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[操作系统]linux 进程管理相关内容


简介

  当我们运行程序时,Linux会为程序创建一个特殊的环境,该环境包含程序运行需要的所有资源,以保证程序能够独立运行,不受其他程序的干扰。这个特殊的环境就称为进程。

  每个 Linux 命令都与系统中的程序对应,输入命令,Linux 就会创建一个新的进程。例如使用 ls 命令遍历目录中的文件时,就创建了一个进程。

  简而言之,进程就是程序的实例。

  系统通过一个五位数字跟踪程序的运行状态,这个数字称为 pid 或进程ID。每个进程都拥有唯一的 pid。

  理论上,五位数字是有限的,当数字被用完时,下一个 pid 就会重新开始,所以 pid 最终会重复。但是,两个 pid 一样的进程不能同时存在,因为Linux会使用 pid 来跟踪程序的运行状态。

创建进程

  有两种方式来创建进程:前台进程后台进程

前台进程

  默认情况下,用户创建的进程都是前台进程;前台进程从键盘读取数据,并把处理结果输出到显示器。

  我们可以看到前台进程的运行过程。例如,使用 ls 命令来遍历当前目录下的文件:

$ls ch*.docch01-1.doc  ch010.doc ch02.doc  ch03-2.docch04-1.doc  ch040.doc ch05.doc  

  这个程序就运行在前台,它会直接把结果输出到显示器。如果 ls 命令需要数据(实际上不需要),那么它会等待用户从键盘输入。

  当程序运行在前台时,由于命令提示符($)还未出现,用户不能输入其他命令;即使程序需要运行很长时间,也必须等待程序运行结束才能输入其他命令。

后台进程

  后台进程与键盘没有必然的关系。当然,后台进程也可能会等待键盘输入。

  后台进程的优点不必等待程序运行结束就可以输入其他命令

  创建后台进程最简单的方式就是在命令的末尾加 &,例如:

$ls ch*.doc &ch01-1.doc  ch010.doc ch02.doc  ch03-2.docch04-1.doc  ch040.doc ch05.doc  ch06-2.docch01-2.doc  ch02-1.doc

  如果 ls 命令需要输入(实际上不需要),那么它会暂停,直到用户把它调到前台并从键盘输入数据才会继续运行。

查看正在运行的进程

  可以使用 ps 命令查看进程的运行状态,包括后台进程,例如:

$psPID    TTY   TIME    CMD18358   ttyp3  00:00:00  sh18361   ttyp3  00:01:31  abiword18789   ttyp3  00:00:00  ps

 

  还可以结合 -f 选项查看更多信息,f 是 full 的缩写,例如:

$ps -fUID   PID PPID C STIME  TTY  TIME CMDamrood  6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_oneamrood  6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_oneamrood  3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -kshamrood  6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f

每列的含义如下:

描述
UID进程所属用户的ID,即哪个用户创建了该进程。
PID进程ID。
PPID父进程ID,创建该进程的进程称为父进程。
CCPU使用率。
STIME进程被创建的时间。
TTY与进程有关的终端类型。
TIME进程所使用的CPU时间。
CMD创建该进程的命令。


ps 命令还有其他一些选项:

选项说明
-a显示所有用户的所有进程。
-x显示无终端的进程。
-u显示更多信息,类似于 -f 选项。
-e显示所有进程。

 

终止进程

  当进程运行在前台时,可以通过 kill 命令或 Ctrl+C 组合键来结束进程。

  如果进程运行在后台,那么首先要通过 ps 命令来获取进程ID,然后使用 kill 命令“杀死”进程,例如:

$ps -fUID   PID PPID C STIME  TTY  TIME CMDamrood  6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_oneamrood  6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_oneamrood  3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -kshamrood  6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f$kill 6738Terminated

  如上所示,kill 命令终结了 first_one 进程。

如果进程忽略 kill 命令,那么可以通过 kill -9 来结束:

$kill -9 6738Terminated

1.命令格式

kill[参数][进程号]

2.命令功能

  发送指定的信号到相应进程。不指定型号将发送SIGTERM(15)终止指定进程。如果任无法终止该程序可用“-KILL” 参数,其发送的信号为SIGKILL(9) ,将强制结束进程,使用ps命令或者jobs 命令可以查看进程号。root用户将影响用户的进程,非root用户只能影响自己的进程。

 

3.命令参数:

  -l  信号,若果不加信号的编号参数,则使用“-l”参数会列出全部的信号名称

  -a  当处理当前进程时,不限制命令名和进程号的对应关系

  -p  指定kill 命令只打印相关进程的进程号,而不发送任何信号

  -s  指定发送信号

  -u  指定用户 

 

注意:

1、kill命令可以带信号号码选项,也可以不带。如果没有信号号码,kill命令就会发出终止信号(15),这个信号可以被进程捕获,使得进程在退出之前可以清理并释放资源。也可以用kill向进程发送特定的信号。例如:

kill -2 123

它的效果等同于在前台运行PID为123的进程时按下Ctrl+C键。但是,普通用户只能使用不带signal参数的kill命令或最多使用-9信号。

2、kill可以带有进程ID号作为参数。当用kill向这些进程发送信号时,必须是这些进程的主人。如果试图撤销一个没有权限撤销的进程或撤销一个不存在的进程,就会得到一个错误信息。

3、可以向多个进程发信号或终止它们。

4、当kill成功地发送了信号后,shell会在屏幕上显示出进程的终止信息。有时这个信息不会马上显示,只有当按下Enter键使shell的命令提示符再次出现时,才会显示出来。

5、应注意,信号使进程强行终止,这常会带来一些副作用,如数据丢失或者终端无法恢复到正常状态。发送信号时必须小心,只有在万不得已时,才用kill信号(9),因为进程不能首先捕获它。要撤销所有的后台作业,可以输入kill 0。因为有些在后台运行的命令会启动多个进程,跟踪并找到所有要杀掉的进程的PID是件很麻烦的事。这时,使用kill 0来终止所有由当前shell启动的进程,是个有效的方法。

 

信号说明

只有第9种信号(SIGKILL)才可以无条件终止进程,其他信号进程都有权利忽略。 下面是常用的信号:

  HUP    1    终端断线

  INT     2    中断(同 Ctrl + C)

  QUIT    3    退出(同 Ctrl + \)

  TERM   15    终止

  KILL    9    强制终止

  CONT   18    继续(与STOP相反, fg/bg命令)

  STOP    19    暂停(同 Ctrl + Z)

父进程和子进程

  每个 Linux 进程会包含两个进程ID:当前进程ID(pid)和父进程ID(ppid)。可以暂时认为所有的进程都有父进程。

  由用户运行的大部分命令都将 Shell 作为父进程,使用 ps -f 命令可以查看当前进程ID和父进程ID。

僵尸进程和孤儿进程

  正常情况下,子进程被终止时会通过 SIGCHLD 信号通知父进程,父进程可以做一些清理工作或者重新启动一个新的进程。但在某些情况下,父进程会在子进程之前被终止,那么这些子进程就没有了“父亲”,被称为孤儿进程

  init 进程会成为所有孤儿进程的父进程。init 的 pid 为1,是Linux系统的第一个进程,也是所有进程的父进程。

  如果一个进程被终止了,但是使用 ps 命令仍然可以查看该进程,并且状态为 Z,那么这就是一个僵尸进程。僵尸进程虽然被终止了,但是仍然存在于进程列表中。一般僵尸进程很难杀掉,你可以先杀死他们的父进程,让他们变成孤儿进程,init 进程会自动清理僵尸进程。

常驻进程

  常驻进程一般是系统级进程,以 root 权限运行在后台,可以处理其他进程的请求。

  常驻进程没有终端,不能访问 /dev/tty 文件,如果使用 ps -ef 查看该进程,tty 这一列会显示问号(?)。

  更确切地说,常驻进程通常运行在后台,等待指定事件发生,例如打印进程是一个常驻进程,它会等待用户输入打印相关的命令并进行处理。

top命令

  top 命令是一个很有用的工具,它可以动态显示正在运行的进程,还可以按照指定条件对进程进行排序,与Windows的任务管理器类似。

  top 命令可以显示进程的很多信息,包括物理内存、虚拟内存、CPU使用率、平均负载以及繁忙的进程等。例如:

$top

任务和进程

  任务(task)是最抽象的,是一个一般性的术语,指由软件完成的一个活动。一个任务既可以是一个进程,也可以是多个进程。简而言之,它指的是一系列共同达到某一目的的操作。例如,读取数据并将数据放入内存中。这个任务可以由一个进程来实现,也可以由多个进程来实现。  每个任务都有一个数字表示的任务号。
  
  进程(process)常常被定义为程序的执行。可以把一个进程看成是一个独立的程序,在内存中有其完备的数据空间和代码空间。一个进程所拥有的数据和变量只属于它自己。

  jobs 命令可以用来查看系统中正在运行的任务,包括后台运行的任务。该命令可以显示任务号及其对应的进程ID。一个任务可以对应于一个或者多个进程号。

jobs 命令的 -l 选项可以查看当前任务包含的进程ID:

$jobs -l[1] + 1903 running         ls ch*.doc &$

  其中,第一列表示任务号,第二列表示任务对应的进程ID,第三列表示任务的运行状态,第四列表示启动任务的命令。

前台任务和后台任务的切换

  fg 命令可以将后台任务调到前台,语法为:

$fg %jobnumber

  jobnumber 是通过 jobs 命令获取的后台任务的的序号,注意不是pid。如果后台只有一个任务,可以不指定 jobnumber。

  bg 命令可以将后台暂停的任务,调到前台继续运行,语法为:

$bg %jobnumber 

  jobnumber 同样是通过 jobs 命令获取的后台任务的的序号,注意不是pid。如果前台只有一个任务,可以不指定 jobnumber。

  如果希望将当前任务转移到后台,可以先 Ctrl+z 暂停任务,再使用 bg 命令。任务转移到后台可以空出终端,继续输入其他命令。

 

   致谢:感谢您的耐心阅读!