 （11）unionfs_siod： 这种内核线程共有32个，可是名称都是 unionfs_siod/，每一个处理器核对应一个 unionfs_siod 内核线程

   （12）nfsiod：这种内核线程只有一个，主要做用是为nfs提供高效的缓冲机制,从而改善nfs文件系统的性能，若是不需nfs，能够取消这一线程，取消这一线程的方法为menuconfig中取消

     File systems  —>

          Network File Systems

   （13）rpciod：这种内核线程共有32个，从rpciod/0到rpciod/31, 每一个处理器核对应一个rpciod内核线程,主要做用是做为远过程调用服务的守护进程，用于从客户端启动I/O服务，一般启动NFS服务时要用到它，想要关闭它，须要在.config中把CONFIG_SUNRPC， CONFIG_SUNRPC_GSS， CONFIG_SUNRPC_XPRT_RDMA的值设成n

   （14）kpsmoused：这种内核线程只有一个，主要做用是支持ps/2接口的鼠标驱动。如要没有鼠标，能够取消，取消方法是menuconfig中取消

DeviceDrivers   —>

      Input device support

       Mice