Unix / Linux - 进程管理

简述

本章将详细讨论 Unix 中的进程管理。当您在 Unix 系统上执行程序时，系统会为该程序创建一个特殊的环境。该环境包含系统运行程序所需的一切，就好像系统上没有其他程序在运行一样。

每当您在 Unix 中发出命令时，它都会创建或启动一个新进程。当你尝试ls命令列出目录内容，您启动了一个进程。一个进程，简单来说，就是一个正在运行的程序的实例。

操作系统通过一个五位数的 ID 号来跟踪进程，称为 pid 或者 process ID. 系统中的每个进程都有一个独特的pid.

pid 最终会重复，因为所有可能的数字都用完了，下一个 pid 滚动或重新开始。在任何时候，系统中都不存在具有相同 pid 的两个进程，因为 Unix 使用 pid 来跟踪每个进程。

启动进程

当您启动一个进程（运行命令）时，您可以通过两种方式运行它 -

前台进程
后台进程

前台进程

默认情况下，您启动的每个进程都在前台运行。它从键盘获取输入并将其输出发送到屏幕。

你可以看到这发生在 ls命令。如果要列出当前目录中的所有文件，可以使用以下命令 -


$ls ch*.doc

这将显示所有文件，其名称以 ch 并以 .doc −


ch01-1.doc   ch010.doc  ch02.doc    ch03-2.doc 
ch04-1.doc   ch040.doc  ch05.doc    ch06-2.doc
ch01-2.doc   ch02-1.doc

进程在前台运行，输出被定向到我的屏幕，如果 ls 命令需要任何输入（它不需要），它等待来自键盘的输入。

当程序在前台运行并且很耗时时，不能运行其他命令（启动任何其他进程），因为在程序完成处理并出现之前，提示将不可用。

后台进程

后台进程无需连接到键盘即可运行。如果后台进程需要任何键盘输入，它就会等待。

在后台运行一个进程的好处是可以运行其他命令；你不必等到它完成再开始另一个！

启动后台进程的最简单方法是添加一个与号 (&) 在命令的末尾。


$ls ch*.doc &

这将显示名称以开头的所有文件 ch 并以 .doc −


ch01-1.doc   ch010.doc  ch02.doc    ch03-2.doc 
ch04-1.doc   ch040.doc  ch05.doc    ch06-2.doc
ch01-2.doc   ch02-1.doc

在这里，如果 ls 命令需要任何输入（它不需要），它会进入停止状态，直到我们将它移到前台并从键盘给它数据。

第一行包含有关后台进程的信息 - 作业号和进程 ID。您需要知道作业编号才能在后台和前台之间对其进行操作。

按 Enter 键，您将看到以下内容 -


[1]   +   Done                 ls ch*.doc &
$

第一行告诉你 ls命令后台进程成功完成。第二个是另一个命令的提示。

列出正在运行的进程

通过运行可以很容易地查看您自己的进程 ps （进程状态）命令如下 -


$ps
PID       TTY      TIME        CMD
18358     ttyp3    00:00:00    sh
18361     ttyp3    00:01:31    abiword
18789     ttyp3    00:00:00    ps

ps 最常用的标志之一是 -f ( f 代表完整) 选项，它提供更多信息，如以下示例所示 -


$ps -f
UID      PID  PPID C STIME    TTY   TIME CMD
amrood   6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_one
amrood   6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_one
amrood   3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -ksh
amrood   6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f

这是显示的所有字段的说明 ps -f 命令 -

序号	列和描述
1	UID 此进程所属的用户 ID（运行它的人）
2	PID 进程标识
3	PPID 父进程 ID（启动它的进程的 ID）
4	C 进程的 CPU 使用率
5	STIME 进程开始时间
6	TTY 与进程关联的终端类型
7	TIME 进程占用的 CPU 时间
8	CMD 启动此进程的命令

还有其他选项可以与 ps 命令 -

序号	选项和说明
1	-a 显示所有用户的信息
2	-x 显示有关没有终端的进程的信息
3	-u 显示附加信息，如 -f 选项
4	-e 显示扩展信息

停止进程

可以通过几种不同的方式结束进程。通常，从基于控制台的命令中，发送 CTRL + C 键击（默认中断字符）将退出命令。这在进程以前台模式运行时有效。

如果一个进程在后台运行，你应该使用 ps命令。之后，您可以使用kill 命令杀死进程如下 -


$ps -f
UID      PID  PPID C STIME    TTY   TIME CMD
amrood   6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_one
amrood   6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_one
amrood   3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -ksh
amrood   6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f
$kill 6738
Terminated

在这里， kill 命令终止 first_one过程。如果一个进程忽略了一个常规的 kill 命令，你可以使用kill -9 后跟进程 ID 如下 -


$kill -9 6738
Terminated

父进程和子进程

每个 unix 进程都有两个分配给它的 ID 号：进程 ID (pid) 和父进程 ID (ppid)。系统中的每个用户进程都有一个父进程。

您运行的大多数命令都将 shell 作为其父级。检查ps -f 此命令同时列出进程 ID 和父进程 ID 的示例。

僵尸进程和孤儿进程

通常，当子进程被杀死时，父进程会通过 SIGCHLD信号。然后父级可以执行其他任务或根据需要重新启动新子级。然而，有时父进程在其子进程被杀死之前被杀死。在这种情况下，“所有进程的父进程”，init进程，成为新的 PPID（父进程 ID）。在某些情况下，这些进程称为孤立进程。

当一个进程被杀死时，一个 ps 列表可能仍会显示该过程 Z状态。这是一个僵尸或已失效的进程。该进程已死且未被使用。这些进程不同于孤儿进程。他们已经完成了执行，但仍然在进程表中找到了一个条目。

守护进程

守护进程是与系统相关的后台进程，通常在 root 和来自其他进程的服务请求的权限下运行。

守护进程没有控制终端。打不开/dev/tty. 如果你做一个"ps -ef" 看看 tty 字段，所有守护进程都会有一个 ? 为了 tty.

确切地说，守护进程是一个在后台运行的进程，通常等待它能够处理的事情发生。例如，等待打印命令的打印机守护进程。

如果您有一个需要长时间处理的程序，那么值得将其设为守护进程并在后台运行。

top命令

这 top 命令是一个非常有用的工具，可以快速显示按各种标准排序的进程。

它是一种交互式诊断工具，经常更新并显示有关物理和虚拟内存、CPU 使用率、平均负载和繁忙进程的信息。

以下是运行 top 命令并查看不同进程的 CPU 利用率统计信息的简单语法 -


$top

作业 ID 与进程 ID

后台和挂起的进程通常通过 job number (job ID). 该编号与进程 ID 不同，使用它是因为它较短。

此外，一个作业可以由多个连续或同时、并行运行的进程组成。使用作业 ID 比跟踪单个进程更容易。