进程与计划任务管理

一、什么是程序？

• 文件中静态保存的代码

• 是一组计算机能识别和执行的指令，运行于电子计算机上，满足人们某种需求的信息化工具。

• 用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集。

• 保存在硬盘、光盘等介质中的可执行代码和数据。

二、什么是进程

• 运行的程序在内存中的叫进程

• 电脑用pid来识别进程；程序运行，系统自动分配pid

• 存在生命周期

• 都由其父进程创建

三、进程具有的特征

• 动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的，是动态产生，动态消亡的；

• 并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行；

• 独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；

• 结构性：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

四、进程的基本状态

• 创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(process control block进程控制块)，向其中填写控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运行，把此时进程所处状态称为创建状态；

• 就绪状态：进程已准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行；

• 执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态；

• 阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用；

• 终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态。无法再执行。

五、进程的状态

• 运行态：running

• 就绪态：ready

• 睡眠态：分为两种，可中断：interruptable，不可中断：uninterruptable；

• 停止态：stopped，暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动；

• 僵尸态：zombie，僵尸态，结束进程，父进程结束前，子进程不关闭，杀死父进程可以关闭僵尸态 的子进程。

六、什么是线程

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

60年代，在OS中能拥有资源和独立运行的基本单位是进程，然而随着计算机技术的发展，进程出现了很多弊端，一是由于进程是资源拥有者，创建、撤消与切换存在较大的时空开销，因此需要引入轻型进程；二是由于对称多处理机（SMP）出现，可以满足多个运行单位，而多个进程并行开销过大。因此在80年代，出现了能独立运行的基本单位------线程（Threads）。

查看进程有几个线程，可以使用 "cat /proc/PID/status"查看。

七、进程和线程的区别

• 线程是程序执行的最小单位，而进程是操作系统分配资源的最小单位；

• 一个进程由一个或多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线；

• 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多；

• 程级的资源(如打开文件和信号)，某进程内的线程在其它进程不可见；

• 同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的；

• 一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。

八、僵尸进程

僵尸进程是当子进程比父进程先结束，而父进程又没有回收子进程，释放子进程占用的资源，此时子进程将成为一个僵尸进程。如果父进程先退出 ，子进程被init接管，子进程退出后init会回收其占用的相关资源。

在UNIX 系统中，一个进程结束了，但是他的父进程没有等待(调用wait / waitpid)他， 那么他将变成一个僵尸进程。 但是如果该进程的父进程已经先结束了，那么该进程就不会变成僵尸进程， 因为每个进程结束的时候，系统都会扫描当前系统中所运行的所有进程， 看有没有哪个进程是刚刚结束的这个进程的子进程，如果是的话，就由init 来接管他，成为他的父进程。

示例：

九、查看进程信息

1.ps命令：查看静态进程统计信息

ps 命令是 Process Status 的缩写 ，可以查看进程当前状态的快照。查看静态的进程统计信息，即执行 ps 命令的那个时刻的进程快照。默认显示当前终端中的进程，Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/PID 目录下的各文件中。

常用选项：

• a：显示当前终端下的所有进程信息，包括其他用户的进程。与"x"选项结合时将示系统中所有的进程信息。

• u：使用以用户为主的格式输出进程信息。

• x：显示当前用户在所有终端下的进程信息。

• -e：显示系统内的所有进程信息。

• -l：使用长（Long）格式显示进程信息。

• -f：使用完整的（Full）格式显示进程信息。

• k|--sort 属性：对属性排序，属性前加 - 表示降序排列。

ps命令支持三种语法格式：

• UNIX风格。选项可以组合在一起，并且选项前必须有 "-" 连字符 。如：ps -ef。

• GNU选项。选项前有两个 "-" 连字符 。如：ps --help。

• BSD选项。选项可以组合在一起，但是选项前不能有 "-" 连字符。如：ps aux。

我们常用的是BSD选项，这个一般看个人选择。

查看静态进程统计信息命令：ps aux

• a：显示终端上的所有进程，包括其它用户的进程

• u：表示列出进程的用户名

• x：显示所有终端的进程

示例：

进程信息共有11个字段，每个字段含义如下：

表头（列名）	含义	重点
USER	进程的用户
PID	进程的id号
%CPU	进程占用CPU百分比	*
%MEM	进程占用内存百分比	*
VSZ	该进程使用的虚拟内存量（KB）
RSS	该进程占用的物理内存量（KB）
TTY	启动进程终端名
STAT	该进程的状态	*
START	该进程启动时间
TIME	该进程实际使用CPU运行的时间
COMMAND	进程启用的命令

STAT进程的状态:

• D：不可中断 的休眠状态

• S：处于休眠 状态，可被唤醒

• R：正在运行状态

• T：停止状态，可能是在后台暂停或进程处于跟踪调试状态

• Z：僵尸进程，进程已经终止，但部分程序还在内存当中

查看静态进程统计信息命令：ps -elf

• -e：显示系统内的所有进程信息

• -l：使用长格式显示进程信息

• -f：使用完整的格式显示进程信息

示例：

进程信息共有14个字段，每个字段含义如下：

表头（列名)	含义
F	进程标志，说明进程的权限，常见的标志有两个: 1：进程可以被复制，但是不能被执行； 4：进程使用超级用户权限；
S	进程状态。具体的状态和"psaux"命令中的 STAT 状态一致；
UID	运行此进程的用户的 ID；
PID	进程的 ID；
PPID	父进程的 ID；
C	该进程的 CPU 使用率，单位是百分比；
PRI	进程的优先级，数值越小，该进程的优先级越高，越早被 CPU 执行；系统定义不可以人为修改
NI	进程的优先级，数值越小，该进程越早被执行；可以人为修改，数值范围：-20~19
ADDR	该进程在内存的哪个位置；
SZ	该进程占用多大内存；
WCHAN	该进程是否运行。"-"代表正在运行；
TTY	该进程由哪个终端产生；
TIME	该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间；
CMD	产生此进程的命令名；

如果不想看到所有的进程，只想查看一下当前登录的终端产生了哪些进程，那只需使用 "ps -l" 命令就足够了。

自定义显示字段（查看进程的特定属性）：

1）ps axo 列名，列名，列名，列名

1）ps -eo 列名，列名，列名，列名

进程排序：

1）按CPU占比升序排列：ps aux --sort=%cpu。

2）按内存占比降序排列：ps aux --sort=-%mem。

特殊示例：找到未知进程的执行程序文件路径

准备：未知进程的执行程序文件

1.查找静态进程信息，CPU倒序，只显示前十行。

2.通过PID号，切换到未知进程所在的文件夹

3.找到exe文件夹，未知进程的绝对路径就在其中。

4.确定未知进程的执行程序文件路径是否有用，若无用，则删除未知进程的执行程序文件路径，并在相同路径下建立一个相同名称的文件。（这也是预防电脑病毒的方法）

2.top命令：查看动态进程统计信息

ps 命令可以一次性给出当前系统中进程状态，但使用此方式得到的信息缺乏时效性，并且，如果管理员需要实时监控进程运行情况，就必须不停地执行 ps 命令，这显然是缺乏效率的。

为此，Linux 提供了 top 命令。top 命令可以动态地持续监听进程地运行状态，与此同时，该命令还提供了一个交互界面，用户可以根据需要，人性化地定制自己的输出，进而更清楚地了进程的运行状态

命令的输出主要分为两部分：

• 第一部分是前五行，显示的是整个系统的资源使用状况，我们就是通过这些输出来判断服务器的资源使用状态的。

• 第二部分从第六行开始，显示的是系统中进程的信息.

top命令输出内容------第一部分详解

第一部分是前五行，显示的是整个系统的资源使用状况。

1）第一行是任务队列信息：top - 15:21:57 up 1:20, 2 users, load average: 0.03, 0.02, 0.05

• 15:21:57：系统当前时间

• up 1:20：系统的运行时间。本机己经运行了一个小时20分钟

• 2 users：当前登录了两个用户

• load average: 0.03, 0.02, 0.05：系统在之前 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。如果 CPU 是单核的，则这个数值超过 1 就是高负载：如果 CPU 是四核的，则这个数值超过 4 就是高负载 （这个平均负载完全是依据个人经验来进行判断的，一般认为不应该超过服务器 CPU 的核数）。

2）第二行是进程信息：Tasks: 152 total, 1 running, 151 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

• 152 total：系统中的进程总数

• 1 running：正在运行的进程数

• 151 sleeping：睡眠的进程数

• 0 stopped：停止（暂停）的进程数

• 0 zombie：僵尸进程数。如果不是 0，则需要手工检查僵尸进程。

3）第三行是 CPU 信息：%Cpu(s): 0.2 us，0.0 sy，0.0 ni,99.8 id,0.0 wa，0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st

内 容	说 明
0.2 us	用户模式占用的 CPU 百分比
0.0 sy,	系统模式占用的 CPU 百分比
0.0 ni	改变过优先级的用户进程占用的 CPU 百分比
99.8 id	空闲 CPU 占用的 CPU 百分比
0.0 wa	等待输入/输出的进程占用的 CPU 百分比
0.0 hi	硬中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.0 si	软中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.0 st	st（steal time）意为虚拟时间百分比，就是当有虚拟机时，虚拟 CPU 等待实际 CPU 的时间百分比

4）第四行是物理内存信息：KiB Mem :1867048 total,1154048 free,299880 used,413120 buff/cache

• 1867024 total ： 物理内存的总量，单位为KB

• 1243576 free：空闲的物理内存数量

• 255592 used：已使用的物理内存数量

• 367856 buff/cache：作为缓冲的内存数量

5）第五行是交换分区（swap）信息：KiB Swap: 3907580 total, 3907580 free, 0 used. 1363728 avail Mem

• 3907580 total：交换分区（虚拟内存）的总大小，单位KB

• 3907580 free：空闲交换分区的大小

• 0 used.：已使用的交换分区的大小

• 1363728 avail Mem：可用于进程下一次分配的物理内存数量

top命令输出内容------第二部分详解

top 命令的第二部分输出，主要是系统进程信息，各个字段的含义如下：

表头（字段名）	说明
PID	进程的 ID号
USER	该进程所属的用户
PR	priority优先级，数值越小 优先级越高
NI	nice优先级，数值越小 优先级越高
VIRT	该进程使用的虚拟内存的大小，单位为 KB
RES	该进程使用的物理内存的大小，单位为 KB
SHR	共享内存大小，单位为 KB
S	进程状态
%CPU	该进程占用 CPU 的百分比
%MEM	该进程占用内存的百分比
TIME+	该进程总共占用的 CPU 时间
COMMAND	进程的命令名（进程文件、进程名称）

tty终端：

• Centos7系统，tty1表示图形界面，tty2-tty6表示文字界面，可以用Ctrl+Alt+F1-F6切换；

• pts说明是用远程工具连接的，比如xshell,后面的数字代表登录的时间顺序，越小证明登录的越早；

• 查看线程 top -H；ps -T。

常用命令：

命令	说明
P	以占据的CPU百分比,%CPU
M	占据内存百分比,%MEM
T	累积占据CPU时长,TIME+
l	uptime信息
t	tasks及cpu信息
m	memory信息
q	退出命令
s	修改刷新时间间隔
k	终止指定进程
W	保存文件
1（数字）	cpu分别显示

3.pgrep命令------查询进程的PID

根据特定条件查询进程的PID信息。

• -U：指定用户

• -l：显示进程名

• -a：显示完整格式的进程名

• -P < PID>：显示指定进程的子进程

示例：

1）查询指定用户

2）显示进程名

3）显示完整格式的进程名