Linux进程详解

ps命令

top命令

free命令

kill命令

ps

ps是Linux 中最基础的浏览系统中的进程的命令。能列出系统中运行的进程，包括进程号、命令、CPU使用量、内存使用量等。接下来解读一下Linux操作系统的进程和Windows「Ctrl+Alt+delete」直接的差异。

在进行了解进程命令之前需要知道进程的一些状态

Linux上进程有5种状态:

运行(正在运行或在运行队列中等待)
中断(休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号)
不可中断(收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生)
僵死(进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放)
停止(进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行)

ps工具标识进程的5种状态码:

D 不可中断 uninterruptible sleep
R 运行 runnable
S 中断 sleeping
T 停止 traced or stopped
Z 僵死 a defunct (”zombie”) process

Linux操作系统进程执行的状态转换图如图所示:

process.png

下面来看一下ps命令
ps --help命令可以查看ps命令的使用说明

root@xiaozhou:~# ps --help

Usage:
 ps [options]

 Try 'ps --help <simple|list|output|threads|misc|all>'
  or 'ps --help <s|l|o|t|m|a>'
 for additional help text.

For more details see ps(1).

或者使用man ps命令查询ps的详细说明

image.png

在man手册关于ps的解读中，总结了一下几个参数的含义：

ps a 显示现行终端机下的所有程序，包括其他用户的程序。
ps -A 显示所有程序。
ps c 列出程序时，显示每个程序真正的指令名称，而不包含路径，参数或常驻服务的标示。
ps -e 此参数的效果和指定"A"参数相同。
ps e 列出程序时，显示每个程序所使用的环境变量。
ps f 用ASCII字符显示树状结构，表达程序间的相互关系。
ps -H 显示树状结构，表示程序间的相互关系。
ps -N 显示所有的程序，除了执行ps指令终端机下的程序之外。
ps s 采用程序信号的格式显示程序状况。
ps S 列出程序时，包括已中断的子程序资料。
ps -t <终端机编号> 　指定终端机编号，并列出属于该终端机的程序的状况。
ps u 以用户为主的格式来显示程序状况。
ps x 显示所有程序，不以终端机来区分。
ps -l 较详细的显示该PID的信息

以上的参数是可以拼接使用的，那就了解一些常用的参数组合
ps aux命令

root@xiaozhou:~# ps aux
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           1  0.0  0.6 168376 12428 ?        Ss   Oct30   0:05 /sbin/init noibrs
root           2  0.0  0.0      0     0 ?        S    Oct30   0:00 [kthreadd]
root           3  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Oct30   0:00 [rcu_gp]
root           4  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Oct30   0:00 [rcu_par_gp]
root           6  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Oct30   0:00 [kworker/0:0H-kblockd]

ps -ef命令

root@xiaozhou:~# ps -ef
UID          PID    PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root           1       0  0 Oct30 ?        00:00:05 /sbin/init noibrs
root           2       0  0 Oct30 ?        00:00:00 [kthreadd]
root           3       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [rcu_gp]
root           4       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [rcu_par_gp]
root           6       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [kworker/0:0H-kblockd]

查看进程状态这两个是命令是最常用的，使用ps aux可以查看进程的详细运行状态等。使用ps -ef 不仅可以显示自身的PID，也可以显示PPID(父进程)。但是显示不了进程的运行状态

top命令
top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器

root@xiaozhou:~# top -help
  procps-ng UNKNOWN
Usage:
  top -hv | -bcEHiOSs1 -d secs -n max -u|U user -p pid(s) -o field -w [cols]
root@xiaozhou:~#

man手册关于top的解释

image.png

root@xiaozhou:~# top

top - 22:37:06 up 6 days, 6 min,  1 user,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
Tasks:  95 total,   1 running,  94 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.2 us,  0.2 sy,  0.0 ni, 99.7 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
MiB Mem :   1884.3 total,     86.0 free,    572.7 used,   1225.6 buff/cache
MiB Swap:      0.0 total,      0.0 free,      0.0 used.   1139.7 avail Mem 

    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND                                                                              
    745 root      10 -10  112732  19904  14716 S   1.0   1.0  92:51.92 AliYunDun                                                                            
  15964 mysql     20   0 1749720 383656  36776 S   0.7  19.9   0:01.65 mysqld                                                                               
    538 root      20   0  928940  21964  11956 S   0.3   1.1  15:45.87 exe                                                                                  
    953 root      10 -10  424024   6076   5592 S   0.3   0.3   3:52.50 AliSecGuard                                                                          
      1 root      20   0  168376  12428   8320 S   0.0   0.6   0:05.80 systemd                                                                              
      2 root      20   0       0      0      0 S   0.0   0.0   0:00.07 kthreadd

关闭进程，重启进程
在上一片文章中linux的目录结构里面说过，在目录/etc/init.d/目录下包含许多系统各种服务的启动和停止脚本。假设进程占用内存较大或者进程异常，我们是重启这个进程restart。如下图所示：

root@xiaozhou:~# ps aux | grep mysql
mysql      15743  0.2 19.8 1749720 383432 ?      Ssl  22:13   0:02 /usr/sbin/mysqld
root       15928  0.0  0.0  10760   660 pts/0    S+   22:27   0:00 grep --color=auto mysql
root@xiaozhou:~# 
root@xiaozhou:~# /etc/init.d/mysql restart
Restarting mysql (via systemctl): mysql.service.
root@xiaozhou:~# 
root@xiaozhou:~# ps aux | grep mysql
mysql      15964 20.2 19.8 1749720 383652 ?      Ssl  22:27   0:00 /usr/sbin/mysqld
root       16015  0.0  0.0  10760   724 pts/0    S+   22:27   0:00 grep --color=auto mysql

我们重启了mysqld这个进程，可以看出进程号已经改变(从15743到15964)，说明进程已经重启。

Linux下有3个特殊的进程，idle进程(PID=0), init进程(PID=1)和kthreadd(PID=2)

idle进程由系统自动创建,运行在内核态.idle进程其pid=0，其前身是系统创建的第一个进程，也是唯一一个没有通过fork或者kernel_thread产生的进程。完成加载系统后，演变为进程调度、交换.
init进程由idle通过kernel_thread创建，在内核空间完成初始化后,加载init程序,并最终用户空间创建 .init 进程 (pid = 1, ppid = 0),init进程由0进程创建，完成系统的初始化.是系统中所有其它用户进程的祖先进程.
kthreadd进程由idle通过kernel_thread创建，并始终运行在内核空间,负责所有内核线程的调度和管理 .kthreadd (pid = 2, ppid = 0)它的任务就是管理和调度其他内核线程kernel_thread,会循环执行一个kthread的函数，该函数的作用就是运行kthread_create_list全局链表中维护的kthread,当我们调用kernel_thread创建的内核线程会被加入到此链表中，因此所有的内核线程都是直接或者间接的以kthreadd为父进程.

我们来看一下进程状态[下面是删减版,进程数量太多，列举一部分]

root@xiaozhou:~# ps -ef
UID          PID    PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root           1       0  0 Oct30 ?        00:00:05 /sbin/init noibrs
root           2       0  0 Oct30 ?        00:00:00 [kthreadd]
root           3       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [rcu_gp]
root           4       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [rcu_par_gp]
root           6       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [kworker/0:0H-kblockd]
root           9       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [mm_percpu_wq]
root          10       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [ksoftirqd/0]
root          85       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [watchdogd]
root          88       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [kswapd0]
root          89       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [ecryptfs-kthrea]
root         187       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [ext4-rsv-conver]
root         232       1  0 Oct30 ?        00:00:02 /lib/systemd/systemd-journald
root         265       1  0 Oct30 ?        00:00:01 /lib/systemd/systemd-udevd
root         299       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [cryptd]
root         328       2  0 Oct30 ?        00:00:00 [nfit]
systemd+     419       1  0 Oct30 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd-networkd
systemd+     436       1  0 Oct30 ?        00:00:24 /lib/systemd/systemd-resolved
root         450       1  0 Oct30 ?        00:01:33 /usr/local/share/assist-daemon/assist_daemon
root         451       1  0 Oct30 ?        00:00:00 /usr/local/cloudmonitor/CmsGoAgent.linux-amd64
root         452       1  0 Oct30 ?        00:00:08 /usr/lib/accountsservice/accounts-daemon
root         464       1  0 Oct30 ?        00:07:28 /usr/local/share/aliyun-assist/2.2.3.247/aliyun-service
root         535       1  0 Oct30 ?        00:00:00 /usr/bin/python3 /usr/bin/networkd-dispatcher --run-startup-triggers
root         538     451  0 Oct30 ?        00:15:45 CmsGoAgent-Worker start
syslog       551       1  0 Oct30 ?        00:00:00 /usr/sbin/rsyslogd -n -iNONE
root         563       1  0 Oct30 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd-logind
daemon       565       1  0 Oct30 ?        00:00:00 /usr/sbin/atd -f
Debian-+     584       1  0 Oct30 ?        00:02:26 /usr/sbin/snmpd -LOw -u Debian-snmp -g Debian-snmp -I -smux mteTrigger mteTriggerConf -f -p /run/snmpd.pi
root         585       1  0 Oct30 ?        00:00:00 sshd: /usr/sbin/sshd -D [listener] 0 of 10-100 startups
root         586       1  0 Oct30 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -g daemon on; master_process on;
www-data     587     586  0 Oct30 ?        00:00:00 nginx: worker process
www-data     588     586  0 Oct30 ?        00:00:00 nginx: worker process
root         631       1  0 Oct30 ttyS0    00:00:00 /sbin/agetty -o -p -- \u --keep-baud 115200,38400,9600 ttyS0 vt220
root         657       1  0 Oct30 tty1     00:00:00 /sbin/agetty -o -p -- \u --noclear tty1 linux
root       15586     585  0 22:08 ?        00:00:00 sshd: root@pts/0
root       15597       1  0 22:08 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd --user
root       15601   15597  0 22:08 ?        00:00:00 (sd-pam)
root       15608       2  0 22:08 ?        00:00:00 [kworker/1:0-events]
root       15896       2  0 22:24 ?        00:00:00 [kworker/0:2-events]
root       15963       2  0 22:27 ?        00:00:00 [kworker/1:2-events]
mysql      15964       1  0 22:27 ?        00:00:01 /usr/sbin/mysqld
root       16016       2  0 22:28 ?        00:00:00 [kworker/u4:1-events_unbound]
root       16054   15644  0 22:31 pts/0    00:00:00 ps -ef

可以看到很多进程的PPID号是1和2。也就是init进程和kthreadd进程。

在使用Windows系统的过程中，都碰到过应用程序卡死的情况。应对此问题，我们一般都是等待失去响应的程序恢复，或者是直接使用任务管理器将其强制关闭，然后再重新打开。

ka.jpeg

在Linux中,遇到特别耗费资源的进程，当然需要使用top命令查看进程占用率高的进程。或者使用free -m命令查看内存剩余。假设需要强杀进程来释放空间。我们涉及到Linux中信号📶的知识，在这里简单的描述一下，信号的详解会在接下来的文章里面叙述。
free -m命令查看内存空间

root@xiaozhou:~# free -m 
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1884         593          86           2        1204        1121
Swap:             0           0           0
root@xiaozhou:~#

在linux中存在着64种信号
使用kill -l命令查看信号列表

root@xiaozhou:~# kill -l
 1) SIGHUP   2) SIGINT   3) SIGQUIT  4) SIGILL   5) SIGTRAP
 6) SIGABRT  7) SIGBUS   8) SIGFPE   9) SIGKILL 10) SIGUSR1
11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT   17) SIGCHLD 18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGURG  24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM   27) SIGPROF 28) SIGWINCH    29) SIGIO   30) SIGPWR
31) SIGSYS  34) SIGRTMIN    35) SIGRTMIN+1  36) SIGRTMIN+2  37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4  39) SIGRTMIN+5  40) SIGRTMIN+6  41) SIGRTMIN+7  42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9  44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9  56) SIGRTMAX-8  57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6  59) SIGRTMAX-5  60) SIGRTMAX-4  61) SIGRTMAX-3  62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1  64) SIGRTMAX    
root@xiaozhou:~#

在前面说过进程会被这些个信号> (进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号强制停止运行)那问题就在于如何发信号给这些个进程。
使用kill命令发信号

mankill.png

root@xiaozhou:~#pidof mysqld
15964
root@xiaozhou:~# 
root@xiaozhou:~# ps aux | grep mysqld | grep -v grep
mysql      15964  0.1 19.8 1749720 383656 ?      Ssl  22:27   0:04 /usr/sbin/mysqld
root@xiaozhou:~# kill -9 15964
root@xiaozhou:~# 
root@xiaozhou:~# ps aux | grep mysqld | grep -v grep
mysql      16343 29.6 20.8 1763376 402296 ?      Ssl  23:13   0:00 /usr/sbin/mysqld

我们从上面可以看到mysqld进程被重启了。

关于Linux的这一块进程的知识还有很多，后面的文章跟大家分享僵尸进程，孤儿进程等等知识，以及守护进程(daemon进程).

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正文年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
茶点故事阅读 40,789评论 3赞 325
男人毒药：我在死后第九天来索命
文/蒙蒙一、第九天我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
开封第一讲书人阅读 31,409评论 0赞 21
一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
文/苍兰香墨我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。一阵脚步声响...
开封第一讲书人阅读 32,609评论 1赞 268
情欲美人皮
我被黑心中介骗来泰国打工，没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。一个月前我还...
沈念sama阅读 47,440评论 2赞 368
代替公主和亲
正文我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
茶点故事阅读 44,357评论 2赞 352