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      深入解析Linux程序與進程

      馬哥Linux運維 ? 來源：馬哥Linux運維 ? 2024-12-18 11:01 ? 次閱讀
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      什么是程序

      一組計算機能識別和執(zhí)行的指令，用于指導計算機執(zhí)行特定任務或解決特定問題。程序通常由代碼、數(shù)據(jù)和資源文件組成，涉及語法、算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為二進制文件

      什么是進程

      是一個具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。作為系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

      程序與進程的關(guān)系

      262b0ea4-bb90-11ef-8732-92fbcf53809c.png

      進程的狀態(tài)

      26475186-bb90-11ef-8732-92fbcf53809c.png

      基礎(chǔ)進程狀態(tài)

      創(chuàng)建狀態(tài)：進程在創(chuàng)建時需要申請一個空白PCB(process control block進程控制塊)，向其中填寫控制和管理進程的信息，完成資源分配。如果創(chuàng)建工作無法完成，比如資源無法滿足，就無法被調(diào)度運行，把此時進程所處狀態(tài)稱為創(chuàng)建狀態(tài)

      就緒狀態(tài)：進程已準備好，已分配到所需資源，只要分配到CPU就能夠立即運行

      執(zhí)行狀態(tài)：進程處于就緒狀態(tài)被調(diào)度后，進程進入執(zhí)行狀態(tài)

      阻塞狀態(tài)：正在執(zhí)行的進程由于某些事件（I/O請求，申請緩存區(qū)失敗）而暫時無法運行，進程受到阻塞。在滿足請求時進入就緒狀態(tài)等待系統(tǒng)調(diào)用

      終止狀態(tài)：進程結(jié)束，或出現(xiàn)錯誤，或被系統(tǒng)終止，進入終止狀態(tài)。無法再執(zhí)行

      更多的狀態(tài)

      運行態(tài)：running

      就緒態(tài)：ready

      睡眠態(tài)：分為兩種，可中斷：interruptable，不可中斷：uninterruptable

      停止態(tài)：stopped，暫停于內(nèi)存，但不會被調(diào)度，除非手動啟動

      僵尸態(tài)：zombie，僵尸態(tài)，結(jié)束進程，父進程結(jié)束前，子進程不關(guān)閉，殺死父進程可以關(guān)閉僵死態(tài) 的子進程

      如何結(jié)束僵尸態(tài)

      創(chuàng)建僵尸進程

      26644a52-bb90-11ef-8732-92fbcf53809c.png

      利用top或ps指令查看僵尸態(tài)進程（Z）PID號

      2678cda6-bb90-11ef-8732-92fbcf53809c.png

      利用kill發(fā)送指令喚醒僵尸進程的父進程來實現(xiàn)回收僵尸進程

      [root@localhost ~]# kill -18 6904

      268844ca-bb90-11ef-8732-92fbcf53809c.png

      也可以通過殺死僵尸進程的夫進程，但不建議使用。

      進程的類型

      守護進程: daemon,在系統(tǒng)引導過程中啟動的進程，和終端無關(guān)進程

      前臺進程：跟終端相關(guān)，通過終端啟動的進程

      進程的優(yōu)先級

      靜態(tài)優(yōu)先級：100-139

      動態(tài)優(yōu)先級：-20 --19

      進程管理相關(guān)命令

      ps

      查看靜態(tài)的進程統(tǒng)計信息

      進程相關(guān)信息保存在/proc目錄中

      若ps不加選項，查看不到多少信息

      [root@localhost ~]# ps
   PID TTY          TIME CMD
  6950 pts/2    0000 bash
  7441 pts/2    0000 ps

      一般使用指令：ps aux

      選項

      a 顯示所以進程信息
      u 以用戶為主的格式輸出
      x 顯示當前用戶在所有終端下的進程信息
      k|--sort 屬性 對屬性排序,屬性前加 - 表示倒序

      ps輸出屬性

      [root@localhost ~]# ps aux
      USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
      root 1 0.0 0.3 193700 6852 ? Ss 12:53 0:02 /usr/lib/systemd/systemd
      root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 12:53 0:00 [kthreadd]

      user 進程用戶
      PID pid號
      %CPU CPU的使用率
      %MEM 內(nèi)存的使用率
      VSZ 虛擬內(nèi)存大小
      RSS 真實內(nèi)存大小
      TTY 終端設(shè)備
      STAT 進程狀態(tài)
      START 進程啟動時間
      TIME 進程運行了多少時間
      COMMAND 進程命令名稱

      查看進程信息

      prstat PID號

      [root@localhost ~]# prtstat 6900
Process: sshd          State: S (sleeping)
  CPU#:  1  TTY: 0:0Threads: 1
Process, Group and Session IDs
  Process ID: 6900  Parent ID: 1152
    Group ID: 6900 Session ID: 6900
  T Group ID: -1

Page Faults
  This Process    (minor major):     1741         3
  Child Processes (minor major):     1384         1
CPU Times
  This Process    (user system guest blkio):   0.00   0.18   0.00   0.00
  Child processes (user system guest):         0.01   0.00   0.00
Memory
  Vsize:       151 MB    
  RSS:         5357 kB     RSS Limit: 18446744073709 MB
  Code Start:  0x5644f8c0d000 Code Stop:  0x5644f8cd4a24
  Stack Start: 0x7ffc51c00f00
  Stack Pointer (ESP): 0x7ffc51c003f8 Inst Pointer (EIP): 0x7fb109e23783
Scheduling
  Policy: normal
  Nice:   0  RT Priority: 0 (non RT)

      top

      實時查看進程統(tǒng)計信息

      [root@localhost ~]# top
top - 17:01:45 up  4:08,  4 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 209 total,   1 running, 208 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.1 sy,  0.0 ni, 99.9 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1867048 total,    76652 free,   796612 used,   993784 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2097004 free,      144 used.   810116 avail Mem 

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND             
   430 root      20   0       0      0      0 S   0.3  0.0   0:01.72 xfsaild/dm-0        
     1 root      20   0  193700   6852   4068 S   0.0  0.4   0:02.61 systemd             
     2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 kthreadd            
     3 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.02 ksoftirqd/0         
     5 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H        
     7 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.03 migration/0         
     8 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcu_bh              
     9 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.65 rcu_sched           
    10 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.06 watchdog/0          
    11 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.05 watchdog/1          
    12 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 migration/1         
    13 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.07 ksoftirqd/1         
    15 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/1:0H        
    16 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.05 watchdog/2          
    17 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 migration/2         
    18 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 ksoftirqd/2         
    19 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.03 kworker/2:0         
    20 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/2:0H        
    21 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.04 watchdog/3          
    22 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 migration/3         
    23 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 ksoftirqd/3         
    25 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/3:0H        
    27 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kdevtmpfs           
    28 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 netns               
    29 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 khungtaskd

      各個字段的含義如下：

      PID：進程的 ID。

      USER：該進程所屬的用戶。

      PR：優(yōu)先級，數(shù)值越小優(yōu)先級越高。

      NI：優(yōu)先級，數(shù)值越小、優(yōu)先級越高。

      VIRT：該進程使用的虛擬內(nèi)存的大小，單位為 KB。

      RES：該進程使用的物理內(nèi)存的大小，單位為 KB。

      SHR：共享內(nèi)存大小，單位為 KB。

      S：進程狀態(tài)。

      %CPU：該進程占用 CPU 的百分比。

      %MEM：該進程占用內(nèi)存的百分比。

      TIME+：該進程共占用的 CPU 時間。

      COMMAND：進程的命令名。

      top命令欄位信息簡介
      us：用戶空間
      sy：內(nèi)核空間
      ni：調(diào)整nice時間
      id：空閑
      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

      在top中的命令

      q 退出命令
      s 修改刷新時間間隔
      k 終止指定進程
      w 保存文件

      pgrep

      查看指定的進程

      -u 指定用戶
      -l 顯示進程命
      -a 顯示完整格式的進程名 

      [root@localhost ~]# pgrep -u asdjkl
9828
9834
9841
9842
9900
9905
9991
10010
10015
10018
10037
[root@localhost ~]# pgrep -u asdjkl -l
9828 gnome-keyring-d
9834 gnome-session-b
9841 dbus-launch
9842 dbus-daemon
9900 gvfsd
9905 gvfsd-fuse
9991 ssh-agent
10010 at-spi-bus-laun
10015 dbus-daemon
[root@localhost ~]# pgrep -u asdjkl -a
9828 /usr/bin/gnome-keyring-daemon --daemonize --login
9834 /usr/libexec/gnome-session-binary --session gnome-classic
9841 dbus-launch --sh-syntax --exit-with-session
9842 /bin/dbus-daemon --fork --print-pid 4 --print-address 6 --session
9900 /usr/libexec/gvfsd
9905 /usr/libexec/gvfsd-fuse /run/user/1000/gvfs -f -o big_writes
9991 /usr/bin/ssh-agent /bin/sh -c exec -l /bin/bash -c "env GNOME_SHELL_SESSION_MODE=classic gnome-session --session gnome-classic"

      pstree

      以樹形結(jié)構(gòu)列出進程信息

      常用選項
      -a 顯示啟動每個進程對應的完整指令，包括啟動進程的路徑、參數(shù)等
      -p 顯示PID
      -u 顯示用戶切換
      -H pid 高亮顯示指定進程及其前輩進程

      [root@localhost ~]# pstree -a
systemd --switched-root --system --deserialize 21
  ├─ModemManager
  │   └─2*[{ModemManager}]
  ├─NetworkManager --no-daemon
  │   └─2*[{NetworkManager}]

[root@localhost ~]# pstree -p
systemd(1)─┬─ModemManager(762)─┬─{ModemManager}(785)
           │                   └─{ModemManager}(801)
           ├─NetworkManager(841)─┬─{NetworkManager}(849)
           │                     └─{NetworkManager}(855)
           ├─VGAuthService(750)
           ├─abrt-watch-log(758)
           ├─abrt-watch-log(760)
           ├─abrtd(739)

[root@localhost ~]# pstree -u
systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]
        ├─NetworkManager───2*[{NetworkManager}]
        ├─VGAuthService
        ├─2*[abrt-watch-log]
        ├─abrtd
        ├─accounts-daemon───2*[{accounts-daemon}]
        ├─alsactl

      26a13520-bb90-11ef-8732-92fbcf53809c.png

      free

      查看進程占用 內(nèi)存的詳細信息

      [root@localhost ~]# free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        1867048     1247944      119912       13656      499192      358276
Swap:       2097148        6572     2090576
[root@localhost ~]#

      iostat

      iostat 可以提供更豐富的IO性能狀態(tài)數(shù)據(jù)

      Total DISK READ :0.00 B/s | Total DISK WRITE :       0.00 B/s
Actual DISK READ:0.00 B/s | Actual DISK WRITE:       0.00 B/s
   TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO>    COMMAND                              
     1 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % systemd --switched-~tem --deserialize 21
     2 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kthreadd]
     3 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [ksoftirqd/0]
     5 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kworker/0:0H]
 10246 be/4 asdjkl0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % seapplet
     7 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [migration/0]
     8 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [rcu_bh]
     9 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [rcu_sched]
    10 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [watchdog/0]
    11 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [watchdog/1]
    12 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [migration/1]
    13 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [ksoftirqd/1]
    15 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kworker/1:0H]
    16 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [watchdog/2]
    17 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [migration/2]
    18 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [ksoftirqd/2]
    20 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kworker/2:0H]
    21 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [watchdog/3]
    22 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [migration/3]

      iotop

      查看網(wǎng)絡(luò)流量

      進程管理

      手動啟動

      "命令 &"，把命令放入后臺執(zhí)行

      運行中的作業(yè)： Ctrl+z 放到后臺 但是會停止作業(yè)

      尚未啟動的作業(yè)： 命令 &

      查看后臺任務列表 ：jobs

      調(diào)出后臺任務： fg

      繼續(xù)任務：bg

      并行執(zhí)行任務：每個命令使用&隔開

      結(jié)束進程

      kill

      kill 命令只是用來向進程發(fā)送一個信號，至于這個信號是什么，是用戶指定的

      kill后面的選項
[root@localhost ~]# trap -l
 1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP
 6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL10) SIGUSR1
11) SIGSEGV12) SIGUSR213) SIGPIPE14) SIGALRM15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT17) SIGCHLD18) SIGCONT19) SIGSTOP20) SIGTSTP
21) SIGTTIN22) SIGTTOU23) SIGURG24) SIGXCPU25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM27) SIGPROF28) SIGWINCH29) SIGIO30) SIGPWR
31) SIGSYS34) SIGRTMIN35) SIGRTMIN+136) SIGRTMIN+237) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+439) SIGRTMIN+540) SIGRTMIN+641) SIGRTMIN+742) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+944) SIGRTMIN+1045) SIGRTMIN+1146) SIGRTMIN+1247) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+1449) SIGRTMIN+1550) SIGRTMAX-1451) SIGRTMAX-1352) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-1154) SIGRTMAX-1055) SIGRTMAX-956) SIGRTMAX-857) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-659) SIGRTMAX-560) SIGRTMAX-461) SIGRTMAX-362) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-164) SIGRTMAX

      計劃任務

      一次性的計劃任務

      [root@localhost ~]# at 13:50
at> mkdir kk
at> 
job 1 at Thu Apr 18 13:50:00 2024
[root@localhost ~]# ls
[root@localhost ~]# ls
123  ??  aa   anaconda-ks.cfg  initial-setup-ks.cfg  公共  模板  視頻  圖片  文檔  下載  音樂  桌面
[root@localhost ~]# ls
??   aa               initial-setup-ks.cfg  公共  視頻  文檔  音樂
123  anaconda-ks.cfg  kk     模板  圖片  下載  桌面
您在 /var/spool/mail/root 中有新郵件

      周期性的計劃任務

      crontab [選項] [file]

      選項 功能
      -u user 用來設(shè)定某個用戶的 crontab 服務，例如 "-u demo" 表示設(shè)備 demo 用戶的 crontab 服務，此選項一般有 root 用戶來運行。
      -e 編輯某個用戶的 crontab 文件內(nèi)容。如果不指定用戶，則表示編輯當前用戶的 crontab 文件。
      -l 顯示某用戶的 crontab 文件內(nèi)容，如果不指定用戶，則表示顯示當前用戶的 crontab 文件內(nèi)容。
      -r 從 /var/spool/cron 刪除某用戶的 crontab 文件，如果不指定用戶，則默認刪除當前用戶的 crontab 文件。
      -i 在刪除用戶的 crontab 文件時，給確認提示。 


      *  *  *  *    *
分時日月周

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      原文標題：深入解析Linux程序與進程：你不知道的高效運行秘訣

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