进程

进程是一个在系统中运行的程序

进程是已启动的可执行程序的运行实例，进程有以下组成部分

已分配内存的地址空间
安全属性，包括所有权凭据和特权
进程代码的一个或多个执行线程
进程状态

程序：二进制文件，静态/bin/date，/usr/sbin/httpd，/usr/sbin/sshd，/usr/local/nginx/sbin/ngix

进程：是程序运行的过程，动态，有生命周期及运行状态

进程类型

守护进程：在系统引导过程中启动的进程，跟终端无关的进程

前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程

进程的生命周期

父进程复制自己的地址空间(fork)创建一个新的(子)进程结构。每个新进程分配一个唯一的进程ID(PID)，满足跟踪安全性之需。PID和父进程ID(PPID)是子进程环境的元素，任何进程都可以创建子进程，所有进程都是第一个系统进程的后代。

systemd简介

首先 systmed 是一个用户空间的程序，属于应用程序，不属于 Linux 内核范畴。Systemd 是 Linux 系统中最新的初始化系统（init），它主要的设计目标是克服 sysvinit（这个是centos6中的初始化系统）固有的缺点，提高系统的启动速度。

Linux内核加载启动后，用户空间的第一个进程就是初始化进程，这个程序的物理文件约定位于/sbin/init，当然也可以通过传递内核参数来让内核启动指定的程序。这个进程的特点是进程号为1，代表第一个运行的用户空间进程。不同发行版采用了不同的启动程序，主要有以下几种主流选择：

以 Ubuntu 为代表的 Linux 发行版采用 upstart
centos7.0 版本之前的 System V init
centos7.0 版本的 systemd

centos7上所有的进程都是systemd的后代，systemd的功能繁多，不仅用来管理服务，还可以管理挂载点，定义定时任务等。这些工作都是由编辑相应的配置单元文件完成的。

systemd unit 类型

systemd需要管理的功能比较多，所以支持的配置单元类型也比较繁多，我们在日常使用Linux的过程中对系统服务的管理最多，所以我们主要了解一下service类型即可，其他类型作为一个了解，下面列举出所有类型详细的解释。

单元类型	文件格式	描述
Service unit	.service	服务类
Target unit	.target	一个 unit 服务组，用于模拟实现运行级别
Automount unit	.automount	文件系统自动挂载点
Device unit	.device	内核识别的设备文件
Mount unit	.mount	文件系统挂载点
Path unit	.path	文件或目录
Scope unit	.scope	外部创建的进程
Slice unit	.slice	A group of hierarchically organized units that manage system processes.
Snapshot unit	.snapshot	系统快照
Socket unit	.socket	套接字
Swap unit	.swap	标识 swap 设备
Timer unit	.timer	systemd 的计时器

unit 文件保存位置

我们目前了解到文件所在的位置即可，关于文件内部的格式与如何修改这些文件，我们会在后续的服务搭建过程中细讲。

目录	描述
/usr/lib/systemd/system/	RPM 包安装时分发的 unit 文件
/run/systemd/system/	systemd 运行时创建的文件
/etc/systemd/system/	systemctl enable 创建的 unit 文件

管理系统服务

systemd 的主要命令行工具是systemctl

systemctl [选项...] {命令} ...

systemctl常用命令

这边列举出来的命令会在后面的学习过程中经常用到，所以大家只要对本部分中系统管理的命令合集有一个影响即可。

命令	描述
systemctl start name.service	启动服务
systemctl stop name.service	停止服务
systemctl restart name.service	重启服务（没启动的服务会启动）
systemctl try-restart name.service	只重启正在运行的服务
systemctl reload name.service	重载配置文件
systemctl status name.service systemctl is-active name.service	检查服务状态检查服务是否启动
systemctl list-units --type service --all	显示所有的服务状态
systemctl enable name.service	启用开机自启服务
systemctl disable name.service	停用自启服务
systemctl status name.service systemctl is-enabled name.service	检查服务状态查看服务是否自启
systemctl list-unit-files --type service	查看所有服务
systemctl list-dependencies --after	列出在指定服务之前启动的服务（依赖）
systemctl list-dependencies --before	列出在指定服务之后启动的服务（被依赖）

ps

ps命令用于显示当前进程的状态，类似于 windows 的任务管理器

ps [选项]

选项

-a：列出所有的进程
-e：列出所有的进程，等同于-A
-f：显示不包含资源使用率的相关信息
‐H：以进程层级格式显示进程相关信息
-w：显示加宽可以显示较多的信息
-u：显示较详细的信息
-x：显示其他使用者的行程

显示信息的格式说明

列名	说明
USER	进程拥有者
PID	进程ID
%CPU	占用的 CPU 使用率
%MEM	占用的内存使用率
VSZ	占用的虚拟内存大小
RSS	占用的常驻内存大小
TTY	执行的终端编号
STAT	该进程的状态*
START	进程开始时间
TIME	CPU使用时间
COMMAND	所执行的命令

*STAT表示的进程状态有如下几种：

D: 无法中断的休眠状态，将一直等待事件的发生或等待某种系统资源
R: 正在执行中
S: 可中断状态
T: 暂停执行
Z: 不存在但暂时无法消除，也叫僵尸进程
- 每个进程在运行结束后都会处于僵死状态，等待父进程调用进而释放系统资源，处于该状态的进程已经运行结束，但是它的父进程还没有释放其系统资源
W: 没有足够的内存可分配
<: 高优先序的进程
N: 低优先序的进程
+：前台进程
l：多线程进程
s：主进程(先导进程)

实例

常用组合：ps aux

u：以用户为中心组织进程状态信息显示
a：与终端相关的进程；
x：与终端无关的进程；
[root@localhost ~]# ps aux | head -n 5
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.3 128144  6656 ?        Ss   5月10   0:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    5月10   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    5月10   0:00 [ksoftirqd/0]
root          5  0.0  0.0      0     0 ?        S<   5月10   0:00 [kworker/0:0H]

常用组合：ps -ef

-e：显示所有进程
-f：显示完整格式程序信息
[root@localhost ~]# ps -ef |head -n 10
UID         PID   PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root          1      0  0 5月10 ?       00:00:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
root          2      0  0 5月10 ?       00:00:00 [kthreadd]
root          3      2  0 5月10 ?       00:00:00 [ksoftirqd/0]
root          5      2  0 5月10 ?       00:00:00 [kworker/0:0H]
root          6      2  0 5月10 ?       00:00:00 [kworker/u256:0]
root          7      2  0 5月10 ?       00:00:00 [migration/0]
root          8      2  0 5月10 ?       00:00:00 [rcu_bh]
root          9      2  0 5月10 ?       00:00:01 [rcu_sched]
root         10      2  0 5月10 ?       00:00:00 [lru-add-drain]

常用组合：ps -efH

查看进程以层级格式（类似于pstree命令）
[root@localhost ~]# ps -efH
root         1     0  0 14:26 ?        00:00:00 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
root       479     1  0 14:26 ?        00:00:00   /usr/lib/systemd/systemd-journald
root       500     1  0 14:26 ?        00:00:00   /usr/sbin/lvmetad -f
root       507     1  0 14:26 ?        00:00:00   /usr/lib/systemd/systemd-udevd
root       615     1  0 14:27 ?        00:00:00   /sbin/auditd
polkitd    638     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/lib/polkit-1/polkitd --no-debug
dbus       639     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/bin/dbus-daemon --system --address=systemd: --nofork --nopidfile --systemd-activation
root       646     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/sbin/NetworkManager --no-daemon
root       649     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/sbin/irqbalance --foreground
root       653     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/lib/systemd/systemd-logind
root       655     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/sbin/crond -n
chrony     661     1  0 14:27 ?        00:00:00   /usr/sbin/chronyd
root       662     1  0 14:27 ?        00:00:00   login -- root

按照CPU使用率排序查看所有进程

[root@localhost ~]# ps aux --sort %cpu     # 递增
[root@localhost ~]# ps aux --sort -%cpu    # 递减

按照实际内存使用排序查看所有进程

[root@localhost ~]# ps aux --sort rss     # 递增
[root@localhost ~]# ps aux --sort -rss    # 递减

按照父子进程显示ssh服务的层级关系

[root@localhost ~]# ps auxf |grep sshd
# ps -efH
root       6814  0.0  0.2 112756  4320 ?        Ss   09:06   0:00 /usr/sbin/sshd -D
root       7097  0.0  0.2 158760  5576 ?        Ss   09:06   0:00  \_ sshd: root@pts/0
root       7337  0.1  0.2 158760  5588 ?        Ss   10:21   0:00  \_ sshd: root@pts/1
root       7364  0.0  0.0 112724   988 pts/1    S+   10:24   0:00          \_ grep --color=auto sshd

自定义显示格式

[root@localhost ~]# ps -axo user,pid,ppid,%mem,%cpu,command --sort -%cpu

查看指定进程的PID，多种查看的方式

[root@localhost ~]# cat /run/sshd.pid 
[root@localhost ~]# ps aux |grep sshd
[root@localhost ~]# pgrep -l sshd
[root@localhost ~]# pidof sshd

查看进程树

[root@localhost ~]# yum install -y psmisc
[root@localhost ~]# pstree
[root@localhost ~]# pstree --help

top

top命令用于实时显示 process 的动态

top [选项]
[root@localhost ~]# top
[root@localhost ~]# top -d 1 # 一秒钟刷新一次
[root@localhost ~]# top -d 1 -p 6995 # 查看指定PID
[root@localhost ~]# top -d 1 -p 6995,1 # 查看多个PID进程
[root@localhost ~]# top -d 1 -u apache # 查看指定用户的进程
[root@localhost ~]# top -d 1 -b -n 2 > top.txt # 将2次top信息写入到文件

第1行：系统时间、运行时间、登录终端数、系统负载（三个数值分别为1分钟、5分钟、15分钟内的平均值，数值越小意味着负载越低）。

第2行：进程总数、运行中的进程数、睡眠中的进程数、停止的进程数、僵死的进程数。

第3行：用户占用资源百分比、系统内核占用资源百分比、改变过优先级的进程资源百分比、空闲的资源百分比等。

第4行：物理内存总量、内存使用量、内存空闲量、作为内核缓存的内存量。（buffer和cache之间的区别，cache是提高cpu和内存之间的数据交换速度，buffer是io设备和存储设备之间的缓冲区）

第5行：虚拟内存总量、虚拟内存使用量、虚拟内存空闲量、已被提前加载的内存量。

选项

-d: 改变显示的更新速度，或是在交互式指令列( interactive command)按 s
-c: 切换显示模式，共有两种模式，一是只显示程序的名称，另一种是显示完整的路径与名称
-S: 累积模式，会将己完成或消失的子行程 ( dead child process ) 的 CPU time 累积起来
-s: 安全模式，将交互式指令取消, 避免潜在的危机
-i: 不显示任何闲置 (idle) 或无用 (zombie) 的行程
-n: 更新的次数，完成后将会退出 top
-b: 显示模式，搭配 "n" 参数一起使用，可以用来将 top 的结果输出到文件内
-z：彩色

交互模式快捷键

快捷键	功能
空格	立即刷新
P	根据CPU使用多少排序
T	根据时间、累计排序
q	退出top命令
m	切换显示内存信息
t	切换显示进程和CPU状态信息
c	切换显示命令名称和完整命令行
M	根据内存的大小排序
W	将当前设置写入 ~/.toprc 文件中，这是top配置文件推荐方法
N	以PID的大小排序
z	彩色

实例

显示进程信息，每个1秒钟刷新一次

[root@localhost ~]# top -d 1

显示完整命令

[root@localhost ~]# top -c

更新两次后终止更新显示

[root@localhost ~]# top -n 2

显示指定的进程信息

[root@localhost ~]# top -p 7097

kill

kill 命令用于删除执行中的程序或工作

kill 可将指定的信号送至程序。预设的信号为 SIGTERM(15)，可将指定程序终止

kill [-s <信息名称或编号>][程序]　或　kill [-l <信息编号>]

选项

-l <信号编号>：若不加<信号编号>选项，则 -l 参数会列出全部的信号名称
-s <信号名称或编号>：指定要送出的信息
[程序]：[程序]可以是程序的PID或是PGID

使用 kill -l 命令列出所有可用信号，最常用的信号如下

编号	信号名	作用
1	SIGHUP	重新加载配置
2	SIGINT	键盘中断^C
3	SIGQUIT	键盘退出
9	SIGKILL	强制终止
15	SIGTERM	终止(正常结束),缺省信号
18	SIGCONT	继续
19	SIGSTOP	停止
20	SIGTSTP	暂停^Z

实例

杀死所有的ping命令，在linux命令中，使用反引号`包含的命令会优先执行，并将执行的结果作为参数提供给命令。

[root@localhost ~]# kill `pgrep ping`

强制杀死进程

[root@localhost ~]# kill -9 `pgrep ping`

温柔的杀死进程

[root@localhost ~]# kill -15 `pgrep ping`

重新加载配置

[root@localhost ~]# kill -HUP pid
[root@localhost ~]# kill -1 pid

pkill

pkill 用于杀死一个进程，与 kill 不同的是它会杀死指定名字的所有进程，类似于 killall 命令

pkill [选项]  name

选项

name：进程名
-u：指定用户名
-t：指定终端

实例

结束所有的sshd进程

[root@localhost ~]# pkill sshd

结束用户user1的所有进程

[root@localhost ~]# pkill -u user1

终止pts/2上所有进程

[root@localhost ~]# pkill -t pts/2

终止pts/2上所有进程，并结束pts/2

[root@localhost ~]# pkill -9 -t pts/2

查看远程登录用户，并踢出用户

[root@localhost ~]# w
 15:02:26 up  5:21,  2 users,  load average: 0.05, 0.03, 0.05
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
root     tty1                      14:41   20:34   0.02s  0.02s -bash
root     pts/0    192.168.175.1    14:42    2.00s  0.05s  0.01s w
user1    pts/1   192.168.175.1     14:40   20:34   0.02s  0.02s -bash
[root@localhost ~]# pkill -u user1

进程优先级 nice

Linux进程调度及多任务

每个CPU(或CPU核心)在一个时间点上只能处理一个进程，通过时间片技术，Linux实际能够运行的进程 (和线程数)可以超出实际可用的CPU及核心数量。Linux内核进程调度程序将多个进程在CPU核心上快速切换，从而给用户多个进程在同时运行的假象。（并发）

相对优先级

由于不是每个进程都与其他进程同样重要，可告知进程调度程序为不同的进程使用不同的调度策略。常规系统上运行的大多数进程所使用的的调度策略为SCHED_OTHER(也称为SCHED_NORMAL),但还有其他一些调度策略用于不同的目的。SCHED_OTHER调度策略运行的进程的相对优先级称为进程的nice值，可以有40种不同级别的nice值。

进程优先级 0-99：实时优先级，数字越小，优先级越低

00-139：静态优先级，数字越小，优先级越高

进程默认启动时nice为0，优先级为120

nice值越高表示优先级越低，例如+19，该进程容易将CPU使用量让给其他进程

nice值越低表示优先级越高，例如-20，该进程更倾向于不让出CPU

查看进程的nice级别

使用ps查看

[root@localhost ~]# ps axo pid,command,nice --sort=nice
[root@localhost ~]# ps axo pid,command,nice,cls --sort=-nice

TS表示该进程使用的调度策略为SCHED_OTHER

使用top查看

NI：实际nice级别

PR：将nice级别显示为映射到更大优先级队列，-20映射到0，+19映射到39

启动具有不同nice级别的进程

启动进程的时候为进程指定nice值

启动进程时，通常会继承父进程的nice级别，默认为0

[root@localhost ~]# nice -n -20 vim
[root@localhost ~]# ps axo command,pid,nice |grep vim

PRI

在top命令中可以看到有PR这个数值，PR 和 nice 值，都会影响进程执行的优先级。PR 由 OS 内核动态调整，用户不能调整（PR 值越低，进程执行的优先级越高）。

nice值用户可以自己调整，在用户调整了nice值后系统会通过如下公式来调整新的PR值，从而确定这个进程在系统中的优先级

PR(新) = PR(旧) + nice

PR值是OS动态调整的，但是PR的最终值还是需要由OS分析决定的

更改现有进程的nice级别

使用top更改nice级别

r 调整进程的优先级(Nice Level) （-20高) - - - 0 - - - (19低)

使用shell更改nice级别

[root@localhost ~]# sleep 7000 &
[2] 10267
[root@localhost ~]# renice -20 10267
10267 (进程 ID) 旧优先级为 0，新优先级为 -20

jobs

jobs 命令可以用来查看当前终端放入后台的任务

jobs [-lnprs] [任务声明 ...]

将任务放入到后台

Linux 命令放入后台的方法有两种：

在命令后面加入空格 &。使用这种方法放入后台的命令，在后台处于执行状态
命令执行过裎中按 Ctrl+Z 快捷键，命令在后台处于暂停状态

实例

将任务放入后台，然后查看任务
- "+"号代表最近一个放入后台的工作，也是工作恢复时默认恢复的工作
- "-"号代表倒数第二个放入后台的工作

[root@localhost ~]# top &
[root@localhost ~]# vi &
[root@localhost ~]# ping baidu.com > /dev/null &
# 让ping运行，但是不显示结果
[root@localhost ~]# jobs
[1]   已停止               top
[2]-  已停止               vi
[3]+  运行中               ping baidu.com > /dev/null &

将任务恢复到前台

fg 命令用于把后台工作恢复到前台执行

fg %工作号

注意，在使用此命令时，％可以省略，但若将% 工作号全部省略，则此命令会将带有 + 号的工作恢复到前台。另外，使用此命令的过程中， % 可有可无。

实例

将top恢复到前台
- 命令虽然是对的，但是top这种需要交互的任务是无法后台的，所以也恢复不了

[root@localhost ~]# top &
[1] 20584
[root@localhost ~]# jobs
[1]+  已停止               top
[root@localhost ~]# fg 1

后台任务恢复到后台运行

前面讲过，使用Ctrl+z快捷键的方式，可以将前台工作放入后台，但是会处于暂停状态,可以使用bg命令

bg %工作号

这里的 % 可以省略

实例

将ping命令暂停到后台，然后恢复后台运行

[root@localhost ~]# ping baidu.com > /dev/null
^Z    # 这边按下了Ctrl+z
[1]+  已停止               ping baidu.com > /dev/null
[root@localhost ~]# jobs
[1]+  已停止               ping baidu.com > /dev/null
[root@localhost ~]# bg %1
[1]+ ping baidu.com > /dev/null &
[root@localhost ~]# jobs
[1]+  运行中               ping baidu.com > /dev/null &

nohup

虽然可以将程序放在后台运行，但是一旦关闭远程连接那么程序就会中断，如果我们想要将程序一直保持在后台运行，那么我们可以有如下三个选择：

把需要在后台执行的命令加入/etc/rc.local文件，让系统在启动时执行这个后台程序。这种方法的问题是，服务器是不能随便重启的，如果有临时后台任务，就不能执行了
使用系统定时任务，让系统在指定的时间执行某个后台命令。这样放入后台的命令与终端无关，是不依赖登录终端的
使用 nohup 命令

nohup 命令&

注意，这里的‘&’表示此命令会在终端后台工作；反之d，如果没有‘&’，则表示此命令会在终端前台工作。

实例

让一个任务后台运行

[root@localhost ~]# nohup ping baidu.com &

我们退出远程连接，然后重新登录回来，会看到ping baidu.com依旧在运行，查看~/nohup.out文件可以看到程序执行输出的内容

[root@localhost ~]# ps aux |grep ping
root       7157  0.0  0.0 149968  1988 ?        S    14:12   0:00 ping baidu.com
[root@localhost ~]# tail -f nohup.out

进程