[系统运维]Linux--进程与任务管理

前言

Linux进程管理是一项十分重要的工作，可以帮助我们更好的控制系统。进程是程序在计算机上的一次执行活动。当你运行一个程序，你就启动了一个进程。本文介绍了常用进程操作命令以及管理

一、查看进程

• 程序：

  • 保存在硬盘、光盘等介质中的可执行代码和数据

  • 静态保存的代码

• 进程：

  • 在CPU及内存中运行的程序代码
  • 动态执行的代码
  • 父、子进程
  • 每个程序可以创建一个或多个进程

线程和进程的区别:

做个简单的比喻：进程=火车，线程=车厢
线程在进程下行进（单纯的车厢无法运行）,一个进程可以包含多个线程（一辆火车可以有多个车厢）,多个线程可共享数据(车厢是互通的)

1、查看进程信息——ps

①方法一——ps -aux

• 查看静态的进程统计信息：ps -aux

一般结合管道符号来用：ps -aux | grep httpd | wc -l

• a：显示当前终端下的所有进程信息，包括其他用户的进程，与“x”选项结合使用时将显示系统中所有的进程信息
• u：使用以用户为主的格式输出进程信息
• x：显示当前用户在所有终端下的进程信息
• 将以简单列表的形式显示出进程信息

示例：
[root@localhost ~]# ps -aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  2.6  0.3  46344  6908 ?        Ss   16:47   0:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    16:47   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    16:47   0:00 [kworker/0:0]
root          4  0.0  0.0      0     0 ?        S<   16:47   0:00 [kworker/0:0H]
##省略...

名词解释（僵尸进程）：
已经结束了一个进程，但是它任然还占用着内存，也称之为僵死

父进程退出，子进程没有退出，那这些子进程就没有父进程去管理它们，所以就成了僵尸进程

状态后缀表示：

-D：不可被唤醒的睡眠状态，通常用于 I/O 情况。
-R：该进程正在运行。
-S：该进程处于睡眠状态，可被唤醒。
-T：停止状态，可能是在后台暂停或进程处于除错状态。
-W：内存交互状态（从 2.6 内核开始无效）。
-X：死掉的进程（应该不会出现）。
-Z：僵尸进程。进程已经中止，但是部分程序还在内存当中。
-<：高优先级（以下状态在 BSD 格式中出现）。
-N：低优先级。
-L：被锁入内存。
-s：包含子进程。
-l：多线程（小写 L）。
-+：位于后台。
-C：进程占用CPU的百分比

• 示例1：查看进程状态

ctrl+c :发送 SIGINT 信号，终止一个进程
ctrl+z :发送 SIGSTOP 信号，挂起一个进程。将作业放置到后台(暂停)
ctrl+d :不是发送信号，而是表示一个特殊的二进制值，表示 EOF。代表输入完成或者注销

• 示例2：不可中断状态

tar -zcvf usr-tar.gz /usr/
#然后在另一个终端不断查看状态，由 S+，R+变为 D+

②方法一——ps -elf

• e：显示系统内的所有进程信息
• l：使用长格式显示进程信息
• f：使用完整的格式显示进程信息
• 将以长格式显示系统中的进程信息，并且包含更丰富的内容

示例：
[root@localhost ~]# ps -elf
F S UID         PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  STIME TTY          TIME CMD
4 S root          1      0  0  80   0 - 32068 ep_pol 16:47 ?        00:00:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
1 S root          2      0  0  80   0 -     0 kthrea 16:47 ?        00:00:00 [kthreadd]
1 S root          4      2  0  60 -20 -     0 worker 16:47 ?        00:00:00 [kworker/0:0H]
1 S root          5      2  0  80   0 -     0 worker 16:47 ?        00:00:00 [kworker/u256:0]
##省略...

在CentOs7系统，tty1表示图形界面，tty2-tty6表示文字界面，可以用Ctrl+Alt+（F1-F6）切换

2、查看进程信息——top

• 使用ps命令查看到的是一个静态的进程信息，并不能连续地反馈当前进程的运行状态
• 若希望以动态刷新的方式显示各进程的状态信息则使用top
• 默认情况下每三秒刷新一次,按 s 修改刷新时间,按空格 ：立即刷新

①系统任务（第一行）和进程（第二行）的信息

②CPU（第三行）、内存（第四行）的信息和交换空间（第五行）的相关信息

③ 进程信息区各列详解

④ top常用命令

若通过 top 排名工具发现某个进程 CPU 占用率非常高，需要终止该进程的运行，可以在 top 操作界面中按 k 键，然后在列表上方将会出现“PID to signal/kill [default pid = 3180]:” 的提示信息，根据提示输入指定进程的 PID 号并按 Enter 键, 出现“Send pid 5597 signal [15/sigterm]”的二次确认的提示信息，然后按Enter 键确认即可终止对应的进程

3、查看进程信息——pgrep

• 示例1：查询进程中包含‘log’的进程及PID号（若没有“-l”则只输出PID号）

[root@localhost ~]# pgrep -l "log"
288 xfs-log/sda2
477 xfs-log/sda1
481 xfs-log/sda5
595 systemd-logind
601 abrt-watch-log
628 abrt-watch-log
1028 rsyslogd

• 示例2：查询由用户 teacher 在 tty1 终端上运行的进程及PID号

[root@localhost ~]# pgrep -l -U teacher -t tty1

4、查看进程树——pstree

• pstree命令可以输出Linux系统中各进程的树形结构，更加直观地判断出各进程之间的相互关系（如父、子进程）

• 示例1：

pstree -aup   #查看当前系统的进程树，包括各进程对应的PID 号、用户名、完整命令等信息。从输出结果中可以看出，systemd 进程确实是 Linux 操作系统中所有进程的“始祖”

二、控制进程

1、进程的启动方式

• 在Linux系统中，可以由用户手工启动或者按预定计划调度启动新的进程

①手工启动

• 根据该进程是否需要占用当前命令终端，手工启动分为以下两类

  • 前台启动：用户输入命令，直接执行程序，但得等到该进程结束并退出才能继续执行其他命令
  • 后台启动：在命令行尾加入“&”符号；无需等待，适用于等待时间较长的操作

• 示例：

[root@localhost ~]# cp /dev/cdrom mycd.iso &
[1] 4226
##输出信息包括后台任务序号和PID号

②调动启用

• 在服务器维护工作中，经常需要执行一些比较费时而且较占用资源的任务（如数据备份），这些任务更适合在相对空闲的时候（如半夜）进行，但这样需要用户进行事前调度安排并指定任务运行的时间
• 调度启动的计划任务进程均在后台进行，不占用用户的命令终端
• 使用”at“命令时，设置一次性计划任务，使用”crontab"命令，设置周期性计划任务

2、进程的前后台调度

①挂起当前进程

当Linux操作系统中的命令正在前台执行时（运行尚未结束），按Ctrl＋Z组合键可以将当前进程挂起（调入后台并停止执行），这种操作在需要暂停当前进程并进行其他操作时特别有用。例如，打包usr并且调入后台 ，可以按 Ctrl＋Z 组合键将该下载任务调入后台并暂停执行—tar zcvf usr.tar.gz /usr

②查看后台的进程

• jobs—查看当前终端中在后台运行的进程任务，结合“-l”选项可以同时显示该进程的PID号

③将后台的进程恢复运行

• bg; 将后台暂停执行的任务恢复运行并继续在后台执行
• fg：将后台暂停执行的任务恢复运行并恢复至前台运行
• 除非后台中的任务只有一个，否则bg和fg命令都需要指定后台进程的任务编号作为参数
• 例如：“fg 1（任务编号）”

3、终止进程执行

• 当用户在前台执行某个进程时，可以用Ctrl+C组合键强制中断当前正在执行的命令
• 当按 Ctrl＋C 组合键无法终止程序或者需要结束在其他终端或后台运行的进程时， 可以使用专用的进程终止工具 kill、killall 和 pkill

①kill

• kill用于终止指定PID号的进程，需要使用进程的PID号作为参数
• 若该进程不响应终止信号，则结合“-9”选项可以强制终止

②killall

• 使用 killall 命令可以通过进程名称来终止进程，当需要结束系统中多个相同名称的进程时，使用 killall 命令将更加方便，效率更高。killall 命令同样也有“-9”选项。

• 例如，执行如下的“killall -9 vim”命令可将所有名为 vim 的进程都强行终止

  ——通过进程名终止多个进程

③pkill

• 根据进程的名称、运行该进程的用户、进程所在的终端等多种属性终止特定的进程
• 与“pgrep”命令选项类似，如“-U（指定用户名）”、“-t（指定终端）”

 pgrep –l -U "xjj"         #确认目标进程相关信息
 pkill -9 -U "xjj"         #强行终止用户xjj的进程
 pgrep -l -U "xjj"	       #确认目标进程已被终止

三、一次性计划任务—at

• 在 Linux 操作系统中，除了用户即时执行的命令操作以外，还可以配置在指定的时间、指定的日期执行预先计划的系统管理任务（如定期备份、定期采集监测数据）。CentOS 系统中默认已安装了 at、cronie 软件包

• 设置一次性计划时，在at命令中依次指定计划执行任务的时间、日期作为参数

• 确认后进入带“at>”提示符的任务编辑器界面，每行设置一条执行命令，可以依次设置多条语句，最后按Ctrl+D组合键提交任务

• 注：计划执行任务的时间、日期必须安排在当前系统时间之后

• 对应条件:对应系统服务为atd，必须已经运行

• “atq”命令可以进行查询，对于已经设置但还未执行（未到时间点）的计划任务,但已执行过的不会再出现在列表中
• "atrm"命令可以删除指定编号的at任务

四、周期性任务设置—crontab

• 使用crontab命令设置的计划任务可以按预设的周期重复执行，可以大大减轻设置重复性系统管理任务的操作

• 由软件包cronie提供crontab工具、系统服务crond和配置文件/etc/crontab

• 前提条件：对应的系统服务crond必须已经运行

1、配置文件和目录

• crond 通过多个目录和文件设置计划任务，不同类型的任务由不同的配置文件来设置

①系统任务配置文件，位于文件：/etc/crontab

• 设置的是维护Linux系统所需的任务，由Linux系统及相关程序在安装时自动设置，不建议用户修改

[root@localhost ~]# cat /etc/crontab
SHELL=/bin/bash	                      #设置执行计划任务的Shell 环境
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin	  #定义可执行命令及程序的路径
MAILTO=root	                          #将任务输出信息发送到指定用户的邮箱

②系统默认的设置，位于目录：/etc/cron.*/

• 软件包crontabs安装后，会在此目录下升恒一些系统默认设置的计划任务目录，设置了系统每个小时、每一天做些什么工作

③用户定义的设置，位于文件：/var/spool/cron/

• 由用户使用crontab命令设置的cron计划会被保存在此目录中（会在此目录中生成一个与用户名相同的文件）

crond 守护进程会自动检查/etc/crontab 文件、/etc/cron.d/目录及 /var/spool/cron/目录中的改变，如果发现有配置更改，它们就会被载入内存，所以当某个 crontab 文件改变后并不需要重新启动 crond 守护进程就可以使设置生效

2、管理crontab计划任务

3、crontab 任务配置的格式

背记口诀（牢记）：分 时 日 月 周

4、时间数值的特殊表示方法

①特殊表示方式及示例

• “*”表示该范围内的任意时间

• “，”表示一个间隔内的多个不连续时间点

• “-”表示一个连续的时间范围

• “/”表示间隔的时间频率

  示例1：

若要按固定的周期重复完成一些系统管理任务，任务内容如下：①每天早上 7:50
自动开启httpd 服务，22:50 关闭 httpd 服务；②每隔五天清空一次 FTP 服务器公共目录/var/ftp/pub 中的数据；③每周六的 7:30 重新启动系统中的 httpd 服务；④每周一、周三、周五的下午 17:30，使用 tar 命令自动备份/etc/httpd 目录，则可由 root 用户通过 crontab 设置以下计划任务

[root@localhost ~]# crontab -e
50 7 * * * /usr/bin/systemctl start httpd.service 
50 22 * * * /usr/bin/systemctl stop httpd.servic 
0 0 */5 * * /usr/bin/rm -rf /var/ftp/pub/*
30 7 * * 6 /usr/bin/systemctl httpd restart
30 17 * * 1,3,5 /usr/bin/tar jcf httpdconf.tar.bz2 /etc/httpd/
*/2 * * * * ls -lh /home/*

• 因为执行任务时不需要用户登录，建议都使用绝对路径，避免因缺少执行路径而无法执行命令的情况

• 在设置每分都执行的任务时，“分钟”字段也应填写一个具体的时间数值，而不是默认的“*”，否则将会每分钟执行一次任务

  示例2：

普通用户执行“crontab -e”命令时，可以设置自己的计划任务（需要注意命令的执行权限）。
例如，用户xjj 设置一条计划任务：在每周五晚上的 23:55 将/etc/passwd 文件的内容复制到宿主目录中，保存为 123.txt 文件，具体操作如下：

[xjj @localhost ~]# crontab -e
55 23 * * 5 /usr/bin/cp /etc/passwd /home/xjj/123.txt

②查看用户的计划任务表

crontab 命令结合“-l”选项可以查看当前用户的计划任务列表，对于 root 用户来说，还可以结合“-u”选项查看其他用户的计划任务，具体操作如下：

[root@localhost ~]# crontab –l	                #查看用户root 自己的计划任务
50 7 * * * /usr/bin/systemctl start httpd.service
50 22 * * * /usr/bin/systemctl stop httpd.servic 
0 0 */5 * * /usr/bin/rm -rf /var/ftp/pub/*
30 7 * * 6 /usr/bin/systemctl httpd restart
30 17 * * 1,3,5 /usr/bin/tar jcf httpdconf.tar.bz2 /etc/httpd/
[root@localhost ~]# crontab -l -u xjj            #查看用户xjj的计划任务
55 23 * * 7 /usr/bin/cp /etc/passwd /home/xjj/123.txt 
[root@localhost ~]# ll /var/spool/cron/xjj
-rw-------. 1 root root 57 May 7 11:10 /var/spool/cron/xjj

③删除用户的计划任务表

• 当只需要删除某一条计划任务时，可以通过“crontab -e”命令进行编辑；而若要清空某个用户的所有计划任务，可以执行“crontab -r”命令

[xjj@localhost ~]$ crontab -r	 #用户xjj清空自己设置的计划任务
[xjj@localhost ~]$ crontab -l
no crontab for xjj

总结

在生产环境中设置相应的计划任务可以按预设的周期重复执行，可以大大减轻设置重复性系统管理任务的操作