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实验7 Linux的进程管理 一、实验目的 二、实验工具与设备 三、实验预备知识 四、实验内容和步骤 五、实验总结 一、实验目的 1熟悉和理解进程和进程树的概念，掌握 有关进程的管理机制。 2了解进程与程序、并行与串行执行的区 别。 3掌握使用Linux命令管理和操作进程的 方法。 二、实验工具与设备 已安装Linux系统的计算机。 三、实验预备知识 Linux用分时管理方法使所有的任务共同分享 系统资源。我们讨论进程的时候，不会去关心这些 进程究竟是如何分配的，或者是内核如何管理、分 配时间片的，我们所关心的是如何去控制这些进程 ，让它们能够很好地为用户服务。 进程和作业的概念有区别。一个正在执行的进 程称为一个作业，作业可以包含一个或多个进程， 尤其是当使用了管道和重定向命令。例如，作业“ls /usr/bin|wc -w”同时启动了两个进程。 作业控制即控制正在运行的进程的行 为。例如，用户可以挂起一个进程，过一 会再继续执行该进程。shell将记录所有启 动的进程情况。用户可以任意地挂起进程 或重新启动进程。作业控制是许多shell（ 包括bash和tcsh）的一个特性，使用户能 在多个独立作业间进行切换。 一般而言，进程与作业控制相关联时，才被 称为作业。在大多数情况下，用户在同一时间只运 行一个作业，即用户最后向shell键入的命令。但是 ，用户通过作业控制可以同时运行多个作业，并在 需要时在这些作业之间进行切换。例如，用户在编 辑一个文本文件的过程中，若需要终止编辑做其他 事情时，可以利用作业控制让编辑器暂时挂起，返 回shell提示符开始处理其他事情；其他事情结束后 ，可以重新启动挂起的编辑器，返回到刚才终止的 位置，就像用户从来没有离开编辑器一样。 执行一个程序即启动一个进程。启动一 个进程有两个主要途径：手工启动和调度启 动，后者是事先进行设置，根据用户要求自 行启动。 1手工启动 手工启动：用户输入命令，直接启动一 个进程。 手工启动进程可以分为多种，根据启动 的进程类型不同、性质不同，实际结果也不 一样。 （1）前台启动 前台启动是手工启动一个进程的最常用方式。一 般地，键入命令“ls -l”即可启动一个进程，而且是一个 前台的进程。这时候，系统处于一个多进程状态。虽然 只是启动了一个进程，实际上有许多运行在后台的、系 统启动时已经自动启动的进程正在悄悄运行着。若在键 入“ls -l”命令后立即用命令“ps -x”查看，没有看到ls进 程，这是由于ls进程结束太快，用ps查看时，该进程已 经执行结束。 如果启动一个比较耗时的进程，例如： find / -name fox.jpg 然后把该进程挂起，用命令ps查看，可以看到一个find 进程。 （2）后台启动 直接从后台手工启动一个进程用得比较少， 除非是该进程比较耗时，且用户也不急于需要结果 的时候。假设用户要启动一个需要长时间运行的格 式化文本文件的进程，为了不使整个shell在格式化 过程中都处于“瘫痪”状态，从后台启动该进程可以 不妨碍用户同时做其他工作。从后台启动进程实际 上是在命令结尾加上一个&号。键入命令以后，出 现一个数字，该数字就是该进程的编号，又称为 PID；然后出现提示符，用户可以继续其他工作。 例如： troff me notes note_form & 1 4513 实际上，前台启动与后台启动的共同特点 ，是新进程都由当前shell进程产生，即shell创建 了新进程，称这种关系为进程间的父子关系。这 里，shell是父进程，新进程是子进程。一个父进 程可以有多个子进程，一般子进程结束后才能继 续父进程；如果从后台启动，就不用等待子进程 结束。 一种比较特殊的情况是在使用管道符的 时候。例如： nroff -man ps.1|grep kill|more 这时，实际上是同时启动了三个进程， 所有放在管道两边的进程都将被同时启动， 它们都是当前shell的子程序，互相之间可以 称为兄弟进程。 2调度启动 用户事先进行调度安排，指定任务运行 的时间或场合，由系统自动完成工作。 四、实验内容和步骤 在一个Linux系统中，所有正在运行的进 程组成一种树状的关系，初始化程序（init程 序）是这棵进程树的根。init程序直接启动了 许多系统进程，这些程序大多数属于守护程序 （daemon）。守护程序在内存中运行以后， 处于睡眠状态，基本上不占用CPU时间，当对 应的请求到达时，该进程被激活并完成相应的 处理工作，之后再转入睡眠状态。 可以用一些Linux命令操作和管理进程 。 1用ps命令观察Linux正在运行的进程 （1）ps命令：用于观察正在运行的进程的 情况。 ps命令包括较丰富的可选参数，常见的 可选参数包括如下几个。 -A：显示所有用户启动的进程。 -a：显示所有其他用户的进程。 -u：显示进程拥有者、进程启动时间等更 详细的信息。 -x：显示不是由终端提供的进程信息。 -r：只显示正在运行的进程。 -m：显示线程信息。 -w：宽行显示进程信息。 -l：用长格式显示进程信息。 -t：只显示由终端/dev/tty提交的进程。 （2）执行ps命令 操作：ps命令可以显示本机正在运行 的所有进程（包括其他用户和系统运行的 进程）的详细列表。 命令格式：ps aux 执行该命令将显示类似图7-1所示信息 。根据命令的执行结果，分析各进程的运 行情况。 图7-1 显示本机运行的所有进程的详细列表 其中， USER：表示进程的拥有者。 %CPU：表示CPU时间的占用比例。 %MEM：表示内存的占用比例。 SIZE：表示进程的大小。 RSS：表示常驻内存部分大小。 START：表示进程的启动时间。 PID：进程的ID编号，每个进程都有一个惟一的 PID号，初始化程序init的PID为1，进程越靠近“进 程树”的根，则进程的PID就越小。 TTY：表示提交该进程的终端号。 STAT：表示该进程所处的状态。常见的进程状 态有如下几个。 R：表示正在运行，要占用CPU的时间； S：表示处于睡眠状态，不占用CPU的时间； D：表示处于不可终止的睡眠状态； T：表示已停止或被跟踪； TIME：表示该进程已运行的时间。 COMMAND：进程所对应的命令。 （3）绘制进程树 为了绘制进程树，需要获得更多有关进 程的信息，特别是要知道每个进程的父进程 的ID号。可用以下命令显示所有进程的详细 信息： ps Al 运行该命令后，得到当前系统的进程信 息，如图7-2所示，其中， F：表示进程的标志； UID：表示进程拥有者的ID号； PPID：表示进程的父进程ID号，其中初 始化程序init父进程ID号为0； PRI：时间片的长度； NI：进程的优先级； UCHAN：进程中处于睡眠状态的内核 函数名称。 图7-2 执行ps Al命令显示的进程信息 操作：根据图7-2显示的进程信息，参照图7-3所示绘 制自己系统的进程树。 图7-3 根据图7-2显示的进程信息绘制的进程树 2用kill命令删除进程 当用户在某个终端仿真程序窗口中因运 行的程序失败而使终端停止反应，或某个进 程已不再有用，可以用kill命令删除该进程。 通常，用户只能删除自己拥有的进程，只有 root用户可以删除任意用户的进程。 命令格式：kill 其中，是指要删除进程的ID号。 操作：用kill 949命令将进程ID号为949的进程 删除。 说明：由于进程949为进程1346的父进程，所 以在删除进程949的同时，也将进程1346终止了。 操作：用ps命令重新显示进程的信息。 kill实际上是将一个终止信号发送到目标进程 ，该进程接收到这个信号后，结束进程的运行并释 放占用的资源。该命令类似于Windows系统中用 Ctrl+Alt+Del结束任务的操作。 某些进程不能通过简单的kill命令删除，可以 用“无条件”删除命令删除进程，即 kill 9 子进程的运行受父进程状态的影响，即 如果父进程被删除，则子进程也将终止。但 也可以使程序的运行不受父进程的影响。可 以在运行该程序（命令）时用以下方式： nohup 有些程序本身已被设计为不受父进程影 响（大部分的守护程序均属这类程序），对 于这些程序，只需以正常的方式运行即可。 对于需要长时间运行的程序，为了不影响系统的 工作，可以用后台运行的方法运行该程序。Linux支持 进程的后台执行，即在运行的命令后加一个后台执行 符“&”，使相应的命令放到后台去执行。 操作：连续执行下列命令，观察后台程序的执行 情况： make dep | mail sa s “make dep“ & ls 以下命令在字符界面（非仿真终端）下操作： 在用户执行logout后，未执行完毕的后台进程仍继续执 行：nohup & 结束所有进程：kill 0 3设置和更改进程的优先级 进程具有优先级。优先级一般是用一个数来 表示的，这个数可以是负数，这个数越小，表示的 优先级越高，默认的优先级为0。如果优先级是一 个负数，表示该进程具有较高的优先级，+20为最 低优先级。具有较高优先级的进程可以获得更多的 CPU时间。 直接运行一个程序，该进程获得默认的优先 级（即优先级为0），也可以在运行程序时指定优 先级，方法：nice - 。 例如： nice -10 find / -name “abc*“ printfname 以优先 级-10运行“find”命令 nice -10 find / -name “abc*“ printfname find获得 的优先级为10 操作：在字符界面下输入下列命令： nice -10 find / -name “abc*“ printfname ps Al nice -10 find / -name “abc*“ printfname ps Al 比较前后两次操作显示的进程信息。 可以用renice命令改变一个正在运行进 程的优先级。 命令格式：renice 只有root用户可以增加进程的优先级， 而且可以用于任何进程；其他用户只能改变 自己拥有进程的优先级，且优先级只能为0 20。 4定时执行程序 用at命令可以定时执行指定的程序。 命令格式：at 操作：按以下方法设定在当天的16:00将/root/abc 的文件以电子邮件方式发送给用户student01和 student02。 （1）在提示符后输入命令：at 16:00。 （2）按回车键后，光标停留在下一行，并显 示“at”，在该提示符后输入如下命令行： cat /root/abc | mail s “file abc“ student01 student02 （3）按回车键后，光标另起一行，仍然 显示“at”，按“Ctrl+d”组合键结束，同时 系统显示如下信息： job 1 at 2003-02-10 16:00 该信息说明这项任务将在当天16:00定时执 行。 at命令后面还可以带有参数，请熟悉它们的 使用。 5在GNOME图形用户界面下监视系统 的进程 可以在图形用户界面（GNOME）下使