Lin基础及其教程 5

项目5系统与进程管理主讲人：XXX目录CONTENTS任务5.1：系统初始化

任务5.2：进程管理任务5.3：服务控制拓展阅读与思政引领学习目标掌握系统服务的基本概念及作用；掌握进程的基本概念及作用；掌握系统管理相关命令的语法；了解系统管理各版本的区别。知识目标能掌握Linux任务调度；能熟练掌握管理进程相关命令；能掌握Linux任务调度；能熟练掌握systemctl相关命令。能力目标具备熟练使用Linux命令行的能力；培养独立思考和解决问题的能力；具有良好的团队精神和合作意识。素质目标任务5.1：系统初始化01系统初始化概述引导阶段流程系统读取BIOS，按照设置的启动顺序检测设备。若检测通过，读取硬盘的主引导记录（MBR），MBR中的引导加载程序（BootLoader）开始执行核心识别工作。BIOS与MBRGRUB加载选定的内核到内存，内核自解压后，加载systemd进程，并将控制权转移给systemd，引导阶段完成。内核与systemd开机后，系统首先进行开机自检（POST），检测硬件设备是否正常，如CPU、内存、显卡等。若检测到故障，会停机或报警；若无故障，则继续下一步。开机自检（POST）启动阶段流程启动阶段，systemd进程挂载、访问配置文件，使Linux系统进入可操作状态，能够执行用户功能性任务，如建立用户终端、出现用户登录界面等。systemd的作用系统初始化完成后，进入运行状态，用户可以通过登录界面进入系统，进行各种操作，如文件管理、软件安装等。系统运行状态02系统运行级别运行级别介绍Linux的运行级别从0~6共有7个级别，分别为：运行级别说明0对应poweroff.target，表示关闭电源，系统停止运行。1对应rescue.target，为单用户模式，只允许root用户对系统进行维护，常用于系统故障修复等场景。2为多用户模式，但不能使用NFS，用户可以登录系统进行操作，但网络文件共享功能受限。（相当于Windows下的网上邻居）3对应multi-user.target，为字符界面的多用户模式，用户通过命令行进行操作，适合服务器等场景。4未定义，暂无具体用途。5对应graphical.target，为图形界面的多用户模式，用户可以通过图形界面进行操作，适合桌面用户。6对应reboot.target，表示重启系统，不能将系统缺省运行级别设置为0，否则系统会一直重启。执行“systemctlget-default”和“runlevel”命令可以查看当前默认运行的级别，了解系统当前的运行状态。（如下图所示）运行级别管理查看运行级别运行级别管理设置运行级别通过systemctl命令设置默认的运行级别和在不关机状态下切换当前的级别。（如下图所示）其他常用systemctl命令设置：命令说明systemctlisolatemulti-user.target由图形化模式切换到命令行模式systemctlisolategraphical.target由命令模式切换到图形化模式systemctlset-defaultmulti-user.target设置默认运行级别3为命令界面systemctlset-defaultgraphical.target设置默认运行级别5为图形化界面任务5.2：进程管理01进程概述进程与程序进程由程序产生，但进程不是程序。程序是静态的指令集合，可以长期保存；进程是程序的一次运行过程，是动态的，只能短暂存在。进程的状态进程获得除CPU外所有必要资源，待获CPU即可执行，此为就绪状态。系统中就绪进程可能多个，常排成就绪队列。就绪状态进程获得CPU且程序正在执行，为执行状态。单处理机系统仅一个进程处此状态，多处理机系统则有多个。执行状态进程因事件无法执行而暂停，即阻塞状态（又称等待/封锁状态），因I/O请求等引起，常排成队列。就绪进程获处理机转为执行，执行进程因时间片完回就绪，因事件受阻转阻塞。阻塞状态进程执行过程的状态状态名称标

志说

明执行状态RTASK_RUNNING：进程正在CPU上执行或者在可执行队列中排队等候执行。睡眠状态STASK_INTERRUPTIBLE：可中断的睡眠状态。进程被放入等待队列中，当外部中断或其他进程触发了唤醒进程的条件时（如释放进程等待的系统资源或者传递一个信号），队列中处于S状态的一个或者多个进程可以被唤醒。DTASK_UNINTERRUPTIBLE：不可中断的睡眠状态。该状态与S状态相似，但是处于该状态的进程不响应信号的唤醒。在D状态下，系统可以对进程进行保护，进程不响应异步信号，因此进程的执行不会因为插入异步信号而被中断。ITASK_REPORT_IDLE：空闲状态，是D状态的子集，在计算负载平均值时，内核不会统计处于此状态下的进程。暂停状态TTASK_STOPPED：跟踪状态，表示进程暂停，接受某种处理。当进程收到SIGSTO等信号时，就会进入T状态，当进程收到SIGCONT等信号时，则由T状态转换到R状态。进程在调试期间接收到任何信号均会进入T状态。tTASK_TRACED：跟踪停止状态，正在被调试的进程临时停止。内存交换状态W旧版本的内核中支持该状态，2.6.0版本以后的内核不再支持该状态。僵死状态ZEXIT_ZOMBIE：进程已经停止执行，但是相关控制信息仍保留着。当子进程退出时，父进程还在执行，父进程没有读取到子进程的返回代码，导致虽然子进程不在了，但是其资源没有被完全释放，子进程进入Z状态，成为僵死进程。XEXIT_DEAD：当父进程清理（获取）剩余的子进程结构时，进程资源已彻底被释放，此状态在进程列表中无法被看到。Linux是多用户、多任务系统，运行着大量进程。进程执行顺序由优先级控制，决定CPU资源分配先后。优先级高的进程优先执行，配置优先级有助于多任务环境，可改善系统性能。进程的优先级02进程管理相关指令jobs命令用于查看Linux中正在执行的进程列表和进程状态，包括后台执行的进程，常用选项有-l、-p、-s、-r。jobs命令查看进程状态选项说明-l显示所有进程并列PID-p只列出当前进程的PID-s只列出停止的进程-r只列出执行的进程ps是“processstatus”的缩写，ps命令是在查看进程时使用最多的命令。使用ps命令可查看当前进程执行的情况。ps命令查看进程状态选项选项说明-e显示系统中所有的进程-a（all）显示当前终端上所有的进程，包括其他用户的进程-l(list)长格式输出，显示进程的详细信息-u(user)以用户为主的进程状态x显示所有程序，常与“-a”参数一起使用，可列出较完整信息ps命令示例查看进程状态-ps命令使用示例1ps–e命令示例查看进程状态-ps命令使用示例2ps–a命令示例ps–l

命令示例查看进程状态-ps命令使用示例3ps–aux命令示例控制进程kill命令用于终止进程，通过进程号PID识别进程，常用信号有HUP、INT、QUIT、KILL、TERM等。kill命令nice命令用来调整程序运行的优先级，优先级数值范围为-20~19，renice命令修改正在执行的进程优先级。nice与renice命令top命令实时显示系统中各进程资源占用情况，free命令查看系统内存状态，包括物理内存、交换内存等。top与free命令控制进程-kill命令kill命令的语法格式kill[选项]PID查看所有信号信号编号信号名说明1HUP挂起信号，程序在接收到HUP信号时将重新读取配置文件2INT结束进程，与【Ctrl+C】组合键效果一样3QUIT退出9KILL强制性杀死进程，不能对当前工作进行保存15TERM正常结束进程，为kill命令的默认信号kill命令发送的常用信号*注意：表中省略了各个信号名称的前缀SIG。控制进程-nice命令nice命令的语法格式nice[选项][执行命令]

具体参数如下：-n将原有优先级增加nice值--help显示程序的帮助信息--version显示程序版本信息不带参数的nice命令带参数的nice命令控制进程-renice命令renice命令的语法格式renicepriority[[-p]pid..][[-g]pgrp..][[-u]user...]

具体参数如下：[-p]pid表示重设指定进程的优先级[-g]pgrp表示重设指定进程组的优先级[-u]user表示重设指定用户进程的优先级renice命令使用示例控制进程-top命令top命令的语法格式top[选项]top命令常用选项说明选项功能说明-c显示完整的命令行-d指定屏幕刷新的间隔时间-i忽略闲置和僵尸进程-p通过指定监控进程ID来仅监控某个进程的状态-q使top没有任何延迟的进行刷新s使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险S指定累计模式使用top命令检测系统性能控制进程-free命令free命令的语法格式free[选项]free命令常用选项使用不带参数的free命令查看系统内存状态-b/k/m/g：以B/KB/MB/GB为单位显示结果。-h：以方便阅读的单位显示结果。内容含义说明total安装的内存总量used已经使用的内存free还未被使用的内存shared共享使用的物理内存buff/cache内核缓冲区和页面缓存的总和available还可被应用程序使用的物理内存输出结果说明使用带参数的free命令查看系统内存状态03周期性任务调度crond服务与crontab命令crond服务crond是Linux中周期性执行任务的服务，每分钟检查是否有任务执行，常用命令有servicecrondstart/stop/restart/reload/status。01命令服务操作说明servicecrondstart启动crond服务servicecrondstop关闭crond服务servicecrondrestart重启crond服务servicecrondreload重新载入crond服务配置servicecrondstatus查看crond服务状态crond服务与crontab命令crontab命令用于设置用户任务调度，文件格式为“*****命令”，前5个“*”分别代表分钟、小时、日期、月份、星期。02crontab命令crontab命令务使用示例若要设置在工作日的早上六点进行自动清理工作，则首先在“/home”目录下编写一个morning.sh脚本，赋予该脚本执行的权力，然后编写morning.sh：06**1,2,3,4,5sh/home/morning.shcrontab命令的语法格式crontab[-uuser]{-l|-r|-e}“-uuser”是指设置制定用户的时程表；“-e”是指执行文字编辑器来设置时程表；“-r”是指删除目前的时程表；“-l”是指列出目前的时程表。atd服务与at命令atd服务atd服务用于临时执行任务或处理等待事件，常用命令见下表。01命

令说

明systemctlstopatd关闭atd服务systemctlstartatd启动atd服务systemctlrestartatd重启atd服务systemctlstatusatd查看atd服务状态atd服务使用示例atd服务与at命令at命令at命令在指定时间执行程序或命令，只执行一次，用于一次性定时计划，如at12:0011/14/2024。02at命令使用示例任务5.3：服务控制01服务概述服务定义与分类服务定义服务是支持系统运行的必要程序，运行在后台，监听端口等待请求，也称守护进程。服务分类服务分为超级服务（xinetd）和独立启动服务（standalone）两类，各有特点和适用场景。xinetd服务xinetd启动时，其他服务按需唤醒，占用资源少，有保护机制，适合低频请求服务。xinetd优点标准Internet服务：telnet、ftp信息服务：finger、netstat、systat邮件服务：imap、imaps、pop2、pop3、popsRPC服务：rquotad、rstatd、rusersd、sprayd、walldBSD服务：comsat、exec、login、ntalk、shell、talk内部服务：chargen、daytime、echo、servers、services、time安全服务：irc其他服务：name、tftp、uucpxinetd适用服务xinetd是新一代网络服务程序，管理多种轻量级Internet服务，独立部署在内存中。xinetd简介123standalone服务standalone是独立启动服务，自行启动，不依赖其他管理服务，响应请求迅速。standalone简介standalone常驻内存，响应快，但会一直占用系统资源，适合高频请求服务。standalone优点Linux中大多数服务是独立服务，如Apache、Samba等，FTP服务也有两种启动模式。standalone适用服务02systemd服务控制systemd是Linux系统和服务管理器，兼容SysV和LSB初始化脚本，使用socket和D-Bus开启服务。systemd简介systemd定义systemd支持按需启动策略，维护挂载点，实现服务间精细逻辑控制，提供高并行性能。systemd特点systemctl命令systemctl功能systemctl用于管理Linux服务，功能类似service和chkconfig命令。systemctl命令的语法格式如下：systemctl常用命令包括查看状态（status）、打开（start）、关闭（stop）、重启（restart）、开启开机自动启动（enable）、禁止开机自动启动（disable）等。systemctl[选项]命令[名称]使用“systemctlstart”开启服务，如开启防火墙并查看状态，终端无输出，需用status命令查看。（如下图所示）start和restart命令systemctl命令示例使用“systemctlstop”关闭服务，如关闭防火墙并查看状态，使用status命令查看。（如下图所示）stop命令systemctl命令示例“systemctldisable”命令的使用示例（禁止防火墙开机自启动）（如下图所示）disable和enable命令systemctl命令示例“systemctlenable”命令的使用示例（开启防火墙开机自启动）（如下图所示）项目5拓展阅读与思政引领01思政引领国产操作系统与国家安全系统的稳定性和安全性直接影响国家的稳定和安全。通过学习操作系统管理，学生应意识到自身在保障国家信息安全中的责任。系统稳定性与国家稳定强调国产操作系统的进步，激发学生为国家科技发展贡献力量的决心，培养其服务国家的使命感。激发科技贡献决心国产操作系统的发展是国家信息安全的关键。自主创新使系统稳定性和安全性与国家稳定紧密相连，培养学生的国家安全意识和社会责任感。自