十一、监控和管理Linux进程
本章节介绍如何监控和管理Linux进程。章节篇幅有点长，但希望能够好好理解并熟练掌握，是日后工作进行排错经常使用的知识点。
运维基本功专栏地址：https://blog.csdn.net/qq_41765918/category_11608412.html
11.1 什么是进程
Process: 运行中的程序的一个副本，是被载入内存的一个指令集合，是资源分配的单位
- 进程ID（Process ID，PID）号码被用来标记各个进程
- UID、GID、和SELinux语境决定对文件系统的存取和访问权限
- 通常从执行进程的用户来继承
- 存在生命周期
进程创建：
- init：第一个进程，从 rhel7 以后为systemd
- 进程：都由其父进程创建，fork()，父子关系，CoW：Copy On Write（写实复制）
进程是通过执行一个静态程序而触发的。静态的程序触发成一个动态的程序。
11.1.1 从windows的角度去看待进程
- 打开任务管理器，观察状态
-
打开运行C:\Windows\system32\cmd.exe
-
点击箭头扩展，然后运行一个命令，观察
-
观察进程对资源的使用
因此，进程是动态的
-
进程数量的统计
11.1.2 从linux的角度去看待进程
-
通过top命令，可以获得动态的类任务管理器页面
-
进程是通过运行一个静态的可执行文件，从而生成的一个动态的进程
范例：
#第一个终端执行 [root@servera ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/null #第二个终端执行 [root@servera ~]# ps aux | grep "dd if" root 6463 98.8 0.0 7324 820 pts/1 R+ 14:55 1:52 dd if=/dev/zero of=/dev/null root 6489 0.0 0.0 12108 1088 pts/2 R+ 14:57 0:00 grep --color=auto dd if -
进程的拥有者
进程在读取或者写入文件的时候，是采用这个拥有者的身份读取和写入的。所以针对需要读取和写入的这个拥有者必须要有权限。
- 通常情况下，进程的拥有者为执行者。
- 比如一些服务，通常进程的拥有者会在配置文件中指定为该服务的系统用户
- GUID的二进制文件：/usr/bin/passwd
-
进程的资源占用量
- %cpu
- %mem
11.2 进程状态
进程的基本状态
- 创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(process control block进程控制块)，向其中填写
控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调
度运行，把此时进程所处状态称为创建状态 - 就绪状态：进程已准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行
- 执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态
- 阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受
到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用 - 终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态。无法再执行
进程更多的状态：
- 运行态R：running
- 睡眠态S\D：分为两种，可中断：interruptable，不可中断：uninterruptable
- 停止态T：stopped，暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动
- 僵死态Z：zombie，僵尸态，结束进程，父进程结束前，子进程不关闭，杀死父进程可以关闭僵死
态 的子进程
范例：僵尸态
[root@servera ~]# bash
[root@servera ~]# echo $BASHPID
3988
[root@servera ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/null
#再开一个终端，停止父进程bash，杀死dd进程，使其进入僵死态
[root@servera ~]# kill -19 3988
[root@servera ~]# kill -9 4018
#方法1:恢复父进程
[root@servera ~]# kill -18 3988
#方法2:杀死父进程
[root@servera ~]# kill -9 3988
11.3 进程管理和性能相关工具
11.3.1 进程树 pstree
pstree 可以用来显示进程的父子关系，以树形结构显示
来自于psmisc包
格式：
pstree [OPTION] [ PID | USER ]
常用选项：
-p 显示PID
-T 不显示线程thread,默认显示线程
-u 显示用户切换
-H pid 高亮指定进程及其前辈进程
范例：
[root@servera ~]# pstree 1
systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]
├─NetworkManager───2*[{NetworkManager}]
├─VGAuthService
├─accounts-daemon───2*[{accounts-daemon}]
├─alsactl
├─atd
├─auditd─┬─sedispatch
│ └─2*[{auditd}]
├─avahi-daemon───avahi-daemon
├─bluetoothd
├─chronyd
├─colord───2*[{colord}]
[root@servera ~]# pstree user1
bash───ping
[root@servera ~]# pstree | grep httpd
|-httpd-+-httpd
| |-2*[httpd---64*[{httpd}]]
| `-httpd---80*[{httpd}]
[root@servera ~]# pstree -u | grep httpd
|-httpd-+-httpd(apache)
| |-2*[httpd(apache)---64*[{httpd}]]
| `-httpd(apache)---80*[{httpd}]
[root@servera ~]# pstree -p
systemd(1)─┬─ModemManager(1002)─┬─{ModemManager}(1041)
│ └─{ModemManager}(1054)
├─NetworkManager(1172)─┬─{NetworkManager}(1177)
│ └─{NetworkManager}(1178)
├─VGAuthService(996)
├─accounts-daemon(1097)─┬─{accounts-daemon}(1102)
│ └─{accounts-daemon}(1108)
范例：高亮显示前辈进程
[root@servera ~]# pstree -pH 4207
11.3.2 进程信息 ps
ps 即process state，可以进程当前状态的快照，默认显示当前终端中的进程，Linux系统各进程的相关
信息均保存在/proc/PID目录下的各文件中
ps格式
ps [OPTION]...
支持三种选项：
- UNIX选项 如: -A -e
- BSD选项 如: a
- GNU选项 如: --help
常用选项：
a 选项包括所有终端中的进程
x 选项包括不链接终端的进程
u 选项显示进程所有者的信息
f 选项显示进程树,相当于 --forest
k|--sort 属性 对属性排序,属性前加 - 表示倒序
o 属性… 选项显示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem
L 显示支持的属性列表
-C cmdlist 指定命令，多个命令用，分隔
-L 显示线程
-e 显示所有进程，相当于-A
-f 显示完整格式程序信息
-F 显示更完整格式的进程信息
-H 以进程层级格式显示进程相关信息
-u userlist 指定有效的用户ID或名称
-U userlist 指定真正的用户ID或名称
-g gid或groupname 指定有效的gid或组名称
-G gid或groupname 指定真正的gid或组名称
-p pid 显示指pid的进程
--ppid pid 显示属于pid的子进程
-t ttylist 指定tty,相当于 t
-M 显示SELinux信息，相当于Z
ps 输出属性
C : ps -ef 显示列 C 表示cpu利用率
VSZ: Virtual memory SiZe，虚拟内存集，线性内存
RSS: ReSident Size, 常驻内存集
STAT：进程状态
R：running
S: interruptable sleeping
D: uninterruptable sleeping
T: stopped
Z: zombie
+: 前台进程
l: 多线程进程
L：内存分页并带锁
N：低优先级进程
<: 高优先级进程
s: session leader，会话（子进程）发起者
I：Idle kernel thread，新内核新特性(空闲线程)
ni: nice值
pri: priority 优先级
rtprio: 实时优先级
psr: processor CPU编号
常用组合：
aux
-ef
-eFH
-eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,pcpu,stat,comm
axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm
范例：查看进程详细信息
[root@servera ~]# ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 15:17 ? 00:00:02 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 18
root 2 0 0 15:17 ? 00:00:00 [kthreadd]
root 3 2 0 15:17 ? 00:00:00 [rcu_gp]
root 4 2 0 15:17 ? 00:00:00 [rcu_par_gp]
root 6 2 0 15:17 ? 00:00:00 [kworker/0:0H-kblockd]
[root@servera ~]# ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.7 180140 14504 ? Ss 15:17 0:02 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 18
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 15:17 0:00 [kthreadd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 [rcu_gp]
root 4 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 [rcu_par_gp]
root 6 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 [kworker/0:0H-kblockd]
root 8 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 [mm_percpu_wq]
root 9 0.0 0.0 0 0 ? S 15:17 0:00 [ksoftirqd/0]
范例：
#查看进程的父子关系
[root@servera ~]# ps auxf
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 15:17 0:00 [kthreadd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 \_ [rcu_gp]
root 4 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 \_ [rcu_par_gp]
root 6 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 \_ [kworker/0:0H-kblockd]
root 8 0.0 0.0 0 0 ? I< 15:17 0:00 \_ [mm_percpu_wq]
root 9 0.0 0.0 0 0 ? S 15:17 0:00 \_ [ksoftirqd/0]
root 10 0.0 0.0 0 0 ? I 15:17 0:00 \_ [rcu_sched]
root 11 0.0 0.0 0 0 ? S 15:17 0:00 \_ [migration/0]
root 12 0.0 0.0 0 0 ? S 15:17 0:00 \_ [watchdog/0]
#查看进程的特定属性
[root@servera ~]# ps axo pid,cmd,%mem,%cpu
PID CMD %MEM %CPU
1 /usr/lib/systemd/systemd -- 0.7 0.0
2 [kthreadd] 0.0 0.0
3 [rcu_gp] 0.0 0.0
4 [rcu_par_gp] 0.0 0.0
6 [kworker/0:0H-kblockd] 0.0 0.0
范例：针对属性排序，rhel6 以下版本不支持
#按CPU利用率倒序排序
[root@servera ~]# ps axo pid,cmd,%cpu,%mem k -%cpu
PID CMD %CPU %MEM
4568 dd if=/dev/zero of=/dev/nul 88.3 0.0
1 /usr/lib/systemd/systemd -- 0.0 0.7
2 [kthreadd] 0.0 0.0
3 [rcu_gp] 0.0 0.0
4 [rcu_par_gp] 0.0 0.0
6 [kworker/0:0H-kblockd] 0.0 0.0
#按内存倒序排序
[root@servera ~]# ps axo pid,cmd,%cpu,%mem --sort -%mem
PID CMD %CPU %MEM
1860 /usr/bin/gnome-shell 0.0 8.3
1900 /usr/bin/Xwayland :1024 -ro 0.0 3.2
1929 /usr/libexec/ibus-x11 --kil 0.0 3.1
1365 /usr/sbin/libvirtd 0.0 2.3
1073 /usr/libexec/platform-pytho 0.0 2.2
1070 /usr/libexec/sssd/sssd_nss 0.0 2.0
1187 /usr/libexec/platform-pytho 0.0 1.7
1975 /usr/libexec/gsd-xsettings 0.0 1.5
1983 /usr/libexec/gsd-color 0.0 1.4
11.3.3 查看进程信息prtstat
可以显示进程信息,来自于psmisc包
格式：
prtstat [options] PID ...
选项：
-r raw 格式显示
范例:
[root@servera ~]# prtstat 1407
Process: httpd State: S (sleeping)
CPU#: 0 TTY: 0:0 Threads: 1
Process, Group and Session IDs
Process ID: 1407 Parent ID: 1
Group ID: 1407 Session ID: 1407
T Group ID: -1
Page Faults
This Process (minor major): 1689 54
Child Processes (minor major): 0 0
CPU Times
This Process (user system guest blkio): 0.01 0.09 0.00 0.07
Child processes (user system guest): 0.00 0.00 0.00
Memory
Vsize: 288 MB
RSS: 11 MB RSS Limit: 18446744073709 MB
Code Start: 0x55b6fa9bb000 Code Stop: 0x55b6faa40f60
Stack Start: 0x7fffc2b468a0
Stack Pointer (ESP): 0 Inst Pointer (EIP): 0
Scheduling
Policy: normal
Nice: 0 RT Priority: 0 (non RT)
[root@servera ~]# prtstat -r 1407
pid: 1407 comm: httpd
state: S ppid: 1
pgrp: 1407 session: 1407
tty_nr: 0 tpgid: -1
flags: 400100 minflt: 1689
cminflt: 0 majflt: 54
cmajflt: 0 utime: 1
stime: 9 cutime: 0
cstime: 0 priority: 20
nice: 0 num_threads: 1
itrealvalue: 0 starttime: 1054
vsize: 288198656 rss: 2884
rsslim: 18446744073709551615 startcode: 94244376915968
endcode: 94244377464672 startstack: 140736459991200
kstkesp: 0 kstkeip: 0
wchan: 1 nswap: 0
cnswap: 1 exit_signal: 17
processor: 1 rt_priority: 0
policy: 0 delayaccr_blkio_ticks: 7
guest_time: 0 cguest_time: 0
11.3.4 搜索进程
按条件搜索进程
- ps 选项 | grep ‘pattern’ 灵活
- pgrep 按预定义的模式
- /sbin/pidof 按确切的程序名称查看pid
11.3.4.1 pgrep
命令格式
pgrep [options] pattern
常用选项
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正发起运行命令者
-t terminal: 与指定终端相关的进程
-l: 显示进程名
-a: 显示完整格式的进程名
-P pid: 显示指定进程的子进程
范例：
[root@servera ~]# pgrep -u user1
2593
2623
2657
[root@servera ~]# pgrep -lu user1
2593 bash
2623 bash
2657 ping
#错误写法，切记用户选项在后
[root@servera ~]# pgrep -ul user1
pgrep: invalid user name: l
[root@servera ~]# pgrep -au user1
2593 -bash
2623 bash
[root@servera ~]# pgrep -aP 2623
2695 ping baidu.com
[root@servera ~]# pgrep -at pts/1
2563 -bash
2592 su - user1
2593 -bash
2623 bash
2695 ping baidu.com
11.3.4.2 pidof
命令格式
pidof [options] [program [...]]
常用选项：
-x 按脚本名称查找pid
范例：
[root@servera ~]# pidof httpd
1928 1927 1926 1924 1407
[root@servera ~]# vim ping.sh
[root@servera ~]# chmod a+x ping.sh
[root@servera ~]# ./ping.sh
[root@servera ~]# pidof -x ping.sh
3076
11.3.5 负载查询 uptime
/proc/uptime 包括两个值，单位 s
- 系统启动时长
- 空闲进程的总时长（按总的CPU核数计算）
uptime 和 w 显示以下内容
- 当前时间
- 系统已启动的时间
- 当前上线人数
- 系统平均负载（1、5、15分钟的平均负载，一般不会超过1，超过5时建议警报）
系统平均负载: 指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数,通常每个CPU内核的当前活动进程数不大
于3，那么系统的性能良好。如果每个CPU内核的任务数大于5，那么此主机的性能有严重问题
11.3.6 查看进程实时状态 top
top 提供动态的实时进程状态
有许多内置命令
帮助：h 或 ？ ，按 q 或esc 退出帮助
排序：
P：以占据的CPU百分比,%CPU
M：占据内存百分比,%MEM
T：累积占据CPU时长,TIME+
首部信息(风格)显示：
uptime信息：l命令
tasks及cpu信息：t命令
cpu分别显示：1 (数字)
memory信息：m命令
退出命令：q
修改刷新时间间隔：s
终止指定进程：k
保存文件：W
top命令栏位信息简介
us：用户空间
sy：内核空间
ni：调整nice时间
id：空闲
wa：等待IO时间
hi：硬中断
si：软中断（模式切换）
st：虚拟机偷走的时间
top选项：
-d # 指定刷新时间间隔，默认为3秒
-b 全部显示所有进程
-n # 刷新多少次后退出
示例：
top -d 5 -n 5
11.3.9 RHEL8 新特性 cockpit
Cockpit 是rhel 8 取入的新特性，是一个基于 Web 界面的应用，它提供了对系统的图形化管理
- 监控系统活动（CPU、内存、磁盘 IO 和网络流量）
- 查看系统日志条目
- 查看磁盘分区的容量
- 查看网络活动（发送和接收）
- 查看用户帐户
- 检查系统服务的状态
- 提取已安装应用的信息
- 查看和安装可用更新（如果以 root 身份登录）并在需要时重新启动系统
- 打开并使用终端窗口
范例：安装 cockpit
[root@servera ~]# dnf -y install cockpit
[root@servera ~]# systemctl enable --now cockpit.socket
[root@servera ~]# ss -altun（查看9090端口是否启用）
打开浏览器，访问以下地址：
https://rhel8主机:9090
11.3.8 信号发送 kill
kill：内部命令，可用来向进程发送控制信号，以实现对进程管理,每个信号对应一个数字，信号名称以
SIG开头（可省略），不区分大小写
显示当前系统可用信号：
kill -l
trap -l
查看帮助：man 7 signal
常用信号：
1) SIGHUP 无须关闭进程而让其重读配置文件
2) SIGINT 中止正在运行的进程；相当于Ctrl+c
3) SIGQUIT 相当于ctrl+\
9) SIGKILL 强制杀死正在运行的进程
15) SIGTERM 终止正在运行的进程，默认信号
18) SIGCONT 继续运行
19) SIGSTOP 后台休眠
指定信号的方法 :
- 信号的数字标识：1, 2, 9
- 信号完整名称：SIGHUP，sighup
- 信号的简写名称：HUP，hup
向进程发送信号：
按PID：
kill [-s sigspec | -n signum | -sigspec] pid | jobspec ... or kill -l [sigspec]
范例
kill -1 pid …
kill -n 9 pid
kill -s SIGINT pid
按名称：killall 来自于psmisc包
killall可以直接使用信号控制进程，不需要查阅pid等信息
killall [-SIGNAL] comm…
pkill=killall
范例：
[root@servera ~]# kill httpd
-bash: kill: httpd: arguments must be process or job IDs
[root@servera ~]# killall httpd
[root@servera ~]# killall httpd
httpd: no process found
特殊信号：0信号
范例：利用 0 信号实现进程的健康性检查
[root@servera ~]# killall -0 ping
[root@servera ~]# killall ping
[root@servera ~]# killall -0 ping
ping: no process found
#此方式有局限性，即使进程处于停止或僵尸状态，此方式仍然认为是进程是健康的
11.3.9 作业管理
Linux的作业控制
- 前台作业：通过终端启动，且启动后一直占据终端
- 后台作业：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）
让作业运行于后台
- 运行中的作业： Ctrl+z
- 尚未启动的作业： COMMAND &
后台作业虽然被送往后台运行，但其依然与终端相关；退出终端，将关闭后台作业。
如果希望送往后台后，剥离与终端的关系:
- nohup COMMAND &>/dev/null &
查看当前终端所有作业：
jobs
作业控制：
fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后台作业调回前台
bg [[%]JOB_NUM]：让送往后台的作业在后台继续运行
kill [%JOB_NUM]： 终止指定的作业
总结
以上就是【金鱼哥】对如何监控和管理linux进程进行了概述和演示。希望能对看到此文章的小伙伴有所帮助。
如果这篇【文章】有帮助到你，希望可以给【金鱼哥】点个赞👍，创作不易，相比官方的陈述，我更喜欢用【通俗易懂】的文笔去讲解每一个知识点，如果有对【运维技术】感兴趣，也欢迎关注?????? 【金鱼哥】??????，我将会给你带来巨大的【收获与惊喜】💕💕！
