Linux系统-进程和计划任务管理

一.程序和进程

1.程序

  • 保持在硬盘、光盘等介质中的可执行代码和数据
  • 文件中静态保存的代码

2.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

3.进程特征

  • 动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的，是动态产生，动态消亡的
  • 并发性：任何进程都可以资源分配和调度的一个独立单位
  • 独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
  • 结构性：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成

4.线程

  • 是进程的一个实体，更加轻量级
  • 操作系统能够进行运算调度的最小单位
  • 一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务

5.线程与进程的区别

  • 进程是程序的一次执行，它是资源分配和挂你的基本单位，包括代码、数据、堆栈、文件句柄等
  • 线程是进程中的一个执行流程，是CPU调度的基本单位，共享进程的资源，包括内存、文件和其他资源等
  • 进程之间通常是相互独立的，每个进程有独立的内存空间，通过进程间通信（IPC）来实现数据共享和通信
  • 线程之间共享相同的地址空间和其他进程资源，线程之间的数据共享和通信更为方便

二.查看系统进程

1.ps命令

  • 查看静态的进程统计信息
ps命令的选项
BSD格式a表示显示当前终端的进程
u表示以用户身份显示进程
x表示显示当前用户的所有进程
unix格式-e表示显示系统内的所有进程信息
-f完整的格式显示进程信息
-l使用长格式显示进程，ps -l表示只看当前shell产生的进程
兼容o/-o属性，可以定制指定查看进程属性（用逗号分开）
k对属性进行排序（属性前面加“-”表示降序）
--sort对属性进行排序（属性前面加“-”表示降序）

1.1.ps aux（可以没有-）

ps -aT：显示所有线程

ps -T -p <pid>：查看指定进程中已经起的线程

ps -L <pid>：查看指定进程中的线程信息

ps aux --sort -%cpu | head -10：按cpu降序排列，-为降序，+为升序，p与%同义

ps aux --sort +pmem | head -n 10：按内存升序排列

ps aux --sort -pcpu,+pmem | head -n 10

关于进程几种状态的学习

常见的STAT进程状态
R该进程正在运行
S该进程出于睡眠，可以被唤醒
D该进程出于不可以被唤醒，通常用于I/O
T该进程停止状态，可能是在后台暂停或者进程正处于除错状态
Z

僵尸进程，进程已经终止但是父进程不知道，并没有被收回资源，所以该进程还是继续占用资源，但是并没有工作（运维就需要清理这种僵尸进程）

1.2.ps -elf（-不能少）

各列解释

F内核分配给进程的系统标记
S进程的状态
UID启动这些进程的用户
PID进程的进程ID
PPID父进程的进程号（如果该进程是由另一个进程启动的）
C进程生命周期中的CPU利用率
PRI进程的优先级（越大的数字代表越低的优先级）
NI谦让度值用来参与决定优先级
ADDR进程的内存地址
SZ假如进程被换出，所需交换空间的大致大小
WCHAN若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
STIME进程启动时的系统时间
TTY进程启动时的终端设备
TIME运行进程需要的累计CPU时间
CMD进程的启动命令

2.top命令

  • 查看动态的进程排名信息

2.1.

各列解释

PID进程的ID
USER该进程所属的用户
PR优先级，数值越小，优先级越高
NI优先级，数值越小、优先级越高
VIRT该进程使用的虚拟内存的大小，单位为 KB
RES该进程使用的物理内存的大小，单位为 KB
SHR共享内存大小，单位为 KB
S进程状态
%CPU该进程占用 CPU 的百分比
%MEM该进程占用内存的百分比
TIME+该进程共占用的 CPU 时间
COMMAND进程的命令名

第一行：任务队列信息

16:13:19系统时间
up 3:07系统已运行时长
4 user当前登录用户数
load average: 0.00,0.01,0.05系统负载，即单位时间内系统处理的任务数，后面三个数值分别为1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值

第二行：进程信息

tasks总进程数
running正在运行的进程数
sleeping休眠的进程数
stopped终止的进程数
zombie僵死的进程数

第三行：CPU信息

us用户模式占用
sy系统模式占用
ni改变过优先级的用户进程占用
id空闲 CPU 占用
wa等待输入/输出的进程占用
hi硬中断请求服务占用
si软中断请求服务占用
st虚拟化占用

第四行：物理内存信息

total总内存空间
free空闲内存
used已用内存
buff/cache物理内存和交换内存的缓冲区总和

第五行：行为交换空间的信息

total总交换空间
free空闲交换空间
used已用交换空间
avail Mem可用物理空间

常用命令

P 键根据CPU使用百分比大小进行排序
M 键根据驻留内存大小进行排序
N 键根据启动时间进行排序
c 键切换显示命令名称和完整命令行
h 键可以获得 top程序的在线帮助信息
k 键根据提示输入指定进程的 PID 号并按 Enter 键终止对应的进程
q 键退出 top 程序
数字1 键显示CPU个数和状态

CPU使用率和CPU负载：

  • CPU使用率是指CPU在某个时间段内被使用的比例，以百分比表示。反映了CPU的使用强度
  • CPU负载是指CPU正在处理的任务数或等待CPU处理的任务数。反映了系统中的任务繁忙程度

2.2.小提问：

查看 load average 的命令

top

w

uptime

load average 的值在什么情况可认为是异常的

当平均负载长时间高于CPU数量的70%时

load average 平均负载高是因为什么

可能是CPU密集型进程多导致，也可能是I/O繁忙导致

3.pgrep命令

  • 根据特定条件查询进程PID信息

pgrep -l "-log" 

-l：显示进程名 缺省时只输出PID号

pgrep -l -U teacher -t tty2

-U：指定特定用户

-t：指定终端

4.pstree命令

  • 以树形结构列出进程信息
-a显示完整信息
-u列出对应用户名
-p列出对应pid号

三.控制进程

1.进程的启动方式

手工启动

  • 前台启动：用户输入命令，直接执行程序
  • 后台启动：在命令行尾加入“&”符号

调度启动

  • 使用at命令，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

Ctrl+Z组合键将当前进程挂起，即调入后台并停止执行
jobs [-l]查看处于后台的任务列表
fg+序号将后台的进程恢复到前台运行，可指定任务序号
bg+序号重新开始任务
Ctrl+C组合键中断正在执行的命令

3.终止进程

3.1.Ctrl+C组合键

  • 终端正在执行的命令

3.2.kill、killall命令

  • kill用于终止指定PID号的进程
  • killall用于终止指定名称相关的所有进程
  • -9选项用于强制终止

注意：kill是向进程发送信号的方式杀掉进程

kill默认选项为 -15，发送信号 SIGTERM，表示告诉进程自行停止运行并退出，进程可以忽略
kill -9发送信号 SIGKILL，表示进程要立即退出，且不能被捕捉或忽略
kill -3发送信号 SIGQUIT，表示进程自行退出，并打印进程各个线程的堆栈信息，保存路径为 /proc/${pid}/cwd，文件名为 antBuilderOutput.log
kill -1发送信号 SIGHUP，表示进程重新加载配置文件，不退出

3.3.总结：

如果是让进程自己执行退出离场程序就使用kill命令，这样进程可以自己执行一些清理动作然后退

出。如果进程卡死，你需要记录当时的事故现场，那么应该用kill -3来记录事故现场的信息然后退

出。如果你什么也不需要，就是要杀死一个进程那么就是用kill -9命令，很暴力的杀死它

3.4.pkill命令

  • 根据特定条件终止相应的进程
  • 常用命令选项
  1. -U：根据进程所属的用户名终止相应进程
  2. -t：根据进程所在的终端终止相应进程

四.计划管理任务

1.at命令

  • 一次性计划任务
  1. 由包 at 提供
  2. 依赖与atd服务,需要启动才能实现at任务
  3. at队列存放在/var/spool/at目录中,ubuntu存放在/var/spool/cron/atjobs目录下
  4. 执行任务时PATH变量的值和当前定义任务的用户身份一致

常用参数

atq查看系统中的等待作业
-d删除系统中的等待作业(等效于atrm命令)
-c打印任务的内容
-q使用指定的列队
-f将指定文件提交等待作业
-t以时间的形式提交运行作业

2.crontab命令

  • 按照预先设置的时间周期（分钟、小时、天、月、周）重复执行用户指定的命令操作
  • 属于周期性计划任务
  • 主要设置文件
  1. 全局配置文件，位于文件：/etc/crontab 
  2. 系统默认的设置，位于目录：/etc/cron.*/
  3. 用户定义的设置，位于文件：/var/spool/cron/用户名

2.1管理crontab计划任务

编辑计划任务

crontab -e [-u 用户名] //-u缺省时默认时针对当前用户

查看计划任务

crontab -l [-u 用户名]

删除计划任务

crontab -r [-u 用户名]

常用参数

-e编辑该用户的计时器设置
-l列出该用户的计时器设置
-r删除该用户的计时器设置
-u指定要设定计时器的用户名称
–help显示帮助信息

2.2.crontab任务配置格式

分钟

取值为0到59之间的任意整数

小时取值为0到23之间的任意整数
日期取值为1到31之间的任意整数
月份取值为1到12之间的任意整数
星期取值为0到7之间的任意整数，0或7代表星期日
命令要执行的命令或程序脚本

符号说明

*表示该范围内的任意时间
，表示间隔的多个不连续的时间点
-表示一个连续的时间范围
/指定间隔的时间频率 （写在第一个 */2 每隔2分钟）

2.3.相关测试：

答案：

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