操作系统第七章进程管理幻灯片

第七章 进程管理与系统监控,学习目标,了解进程的基本概念 了解进程的基本类型 掌握如何使用命令进行进程控制 掌握如何使用命令进行系统监控,7.1 进程概述,1. 程序和进程 程序是一组指令的有序集合 从用户角度来看，进程是应用程序的一个执行过程。从操作系统核心角度来看，进程代表的是操作系统分配的内存、CPU时间片等资源的基本单位，是为正在运行的程序提供的运行环境。 如果我们把一部动画片的电影拷贝比拟成 一个程序，那么这部动画片的一次放映过 程就可比为一个进程。,进程和程序区别： (1)进程是动态的，而程序是静态的。 (2)进程有一定的生命期，而程序是指令的集合，本身无“运动”的含义。没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。 (3)一个程序可以启动多个进程。,进程的三种基本状态： 运行态（Running）： 进程占有CPU，并在CPU上运行 就绪态（Ready）： 一个进程已经具备运行条件，但由于无CPU 暂时不能运行的状态（当调度给其CPU时， 立即可以运行） 等待态（Blocked）：阻塞态、封锁态、睡眠态 指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行 的状态（即使CPU空闲，该进程也不可运行）,三种基本状态及其转换,2. 进程的分类 进程一般分为交互进程、批处理进程和守护进程三类 ： 交互进程:由shell启动的进程。 批处理进程:这种进程和终端没有联系，是一个进程序列。 守护进程:在后台持续运行的进程。值得一提的是守护进程总是活跃的，是由系统在开机时通过脚本自动激活启动或超级管理用户root来启动,3. 进程的属性 进程ID（PID)：是唯一的数值，用来区分进程； 父进程和父进程的ID（PPID)； 启动进程的用户ID（UID）和所归属的组（GID）； 进程状态：状态分为运行R、休眠S、僵尸Z； 进程执行的优先级； 进程所连接的终端名； 进程资源占用：比如占用资源大小（内存、CPU占用量）；,7.2 进程管理命令,7.2.1 报告进程状态 7.2.2 结束进程 7.2.3 前台和后台进程 7.2.4 调整优先级,7.2.1 报告进程状态,ps 监视进程工具 ps 为我们提供了进程的一次性的查看，它所提供的查看结果并不动态连续的；如果想对进程时间监控，应该用top工具； 命令格式： PS 选项,ps 提供了很多的选项参数，常用的有以下几个 ： l 长格式输出； u 按用户名和启动时间的顺序来显示进程； f 用树形格式来显示进程； a 显示所有用户的所有进程； x 显示所有进程，不以终端区分； r 显示运行中的进程； ww 避免详细参数被截断； 我们常用的选项是组合是aux 或lax，还有参数f的应用,ps aux 或lax输出的解释： USER 进程的属主； PID 进程的ID； PPID 父进程； %CPU 进程占用的CPU百分比； %MEM 占用内存的百分比； NI 进程的NICE值，数值大，表示较少占用CPU时间； VSZ 进程虚拟内存大小； RSS 驻留中页的数量； TTY 终端ID,STAT 进程状态 D 不间断休眠 R 正在运行中或准备运行的； S 处于休眠状态； W 进入内存交换（从内核2.6开始无效）； Z 僵尸进程； N 优先级较低的进程 + 位于后台的进程组；,WCHAN 正在等待的进程资源； START 启动进程的时间； TIME 进程消耗CPU的时间； COMMAND 命令的名称和参数； 例子： #PS #PS aux | less #PS auxf | grep bash #PS aux ps001.txt #more ps001.txt,7.2.2 结束进程命令,当一个程序已经死掉，但又不能退出，这时就应该考虑应用结束进程的工具。 1. Kill命令 kill的应用是和ps 命令结合在一起使用。 kill 的用法： kill 信号代码 进程ID #Kill -l,信号代码可以省略；我们常用的信号代码是-9 ，表示强制终止；,2. killall命令 killall 通过程序的名字，直接杀死所有进程。 #killall 程序名 #ps aux | grep mozi* #killall mozilla-bin,7.2.3 前台和后台进程,前台就是指一个程序控制着标准输出和标准输入。 后台就是指一个程序不从标准输入接受输入，一般也不将结果输出到标准输出上。 一般地，用户键入一个命令，就已经启动了一个前台的进程。 对于非常耗时的进程，可以让进程在后台运行。从后台启动进程其实就是在命令的结尾处加上一个“&”号。,1. cron cron是一个linux下的定时执行工具，可以在无需人工干预的情况下运行作业。 cron是一个守护进程，是一个标准的后台服务程序，cron读取系统设置来决定什么时候执行什么操作。 这个守护进程每分钟唤醒一次，并通过检查 crontab文件判断需要做什么。用户使用 crontab命令管理 crontab文件。cron守护进程常常是在系统启动时由 init 进程启动的。,crontab文件分为： 用户crontab文件 系统crontab文件 cron进程的工作原理是会先后搜索用户crontab文件和系统crontab文件，查看是否有需要执行的工作。,首先：cron命令会搜索/var/spool/cron目录，寻找以/etc/passwd文件中的用户名命名的crontab文件，被找到的这种文件将载入内存。 例如一个用户名为foxy的用户，他所对应的crontab文件就应该是/var/spool/cron/foxy。也就是说，以该用户命名的crontab文件存放在/var/spool/cron目录下面。 其次：cron命令还将搜索系统crontab文件/etc/crontab文件，查看这个文件中是否有需要做的事情。,cron启动以后，他将首先检查是否有用户设置了crontab文件，如果没有就转入“休眠”状态，释放系统资源。所以该后台进程占用资源极少。 上面简单介绍了cron的工作原理，不过cron命令的执行不必用户干涉，需要用户修改的是crontab文件中要执行的命令序列，修改用户crontab文件可以使用crontab命令。,crontab命令 crontab命令用于安装、删除或列出用户crontab文件。 用户把需要执行的命令序列放到crontab文件中以获得执行，每个用户都能有自己的crontab文件。 在/var/spool/cron下的用户crontab文件不能直接创建或直接修改，crontab文件是通过crontab命令得到的。,crontab命令的语法格式如下： crontab -u user file crontab -u user-l|-r|-e 第一种格式用于安装一个新的crontab 文件，安装来源就是file所指的文件，如果使用“-”符号作为文件名，那就意味着使用标准输入作为安装来源。,假设有个用户名为foxy，需要创建自己的一个crontab文件。首先使用文本编辑器建立一个新文件，然后向其中写入需要运行的命令和要定期执行的时间，然后存盘退出。 假设该文件为/tmp/test.cron，使用crontab命令来安装这个文件，使之成为该用户的crontab文件。键入： crontab /tmp/test.cron 这样一个crontab 文件就建立好了。 转到/var/spool/cron目录下面查看，发现多了一个foxy文件，这个文件就是foxy的crontab 文件。,-u 如果使用该选项，也就是指定了是哪个具体用户的crontab 文件将被修改。如果不指定该选项，crontab将默认是操作者本人的crontab ，也就是执行该crontab 命令的用户的crontab文件将被修改。 -l 在标准输出上显示当前的crontab。 -r 删除当前的crontab文件。 -e 使用VISUAL或EDITOR环境变量所指的编辑器编辑当前的crontab文件。当结束编辑离开时，编辑后的文件将自动安装。,crontab文件的格式 每个crontab条目包含六个字段： 分钟 小时 日 月 星期 执行的命令 分钟和小时的范围分别是 0-59 和 0-23， 日和月的范围分别是 1-31 和 1-12。 星期的范围是 0-6，0 表示星期日。星期也可以指定为 sun、mon、tue 等等。 第 6 个字段包含前 5 个字段之后的所有内容，它是要传递给 sh 的字符串。,5，15，25，35，45，55 16，17，18 * * * command 这就是表示任意天任意月，其实就是每天的下午4点、5点、6点的5 min、15 min、25 min、35 min、45 min、55 min时执行命令。,0,20,40 22-23 * 7 5-6 /home/ian/mycrontest.sh 我们的命令在 7 月的每个星期五和星期六晚上 10 点到午夜之间的第 0、20、40 分钟（每 20 分钟）执行。,/etc/crontab文件(系统crontab文件) SHELL=/bin/bash PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin MAILTO=root HOME=/ # run-parts 01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly 02 4 * * * root run-parts /etc/cron.daily 22 4 * * 0 root run-parts /etc/cron.weekly 42 4 1 * * root run-parts /etc/cron.monthly,真正的工作由 run-parts 命令执行，它运行 /etc/cron.hourly、/etc/cron.daily 等目录中的脚本；/etc/crontab 仅仅控制执行作业的时间。注意，这里的所有命令都作为根用户运行。,例1-设定用户crontab文件 crontab e */2 * * * * /bin/mkdir /root/testcron /etc/init.d/crond restart (重启cron)或 /etc/rc.d/init.d/crond restart 或 pkill crond；/usr/sbin/crond 例2-修改系统crontab文件 vi /etc/crontab 30 8 * * * root /sbin/reboot /etc/init.d/crond restart,2. at命令 有时候，需要只运行作业一次而不是定期运行。为此，应该使用 at 命令 。 语法： at -V -f file -mld TIME,说明： 1) at可以让使用者指定在TIME这个特定时刻执行某个程序或指令，但只执行一次。 2) atd是其进程服务。 3) 两个配置文件/etc/at.allow或/etc/at.deny 4) 任务保存目录/var/spool/at目录下，可编写。,参数: -m ：即使程序/指令执行完成后没有输出结果，也要寄封信给使用者。 -f file ：读取预先写好的脚本。使用者不一定要使用交谈模式来输入，可以先将所有的指定先写入文件后再一次读入。 -l ：列出所有的指定(也可以使用atq而不用at l) -d ：删除指定(也可以直接使用atrm而不用at d) -v ：列出所有已经完成但尚未删除的指定,TIME的格式： HH:MM ex 04:00 在今日的 HH:MM 时刻进行，若该时刻已超过，则明天的 HH:MM 进行此工作。 HH:MM YYYY-MM-DD ex 04:00 2005-12-03 强制规定在某年某月某日的特殊时刻进行该工作！,HH:MMam|pm Month Date ex 04pm December 3 强制在某年某月某日的某时刻进行！ HH:MMam|pm + number minutes|hours|days|weeks ex now + 5 minutes ex 04pm + 3 days 在某个时间点再加几个时间后才进行。,/* 2008-8-7晚上最后一分钟提醒奥运开始 */ # at 23:59 08/07/2008 at echo 奥运会开始 /root/hello.txt at (CTRL + D，就会出现的字样，表示结束) job 13 at 2008-08-07 23:59,/* 三天后的下午5点执行/bin/ls */ at 5pm + 3 days /bin/ls $ at -f mycrontest.sh 10pm tomorrow,3. atq和atrm命令 万一下达了at之后才发现命令错误，那要怎么办呢？使用atq和atrm命令。 atq 列出用户的等待执行的作业；在用户是超级用户的情况下，列出所 有人的作业。 atrm 删除作业。,$ atq 16 Wed Jul 11 02:00:00 2007 a ian 17 Sat Jul 14 02:00:00 2007 a ian 15 Tue Jul 10 02:00:00 2007 a ian $ atrm 16 15 $ atq 17 Sat Jul 14 02:00:00 2007 a ian,4. 前后台切换命令 ctrl+z 如果你正在运行vi ，而且是在编辑一个重要数据文件，但是偏偏你想起有的程序需要留意，因此需要退出vi ，不过，你并不想这个时候储存退出 vi ，那么该怎么办呢？ 把程序放到后台里去就可以了。,比如当你在执行编辑 /root/.bashrc 这个文件时，想要暂时离开，那么就直接在 vi 的命令模式下输入Ctrl加上 z (小写)按键，那么系统就会告诉你 “工作项目 1 在后台当中，而其状态为Stopped亦即是停止的状态！”，并且会离开 vi 进入到 command line 当中，等待使用者输入指令！,jobs 我们怎么知道目前所进行的后台下的工作有哪些呢？很简单，就是使用 jobs 就可以观察到了！ # vi .bashrc 在 vi 当中的一般模式中键入Ctrl+z 1+ Stopped vi .bashrc # jobs 1+ Stopped vi .bashrc,fg和bg # fg %number # bg %number 参数说明： %:后面接数字，表示 jobs 的工作代号 number ：就是工作代号 一般先使用 jobs 来看看后台程序的代号，然后以 bg %number 来使程序在后台中执行，而 fg %number 则是将代号为 number 的程序移动到前台来运行！,7.2.4 调整优先级,在Linux中，进程之间是竟争资源（比如CPU和内存的占用）的关系。这个竟争优劣是通过一个数值来实现的，也就是谦让度。高谦让度表示进程优化级别低。负值或0表示较高优先级，对其它进程不谦让，也就是拥有优先占用系统资源的权利。谦让度的值从 20到19。,目前硬件技术发展极速，在大多情况下，不必设置进程的优先级，除非在进程失控而疯狂占用资源的情况下，我们有可能来设置一下优先级。 nice 可以在创建进程时，为进程指定谦让度的值，进程的优先级的值是父进程SHELL的优先级的值与我们所指定谦让度的相加和。所以我们在用nice设置程序的优先级时，所指定数值是一个增量，并不是优先级的绝对值；,使用ps -l 来查看显示出来的进程的信息。 PRI 代表这个程序“可被执行的优先级”越小越早被执行！ NI 代表这个程序的 nice 值！ PRI(new) = PRI(old) + nice 一般使用者可用 nice 值 ： 0 19 root 管理员可用 nice 值： -20 19,1. nice 语法：# nice -n number command 参数说明： -n ：就是后面那个number即为nice值。 范例： # nice -n 5 redhat-config-users,2. renice 语法：# renice number PID 范例： root test /root# ps -aux root test /root# renice 5 234,7.3 系统监控,1. top命令 和ps 相比，top是动态监视系统任务的工具，top 输出的结果是连续的 ，格式为： top 选项,top命令显示的项目很多，默认值是每5秒更新一次，显示的各项目为： uptime 该项显示的是系统启动时间、已经运行的时间和三个平均负载值(最近1秒，5秒，15秒的负载值)。 processes 自最近一次刷新以来的运行进程总数。这些进程被分为正在运行的，休眠的，停止的等很多种类。,CPU states 显示用户模式，系统模式，优先级进程(只有优先级为负的列入考虑)和闲置等各种情况所占用CPU时间的百分比。优先级进程所消耗的时间也被列入到用户和系统的时间中，所以总的百分比将大于100。 Mem 内存使用情况统计，其中包括总的可用内存，空闲内存，已用内存，共享内存和缓存所占内存的情况。 Swap 交换空间统计，其中包括总的交换空间，可用交换空间，已用交换空间,常用选项： -b 以批量模式运行，但不能接受命令行输入； -c 显示命令行，而不仅仅是命令名； -d N 显示两次刷新时间的间隔，比如 -d 5，表示两次刷新间隔为5秒； -i 禁止显示空闲进程或僵尸进程； -n NUM 显示更新次数，然后退出。比如 -n 5，表示top更新5次数据就退出； -p PID 仅监视指定ID的进程,交互式命令键： space 立即更新； k 提示输入要杀死的进程ID，目的是用来杀死该进程（默人信号为15） i 禁止空闲进程和僵尸进程； l 切换到显示负载平均值和正常运行的时间等信息； m 切换到内存信息，并以内存占用大小排序； n 提示显示的进程数，比如输入3，就在整屏上显示3个进程；,r 把renice 应用到一个进程，提示输入PID和renice的值； s 改变两次刷新时间间隔，以秒为单位； t 切换到显示进程和CPU状态的信息； A 按进程的生命进行排序，最新进程显示在最前； M 按内存占用大小排序，由大到小； N 以进程ID大小排序，由小到大； P 按CPU占用情况排序，由大到小,2. du 命令 du命令用于查看文件或目录的磁盘使用情况。其格式为： du 选项 常用选项： a：显示全部目录和目录下每个文件所占的磁盘空间 b：大小用bytes来表示 (默认值为k bytes) h: 以用户易读的格式输出 k: 列出的值以 KB 輸出 m: 列出的值以 MB 輸出 c：最后再加上总计 (默认值) s：只显示各文件大小的总和,显示当前目录总的使用量（不显示目录中每个文件的使用量） # du s 显示目录/root和目录/boot总的使用量。 # du -s /root /home 以人类习惯的方式显示目录/root、目录/home和目录/boot总的使用量。 # du -sh /root /home /boot 显示/etc文件夹中使用磁盘空间最多的前十名。 # cd /etc；du -h | head -10,3. df命令 df 可以显示目前所有文件系统的最大可用空间及使用情况，其格式为： df 选项 常用选项： a：显示全部的文件系统和各分区的磁盘使用情况 h：以用户易读的格式显示 i：显示i -nodes的使用量 k：大小用k来表示 (默认值) m：使用Mbyte来表示 T：显示每个分区所属的文