CentOS Stream 9入门学习教程，从入门到精通，CentOS Stream 9 进程管理 —语法详解与实战案例(8）

CentOS Stream 9 进程管理 ---语法详解与实战案例

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一、Linux进程概述

1.1 进程的概念

进程（Process）：是正在运行的程序实例，是系统资源分配和调度的基本单位。

每个进程拥有：

• 唯一的进程ID（PID）
• 内存空间（堆、栈、数据段、代码段）
• 打开的文件描述符
• 执行状态（运行、睡眠、僵尸等）
• 用户和组权限

✅ 查看当前 shell 的 PID：

echo $$
# 输出：31245（示例）

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1.2 程序和进程

项目	说明
程序	存储在磁盘上的可执行文件（静态）
进程	程序被加载到内存中运行的实例（动态）

✅ 示例：

# /bin/ls 是程序
# 执行 ls -l 时，系统创建一个进程来运行它
ls -l &
echo $!   # 查看刚启动的后台进程 PID

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1.3 进程的状态（5种主要状态）

状态码	状态名	说明
R	Running	正在运行或在运行队列中等待 CPU
S	Sleep	可中断睡眠（等待事件，如 I/O）
D	Disk Sleep	不可中断睡眠（通常等待磁盘 I/O，不能被 kill）
Z	Zombie	僵尸进程（子进程结束，父进程未回收）
T	Stopped	暂停（被信号如 SIGSTOP 或 Ctrl+Z 挂起）

✅ 查看进程状态：

ps aux | grep sleep
# 输出示例：alice  12345  S  0.0  0.1  0:00 sleep 100

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1.4 进程的分类

类型	说明
前台进程	与终端交互，阻塞终端输入（默认）
后台进程	不阻塞终端，以 & 启动
守护进程	无终端控制，系统服务（如 sshd, nginx）
子进程	由父进程 fork 创建
僵尸进程	已结束但未被父进程 wait() 回收

✅ 查看守护进程：

ps -ef | grep nginx
# 通常 PPID=1（systemd）

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1.5 进程优先级（Nice 值）

Nice 值范围	说明
-20 ~ 19	数值越小，优先级越高
默认值	0
root 可设负值	普通用户只能设 0~19

✅ 查看进程优先级：

ps -l
# 输出中的 NI 列即为 nice 值

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二、进程状态监测

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2.1 静态监测：ps 命令

功能：快照式查看当前进程状态

常用选项组合：

选项	说明
ps aux	BSD 风格，显示所有用户进程
ps -ef	POSIX 风格，显示完整格式
ps -l	显示当前 shell 的进程详细信息
ps -u 用户名	显示指定用户的进程

✅ 案例：查看所有进程并过滤 nginx

ps aux | grep nginx

✅ 案例：查看进程树结构（带 PPID）

ps -ef --forest | grep nginx

✅ 案例：自定义输出列（PID, USER, NI, CMD）

ps -eo pid,user,ni,cmd | head -5
# 输出：
#   PID USER         NI CMD
#     1 root          0 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root
#     2 root          0 [kthreadd]

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2.2 动态监测：top 命令

功能：实时动态显示进程资源占用（CPU、内存等）

交互命令（在 top 界面中输入）：

键	功能
P	按 CPU 使用率排序
M	按内存使用率排序
k	杀死进程（需输入 PID）
r	调整进程 nice 值
q	退出 top
h	显示帮助

✅ 启动 top：

top

✅ 案例：只监控指定用户进程

top -u alice

✅ 案例：批量模式（用于脚本）

top -b -n 1 > /tmp/top_snapshot.txt
# -b: batch mode, -n: 迭代次数

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2.3 查看进程树：pstree

功能：以树状图显示进程父子关系

常用选项：

选项	说明
pstree	显示当前用户进程树
pstree -p	显示 PID
pstree -u	显示用户切换
pstree -s PID	显示指定进程的祖先树

✅ 案例：查看 sshd 进程树

pstree -p | grep sshd
# 输出：sshd(1234)─┬─sshd(5678)───bash(5679)
#                 └─sshd(8765)───bash(8766)

✅ 案例：查看指定进程的完整祖先

pstree -s 5679
# 显示从 systemd 到 bash(5679) 的完整路径

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2.4 列出进程打开文件：lsof

功能：List Open Files ------ 查看进程打开的文件、端口、设备等

常用用法：

用法	说明
lsof -p PID	查看指定进程打开的文件
lsof /path/to/file	查看谁在使用某个文件
lsof -i :80	查看占用 80 端口的进程
lsof -u username	查看某用户打开的文件
lsof +D /dir	查看目录下被打开的文件

✅ 案例：查看 nginx 打开了哪些文件

pgrep nginx | xargs lsof -p
# 或
lsof -c nginx

✅ 案例：查看谁在占用 22 端口

lsof -i :22
# 输出：sshd  1234  root  3u  IPv4 0x... TCP *:ssh (LISTEN)

✅ 案例：查看用户 alice 打开的文件

lsof -u alice

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三、进程状态控制

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3.1 调整进程优先级：nice

功能：启动进程时设置 nice 值

语法：

nice -n 优先级值 命令 [参数...]

✅ 案例：以低优先级运行压缩任务（减少对系统影响）

nice -n 10 tar -czf backup.tar.gz /home/alice &
# 普通用户只能设 0~19，root 可设负值

✅ 案例：root 以高优先级运行关键任务

sudo nice -n -5 /opt/critical_app --start

📝 说明：

• 不指定 -n 默认为 10
• nice 命令 仅影响新启动的进程

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3.2 改变运行中进程优先级：renice

功能：动态调整正在运行的进程的 nice 值

语法：

renice 优先级值 -p PID
renice 优先级值 -u 用户名

✅ 案例：降低某进程优先级

# 先查 PID
ps aux | grep compress_job
# 假设 PID=5678

renice 15 -p 5678
# 输出：5678 (process ID) old priority 10, new priority 15

✅ 案例：调整用户所有进程优先级

renice 10 -u alice

⚠️ 权限限制：

• 普通用户只能提高 nice 值（降低优先级）
• 降低 nice 值（提高优先级）需 root 权限

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3.3 向进程发送信号：kill

功能：发送信号给进程，默认 SIGTERM（15）

常用信号：

信号	编号	说明
SIGTERM	15	终止（默认，可被捕获）
SIGKILL	9	强制终止（不可捕获）
SIGSTOP	19	暂停进程
SIGCONT	18	继续暂停的进程
SIGHUP	1	重新加载配置（如 nginx）

✅ 查看所有信号：

kill -l

✅ 案例：优雅终止进程

kill 1234          # 发送 SIGTERM（15）
kill -15 1234      # 同上

✅ 案例：强制杀死无响应进程

kill -9 1234       # SIGKILL，立即终止

✅ 案例：暂停和恢复进程

kill -STOP 1234    # 暂停进程
kill -CONT 1234    # 恢复进程

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3.4 通过名称"杀死"进程：killall

功能：按进程名批量发送信号

语法：

killall [信号] 进程名

✅ 案例：终止所有 firefox 进程

killall firefox

✅ 案例：强制终止所有 python 脚本

killall -9 python3

✅ 案例：重新加载 nginx 配置

killall -HUP nginx
# 等价于：sudo systemctl reload nginx

⚠️ 警告：

• killall 会杀死所有匹配名称的进程
• 在生产环境慎用，建议先用 pgrep 确认

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四、进程启动与作业控制

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4.1 进程的启动

➤ 前台启动（默认）

sleep 60
# 阻塞终端，直到结束

➤ 后台启动（加 &）

sleep 60 &
# 立即返回提示符，进程在后台运行
# 输出：[1] 12345

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4.2 进程的挂起

方法 ：在前台运行时按 Ctrl + Z

✅ 案例：

ping google.com
# 按 Ctrl+Z
# 输出：[1]+  Stopped                 ping google.com

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4.3 使用 jobs 命令显示任务状态

功能：查看当前 shell 的作业（jobs）

输出格式：

[作业号]  状态  命令

✅ 案例：

jobs
# 输出：
# [1]+  Stopped                 ping google.com
# [2]-  Running                 sleep 100 &

✅ 选项：

• jobs -l：显示 PID
• jobs -r：只显示运行中的
• jobs -s：只显示停止的

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4.4 使用 fg 命令将任务移至前台

语法：

fg %作业号
fg %1     # 将作业1移到前台
fg        # 默认操作最近一个作业（+号标记）

✅ 案例：

fg %1
# 继续执行被暂停的 ping 命令，且占用终端

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4.5 使用 bg 命令移动任务至后台

语法：

bg %作业号
bg %1     # 将暂停的作业1转为后台运行
bg        # 默认操作最近一个暂停作业

✅ 案例：

bg %1
# 输出：[1]+ ping google.com &
# 进程在后台继续运行

📝 说明：

• bg 只能用于已暂停的作业
• 运行中的后台作业无需 bg

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五、综合案例：使用 ping 命令演示进程管理

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🎯 案例概述

通过 ping 命令演示：

• 启动进程
• 挂起进程
• 查看作业状态
• 前后台切换
• 终止进程

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🧩 案例详解（带详细注释）

#!/bin/bash
# 文件名：ping_process_demo.sh
# 功能：完整演示进程管理操作

echo "🚀 开始 ping 进程管理演示..."
echo "=================================="

# === 1. 启动 ping 到前台 ===
echo "🔧 步骤1：启动 ping 到前台（按 Ctrl+C 可终止，但我们用 Ctrl+Z）"
echo "   执行：ping -c 10 google.com"
ping -c 10 google.com

# 实际操作中，你应手动按 Ctrl+Z 挂起
# 为自动化演示，我们改用后台启动再挂起
echo "⚠️  为脚本自动化，我们改用后台启动再挂起方式演示"

# === 2. 启动到后台 ===
ping -c 60 google.com > /tmp/ping.log 2>&1 &
PING_PID=$!
echo "✅ 已启动 ping 后台进程，PID=$PING_PID"

# === 3. 暂停进程 ===
echo "⏸️  步骤2：暂停进程（发送 SIGSTOP）"
kill -STOP $PING_PID
sleep 2

# === 4. 查看作业状态 ===
echo "📋 步骤3：使用 jobs 查看作业状态"
jobs -l

# === 5. 移到前台 ===
echo "🖥️  步骤4：使用 fg 移到前台（脚本中我们再挂起）"
# fg %1   # 交互式命令，脚本中不适用
# 改为：继续后再次暂停
kill -CONT $PING_PID
sleep 2
kill -STOP $PING_PID
echo "✅ 已演示 fg 概念（实际需交互操作）"

# === 6. 移到后台运行 ===
echo "🌀 步骤5：使用 bg 让暂停的进程在后台继续运行"
kill -CONT $PING_PID   # bg 的本质是发送 SIGCONT
echo "✅ 进程已在后台继续运行"

# === 7. 查看进程状态 ===
echo "🔍 步骤6：使用 ps 查看进程状态"
ps -p $PING_PID -o pid,ppid,stat,cmd

# === 8. 调整优先级 ===
echo "🎚️  步骤7：使用 renice 降低优先级"
renice 10 -p $PING_PID

# === 9. 终止进程 ===
echo "⏹️  步骤8：使用 kill 终止进程"
kill $PING_PID
wait $PING_PID 2>/dev/null && echo "✅ 进程已优雅终止"

# 验证是否终止
if ! ps -p $PING_PID > /dev/null; then
    echo "✅ 进程 $PING_PID 已不存在"
fi

echo "🎉 演示完成！"
echo "=================================="

💡 使用方法：

chmod +x ping_process_demo.sh
./ping_process_demo.sh

📝 说明：

• 实际教学中，建议手动操作 Ctrl+Z、fg、bg
• 脚本中用 kill -STOP/CONT 模拟挂起/恢复

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六、综合案例：演示如何将进程移动到后台并脱离终端运行

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🎯 案例概述

场景 ：

启动一个长时间运行的任务（如 rsync 备份），需：

1. 从终端启动
2. 挂起后放入后台
3. 使其脱离终端（即使关闭 SSH 也不终止）
4. 验证其父进程变为 systemd（PID=1）

✅ 核心命令：nohup + & 或 disown

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🧩 案例详解（两种方法）

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✅ 方法一：使用 nohup（推荐）

#!/bin/bash
# 文件名：detach_process_nohup.sh

echo "🚀 方法一：使用 nohup 脱离终端"
echo "=================================="

# 启动长时间任务（模拟备份）
nohup sleep 3600 > /tmp/backup.log 2>&1 &
BACKUP_PID=$!

echo "✅ 任务已启动，PID=$BACKUP_PID"
echo "📄 日志将输出到 /tmp/backup.log"
echo "   即使关闭终端，进程也会继续运行"

# 查看进程及其父进程
sleep 2
ps -p $BACKUP_PID -o pid,ppid,cmd

# 预期输出：
#   PID  PPID CMD
# 12345     1 sleep 3600   ← PPID=1 表示已脱离原终端

echo "✅ 进程已成功脱离终端控制！"
echo "🛑 如需终止：kill $BACKUP_PID"
echo "=================================="

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✅ 方法二：使用 disown（适合已启动进程）

#!/bin/bash
# 文件名：detach_process_disown.sh

echo "🚀 方法二：使用 disown 脱离终端"
echo "=================================="

# 1. 启动进程到后台
sleep 3600 > /tmp/backup2.log 2>&1 &
DISOWN_PID=$!
echo "✅ 后台进程已启动，PID=$DISOWN_PID"

# 2. 从作业表中移除（脱离当前 shell）
disown %%

echo "✅ 已使用 disown 脱离作业控制"
echo "   关闭终端后进程仍会运行"

# 3. 验证父进程
sleep 2
ps -p $DISOWN_PID -o pid,ppid,stat,cmd

# 4. 查看是否还在 jobs 中
echo "📋 当前作业列表："
jobs
# 应无输出（已被 disown）

echo "✅ 进程已脱离终端！"
echo "🛑 如需终止：kill $DISOWN_PID"
echo "=================================="

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✅ 方法三：终极方案 ------ screen 或 tmux（生产推荐）

虽不在原章节，但强烈推荐用于生产环境！

# 安装 screen
sudo dnf install screen -y

# 创建新会话
screen -S backup_session

# 在 screen 中执行命令
rsync -av /source/ /backup/

# 按 Ctrl+A, 再按 D → 脱离会话
# 重新连接：screen -r backup_session
# 查看所有会话：screen -ls

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✅ 学习建议与最佳实践

• 优先使用 systemd service：长期运行的服务应创建 systemd unit 文件，而非手动后台运行。
• 日志重定向：后台进程务必重定向 stdout/stderr，避免终端关闭后进程因写终端失败而异常。
• 使用 nohup 或 disown：确保进程不随终端退出而终止。
• 避免滥用 kill -9 ：优先使用 SIGTERM（15）让程序优雅退出。
• 监控僵尸进程 ：定期检查 ps aux | grep 'Z'，长期存在需修复父进程。
• 合理设置优先级：避免负 nice 值占用过多 CPU，影响系统稳定性。
• 作业控制仅限当前 shell ：fg/bg/jobs 只对当前终端会话有效。

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📚 附录：进程管理命令速查表

功能	命令示例
查看进程	ps aux, top, htop
查看进程树	pstree -p
查看打开文件	lsof -p PID, lsof -i :80
启动时设优先级	nice -n 10 command &
修改运行中优先级	renice 15 -p PID
发送信号	kill -15 PID, kill -9 PID
按名称杀进程	killall firefox
挂起进程	Ctrl+Z 或 kill -STOP PID
恢复进程	fg / bg 或 kill -CONT PID
查看作业	jobs, jobs -l
脱离终端运行	nohup cmd & 或 cmd & + disown
查看信号列表	kill -l

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这份文档覆盖了 CentOS Stream 9 进程管理的全部核心知识点 + 语法细节 + 实用案例 + 综合项目，所有代码均含详细注释，可直接用于教学、自学或生产环境参考。