進程和計劃任務

進程和計劃任務

進程概念

 內核的功用：進程管理、文件系統、網絡功能、內存管理、驅動程序、安 全功能等  

 Process: 運行中的程序的一個副本，是被載入內存的一個指令集合 

     進程ID（Process ID，PID）號碼被用來標記各個進程 UID、GID、和SELinux語境決定對文件系統的存取和訪問權限， 

     通常從執行進程的用戶來繼承 

     存在生命週期  

 task struct：Linux內核存儲進程信息的數據結構格式  

 task list：多個任務的的task struct組成的鏈表  

 進程創建： 

     init：

         第一個進程 

           父子關係 

     進程：都由其父進程創建，COW 

           fork(), clone()

 進程優先級

進程優先級： 

    系統優先級：數字越小，優先級越高 

        0-139（CentOS4,5） 

            各有140個運行隊列和過期隊列 

        0-98，99（CenOS6） 

    實時優先級: 99-0：值最大優先級最高 

    Nice值：-20，19對應系統優先級100-139或99

    Big O：時間複雜度，用時和規模的關係 

      O(1), O(logn), O(n)線性, O(n^2)拋物線, O(2^n)

進程內存： 

       Page Frame: 頁框，用存儲頁面數據，存儲Page 4k 

       LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,釋放內存 

       物理地址空間和線性地址空間 

       MMU：Memory Management Unit負責轉換線性和物理地址  

IPC: Inter Process Communication 

      同一主機上 

          signal 

          shm: shared memory 

          semophore 信號量，一種計數器 

      不同主機上： 

          rpc: remote procedure call 

          socket: IP和端口號

 Linux內核：搶佔式多任務  

     進程類型： 

         守護進程: daemon,在系統引導過程中啓動的進程，和終端無關進程 前臺進程：跟終端相關，通過終端啓動的進程 

         注意：兩者可相互轉化  

     進程狀態： 

         運行態：running 就緒態：ready 睡眠態： 可中斷：interruptable 不可中斷：uninterruptable 

         停止態：stopped,暫停於內存中，但不會被調度，除非手動啓動 僵死態：zombie，結束進程，父進程結束前，子進程不關閉

進程的分類： 

    CPU-Bound：CPU密集型，非交互 

    IO-Bound：IO密集型，交互

Linux系統狀態的查看及管理工具：pstree, ps, pidof, pgrep, top, htop, glance, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg, fg, nohup

    pstree命令： pstree - display a tree of processes

    ps: process state 

        ps - report a snapshot of the current processes 

        Linux系統各進程的相關信息均保存在/proc/PID目錄下 的各文件中

列舉進程ps 

 適用ps來查看進程信息

      ps [OPTION]...  

        支持三種選項： 

          UNIX選項 如-a 

          BSD選項 如a 

          GUN選項 如--help 

              默認顯示當前終端中的進程 

              a 選項包括所有終端中的進程 

              x 選項包括不鏈接終端的進程 

              u 選項顯示進程所有者的信息 

              f 選項顯示進程的父進程 

              o 屬性… 選項顯示定製的信息：  

              pid、comm、%cpu、%mem、state、tty、euser、ruser

進程管理工具

     VSZ: Virtual memory SiZe，虛擬內存集，線性內存  

     RSS: ReSident Size, 常駐內存集  

     STAT：進程狀態 

         R：running 

         S: interruptable sleeping 

         D: uninterruptable sleeping 

         T: stopped Z: zombie +: 前臺進程 

         l: 多線程進程 

         N：低優先級進程 

         <: 高優先級進程 

         s: session leader，會話（子進程）發起者

 常用組合：

     -ef -e: 顯示所有進程 

     -f: 顯示完整格式程序信息  

 常用組合：

     -eFH -F: 顯示更完整格式的進程信息 

     -H: 以進程層級格式顯示進程相關信息  

 常用組合：

     自定義 

     -eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr, 

         pcpu,stat,comm 

     axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid, 

         pid,pcpu,comm

 ni: nice值 

     pri: priority，優先級 

     psr: processor, CPU編號 

     rtprio: 實時優先級

 搜索進程

最靈活：ps 選項 | 其它命令  

按預定義的模式：pgrep 

    pgrep [options] patter 

        -u uid: effective user，生效者 

        -U uid: real user，真正發起運行命令者 

        -t terminal: 與指定終端相關的進程 

        -l: 顯示進程名 

        -a: 顯示完整格式的進程名 

        -P pid: 顯示父進程爲此處指定的進程的進程列表  

        按確切的程序名稱：/sbin/pidof 

            $ pidof bash

系統工具

uptime 顯示當前時間，系統已啓動的時間、當前上線人數，系統平 均負載（1、5、10分鐘的平均負載，一般不會超過1）  

系統平均負載: 

    指在特定時間間隔內運行隊列中的平均進程數。  

如果每個CPU內核的當前活動進程數不大於3的話，那麼 系統的性能良好。

如果每個CPU內核的任務數大於5，那 麼這臺機器的性能有嚴重問題。 如果linux主機是1個雙核CPU的話，當Load Average 爲 6的時候說明機器已經被充分使用了。

進程管理工具

top：有許多內置命令： 

    排序： 

        P：以佔據的CPU百分比,%CPU 

        M：佔據內存百分比,%MEM 

        T：累積佔據CPU時長,TIME+ 

        首部信息顯示： 

            uptime信息：l命令 

            tasks及cpu信息：t命令 

            cpu分別顯示：1 (數字) 

            memory信息：m命令 

            退出命令：q 

            修改刷新時間間隔：s 

            終止指定進程：k 

            保存文件：W

            欄位信息簡介 

              us：用戶空間 

              sy：內核空間 

              ni：調整nice時間 

              id：空閒 

              wa：等待IO時間 

              hi：硬中斷 

              si：軟中斷（模式切換） 

              st：虛擬機偷走的時間

欄位信息簡介 

    PID (Process Id):任務的進程ID 

    PPID (Parent Process Pid):父任務的進程ID 

    RUSER (Real User Name):任務的所有者真實名稱 

    UID (User Id):任務所有者ID 

    USER (User Name):任務所有者名稱 

    GROUP (Group Name):任務所有者羣組名 

    TTY (Controlling Tty):終端 

    PR (Priority):優先級 

    %CPU (CPU usage):CPU使用率 

    %MEM (Memory usage (RES)):內存使用率 

    S (Process Status):進程狀態 

    TIME+ (CPU Time, hundredths):CPU時間，精確到秒

 選項： 

     -d #: 指定刷新時間間隔，默認爲3秒 

     -b: 以批次方式 

     -n #: 顯示多少批次  

 htop命令：需從Fedora-EPEL源安裝 http://172.16.0.1/fedora-epel/7/x86_64 

   選項： 

     -d #: 指定延遲時間； 

     -u UserName: 僅顯示指定用戶的進程； 

     -s COLUME: 以指定字段進行排序； 子命令： 

     s: 跟蹤選定進程的系統調用； 

     l: 顯示選定進程打開的文件列表； 

     a：將選定的進程綁定至某指定CPU核心； 

     t: 顯示進程樹

 內存工具

    vmstat命令：虛擬內存信息 

        vmstat [options] [delay [count]] 

          vmstat 2 5  

        procs: 

            r：等待運行的進程的個數，和核心數有關 

            b：處於不可中斷睡眠態的進程個數(被阻塞的隊列的長度)  

        memory： 

            swpd: 交換內存的使用總量 

            free：空閒物理內存總量 

            buffer：用於buffer的內存總量 

            cache：用於cache的內存總量  

        swap: 

            si：從磁盤交換進內存的數據速率(kb/s) 

            so：從內存交換至磁盤的數據速率(kb/s)

         io：

            bi：從塊設備讀入數據到系統的速率；(kb/s) 

            bo: 保存數據至塊設備的速率；  

         system： 

            in: interrupts, 中斷速率，包括時鐘 

            cs: context switch, 進程切換速率  

         cpu： 

            us:Time spent running non-kernel code. 

            sy: Time spent running kernel code 

            id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time. 

            wa: Time spent waiting for IO.  2.5.41前，包括in idle. 

            st: Time stolen from a virtual machine.  2.6.11前, unknown.  

     選項： 

         -s: 顯示內存的統計數據

 pmap命令：進程的內存映射

     pmap [options] pid [...] 

         -x: 顯示詳細格式的信息；  

           #pmap 1 

        另外一種實現：  

           # cat /proc/PID/maps

系統監控工具

 glances命令：EPEL源  

     glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]  

     內建命令： 

         a  Sort processes automatically     

         l  Show/hide logs c  Sort processes by CPU%          

         b  Bytes or bits for network I/O m  Sort processes by MEM%       

         w  Delete warning logs p  Sort processes by name           

         x  Delete warning and critical logs i Sort processes by I/O rate       

         1  Global CPU or per-CPU stats 

         d  Show/hide disk I/O stats         

         h  Show/hide this help screen 

         f  Show/hide file system stats      

         t  View network I/O as combination 

         n  Show/hide network stats          

         u  View cumulative network I/O s  Show/hide sensors stats          

         q  Quit (Esc and Ctrl-C also work) 

         y  Show/hide hddtemp stat

常用選項： 

    -b: 以Byte爲單位顯示網卡數據速率 

    -d: 關閉磁盤I/O模塊 

    -f /path/to/somefile: 設定輸入文件位置 

    -o {HTML|CSV}：輸出格式 

    -m: 禁用mount模塊 

    -n: 禁用網絡模塊 

    -t #: 延遲時間間隔 

    -1：每個CPU的相關數據單獨顯示

C/S模式下運行glances命令  

    服務模式： 

        glances -s -B IPADDR 

        IPADDR: 指明監聽的本機哪個地址

客戶端模式： 

        glances -c IPADDR 

        IPADDR：要連入的服務器端地址

dstat命令：系統資源統計

     dstat [-afv] [options..] [delay [count]] 

           -c: 顯示cpu相關信息 

           -C #,#,...,total 

           -d: 顯示disk相關信息 

           -D total,sda,sdb,... 

           -g：顯示page相關統計數據 

           -m: 顯示memory相關統計數據 

           -n: 顯示network相關統計數據 

           -p: 顯示process相關統計數據 

           -r: 顯示io請求相關的統計數據 

           -s: 顯示swapped相關的統計數據

          --tcp

          --udp

          --unix

          --raw

          --socket

          --ipc

          --top-cpu：顯示最佔用CPU的進程

          --top-io: 顯示最佔用io的進程

          --top-mem: 顯示最佔用內存的進程

          --top-latency: 顯示延遲最大的進程

 kill命令： 

   向進程發送控制信號，以實現對進程管理 顯示當前系統可用信號： 

     kill -l 常用信號：man 7 signal 

       1) SIGHUP: 無須關閉進程而讓其重讀配置文件 

       2) SIGINT: 中止正在運行的進程；相當於Ctrl+c 

       9) SIGKILL: 殺死正在運行的進程 

       15) SIGTERM：終止正在運行的進程 

       18) SIGCONT： 

       19) SIGSTOP： 

     指定信號的方法： 

       (1) 信號的數字標識；1, 2, 9 

       (2) 信號完整名稱；SIGHUP 

       (3) 信號的簡寫名稱；HUP

按PID：kill [-SIGNAL]  pid …  

按名稱：killall [-SIGNAL]  comm…  

按模式：pkill [options] pattern 

    -SIGNAL 

    -u uid: effective user，生效者 

    -U uid: real user，真正發起運行命令者 

    -t terminal: 與指定終端相關的進程 

    -l: 顯示進程名 

    -a: 顯示完整格式的進程名 

    -P pid: 顯示父進程爲此處指定的進程的進程列表

 Linux的作業控制 

     前臺作業：通過終端啓動，且啓動後一直佔據終端； 後臺作業：可通過終端啓動，但啓動後即轉入後臺運行（釋放終端）  

   如何讓作業運行於後臺？ 

     (1) 運行中的作業： Ctrl+z 

     (2) 尚未啓動的作業：# COMMAND &  

   此類後臺作業雖然被送往後臺運行，但其依然與終端相關；退出終端，將 關閉後臺作業。如果希望送往後臺後，剝離與終端的關係： 

     # nohup COMMAND &  

   查看所有作業： 

     # jobs  

   作業控制： 

     # fg [[%]JOB_NUM]：把指定的後臺作業調回前臺； 

     # bg [[%]JOB_NUM]：讓送往後臺的作業在後臺繼續運行； 

     # kill [%JOB_NUM]：終止指定的作業；

並行運行

vi f4.sh 

  F1.sh& 

  F2.sh& 

  F3.sh&

( (f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&))

{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }

進程優先級

進程優先級調整： 

         靜態優先級：100-139 

         進程默認啓動時的nice值爲0，優先級爲120 

         只有根用戶才能降低nice值（提高優先性）

    nice命令： 

         nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]

    renice命令： 

         renice [-n] priority pid...  

   查看： ps axo pid,comm,ni

任務計劃

Linux任務計劃、週期性任務執行 

        未來的某時間點執行一次任務：at, batch 

        週期性運行某任務: cron

at命令

 at命令：  

 at [option] TIME  

     TIME: 

         HH:MM [YYYY-mm-dd] 

         noon, midnight, teatime 

         tomorrow 

         now+#{minutes,hours,days, OR weeks}  

     常用選項： 

         -q QUEUE: 

         -l: 列出指定隊列中等待運行的作業；相當於atq 

         -d: 刪除指定的作業；相當於atrm 

         -c: 查看具體作業任務 

         -f /path/from/somefile：從指定的文件中讀取任務 

         -m:強制at發送郵件，表示執行完畢  

         注意：作業執行命令的結果中的標準輸出和錯誤以郵件通知給相關用戶

計劃任務

batch命令： 

        讓系統自行選擇空閒時間去執行此處指定的任務  

    週期性任務計劃：cron 

        相關的程序包： 

        cronie: 主程序包，提供crond守護進程及相關輔助工具 

        cronie-anacron：cronie的補充程序；用於監控cronie任 務執行狀況；如cronie中的任務在過去該運行的時間點未能正常 運行，則anacron會隨後啓動一次此任務 crontabs：包含CentOS提供系統維護任務

確保crond守護處於運行狀態： 

                CentOS 7: 

                  systemctl status crond 

                    ...running... 

                CentOS 6: 

                    service crond status  

 計劃週期性執行的任務提交給crond，到指定時間會自動運行 

         系統cron任務：系統維護作業 

             /etc/crontab 

         用戶cron任務： 

             crontab命令

系統cron任務:/etc/crontab  

註釋行以 #  開頭  

詳情參見 man  5  crontab 

# Example of job definition: 

# .---------------- minute (0 - 59) 

# |  .------------- hour (0 - 23) 

# |  |  .---------- day of month (1 - 31) 

# |  |  |  .------- month (1 - 12) OR jan,feb,mar,apr ... 

# |  |  |  |  .---- day of week (0 - 6) (Sunday=0 or 7) OR 

sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat 

# |  |  |  |  | 

# *  *  *  *  * user-name  command to be executed  

例如：晚上9點10分運行echo命令； 

10 21 * * * gentoo /bin/echo "Howdy!"

 時間表示法：  

       (1) 特定值； 給定時間點有效取值範圍內的值  

       (2) * 給定時間點上有效取值範圍內的所有值 表示“每...”  

       (3) 離散取值： #,#,#  

       (4) 連續取值：#-#  

       (5) 在指定時間範圍上，定義步長： /#: #即爲步長  

       例如：每3小時echo命令； 0 */3 * * * gentoo /bin/echo "howdy!"

 系統的計劃任務: 

       /etc/crontab 

       /etc/cron.d/  配置文件 

       /etc/cron.hourly/ 腳本 

       /etc/cron.daily/ 腳本 

       /etc/cron.weekly/ 腳本 

       /etc/cron.monthly/腳本

anacron系統

運行計算機關機時cron不運行的任務，CentOS6.0以後 版本取消anacron服務，由crond服務管理。 假設計算機沒有一直開機 對筆記本電腦、臺式機、工作站及其它不一直開機的系統 很重要 對偶爾要關機的服務器很有用 配置文件：/etc/anacrontab，負責執行/etc/ cron.daily /etc/cron.weekly /etc/cron.monthly中系 統任務。/etc/cron.hourly/由/cron.d/0hourly執行 字段1：如果在這些日子裏沒有運行這些任務…… 

字段2：在重新引導後等待這麼多分鐘後運行它 

字段3：任務識別器，在日誌文件中標識 

字段4：要執行的任務 

當執行任務時，更新/var/spool/anacron/文件時間戳

管理臨時文件

rhel7.0之前使用tmpwatch工具定時清除臨時文件。

rhel7.0使用systemd-tmpfiles-setup服務實現  

    配置文件：  

        /etc/tmpfiles.d/*.conf  

        /run/tmpfiles.d/*.conf  

        /usr/lib/tmpfiles/*.conf

      /usr/lib/tmpfiles.d/tmp.conf  

        d /tmp 1777 root root 10d  

        d /var/tmp 1777 root root 30d  

      命令：  

          systemd-tmpfiles –clean|remove|create  configfile

用戶cron：

    crontab命令定義，每個用戶都有專用的cron任務文件： 

        /var/spool/cron/USERNAME

    crontab命令： 

        crontab [-u user] [-l | -r | -e] [-i] 

            -l: 列出所有任務； 

            -e: 編輯任務； 

            -r: 移除所有任務； 

            -i：同-r一同使用，以交互式模式移除指定任務 

            -u user: 僅root可運行，指定用戶管理cron任務

at和crontab

一次性作業使用 at  

重複性作業使用crontab 

    Create at time crontab -e 

    List at -l crontab -l 

    Details at -c jobnum N/A 

    Remove at -d jobnum crontab -r 

    Edit N/A crontab -e  

沒有被重定向的輸出會被郵寄給用戶  

根用戶能夠修改其它用戶的作業

注意：運行結果的標準輸出和錯誤以郵件通知給相關用戶 

    (1) COMMAND > /dev/null 

    (2) COMMAND &> /dev/null

對於cron任務來講，%有特殊用途；如果在命令中要使用%， 則需要轉義；不過，如果把%放置於單引號中，也可以不用轉 義；

思考： (1) 如何在秒級別運行任務？ * * * * * for min in 0 1 2; do echo "hi"; sleep 20; done

(2) 如何實現每7分鐘運行一次任務?

sleep命令： 

    sleep NUMBER[SUFFIX]... SUFFIX: 

      s: 秒, 默認 

      m: 分 

      h: 小時 

      d: 天