【Linux运维极简教程】04-进程与服务管理

04 - 进程与服务管理

一、进程基础

1.1 什么是进程

进程是程序运行中的实例。每个进程拥有：

PID：进程 ID，唯一标识
PPID：父进程 ID
UID/GID：运行用户和组
状态：运行、睡眠、僵尸等

1.2 进程状态

状态代码	状态名称	说明
R	Running	正在运行或在运行队列中等待
S	Sleeping	可中断睡眠，等待事件
D	Disk Sleep	不可中断睡眠（通常在等待 IO）
Z	Zombie	僵尸进程，已终止但父进程未回收
T	Stopped	停止/暂停（如 Ctrl+Z）

二、进程查看

2.1 ps - 进程快照

bash 复制代码

# 查看当前终端的进程
ps

# 查看系统所有进程（BSD 风格）
ps aux

# 查看系统所有进程（标准风格）
ps -ef

# 查看特定用户的进程
ps -u nginx

# 查看进程树
ps -ef --forest

# 查看指定 PID
ps -p 1234 -o pid,ppid,cmd

# 自定义输出格式
ps -eo pid,ppid,user,%cpu,%mem,stat,start,time,command --sort=-%cpu | head -20

2.2 top - 实时进程监控

bash 复制代码

top

top 交互操作：

按键	功能
P	按 CPU 排序
M	按内存排序
N	按 PID 排序
T	按运行时间排序
1	显示所有 CPU 核心
k	杀死指定进程
r	修改进程优先级
q	退出

bash 复制代码

# 批处理模式，输出一次后退出
top -b -n 1 | head -20

# 只看特定用户
top -u nginx

2.3 htop - 增强版 top（需安装）

bash 复制代码

# CentOS
yum install -y epel-release && yum install -y htop

# Ubuntu
apt install -y htop

# 使用
htop

2.4 其他进程查看工具

bash 复制代码

# pgrep - 按名称查找进程 PID
pgrep nginx
pgrep -u root nginx        # 指定用户

# pidof - 查找程序的 PID
pidof nginx

# pstree - 树形显示进程关系
pstree -p                  # 显示 PID
pstree -ap | grep nginx

三、进程控制

3.1 前台与后台

bash 复制代码

# 在后台运行命令
command &

# 将前台进程放到后台（暂停）
Ctrl + Z

# 查看后台任务
jobs

# 将后台任务调到前台
fg %1                      # 调出 1 号任务

# 让暂停的后台任务继续运行
bg %1

# 脱离终端运行（推荐）
nohup command &
nohup ./script.sh > /tmp/output.log 2>&1 &

3.2 进程优先级

Linux 使用 nice 值控制进程优先级，范围 -20（最高）到 19（最低），默认为 0。

bash 复制代码

# 以指定 nice 值启动
nice -n 10 ./backup.sh         # 降低优先级
nice -n -5 ./critical_task     # 提高优先级（需要 root）

# 修改运行中进程的 nice 值
renice -n 5 -p 1234            # 将 PID 1234 的 nice 值改为 5
renice -n -10 -p 1234          # 提高优先级（需要 root）

3.3 终止进程

bash 复制代码

# kill - 通过 PID 终止
kill 1234                       # 默认发送 SIGTERM（15），优雅终止
kill -15 1234                   # 同上
kill -9 1234                    # 发送 SIGKILL，强制终止（最后手段）
kill -HUP 1234                  # 发送 SIGHUP，常用于重载配置

# killall - 按名称终止
killall nginx
killall -9 nginx                # 强制终止所有 nginx 进程

# pkill - 按名称或条件终止
pkill nginx
pkill -u alice                  # 终止 alice 的所有进程
pkill -f "python script.py"     # 按完整命令行匹配

常用信号

信号	编号	含义
SIGHUP	1	挂起/重载配置
SIGINT	2	中断（Ctrl+C）
SIGTERM	15	优雅终止（默认）
SIGKILL	9	强制终止（不可捕获）
SIGSTOP	19	暂停
SIGCONT	18	继续

最佳实践 ：先 kill（SIGTERM），等待几秒，若进程仍在则 kill -9。

四、systemd 服务管理

systemd 是现代 Linux（CentOS 7+/Ubuntu 16.04+）的初始化系统和服务管理器。

4.1 基本服务管理

bash 复制代码

# 启动/停止/重启/重载
systemctl start nginx
systemctl stop nginx
systemctl restart nginx
systemctl reload nginx        # 重新加载配置（不断开连接）

# 查看服务状态
systemctl status nginx

# 设置开机自启
systemctl enable nginx        # 开机自启
systemctl disable nginx       # 禁止开机自启
systemctl is-enabled nginx    # 查看是否开机自启

# 查看所有服务
systemctl list-units --type=service
systemctl list-units --type=service --state=running
systemctl list-unit-files --type=service --state=enabled

4.2 编写 Service 单元文件

创建 /etc/systemd/system/myapp.service：

ini 复制代码

[Unit]
Description=My Application Server
After=network.target mysql.service
Wants=mysql.service

[Service]
Type=simple
User=appuser
Group=appuser
WorkingDirectory=/opt/myapp
ExecStart=/opt/myapp/bin/start.sh
ExecStop=/opt/myapp/bin/stop.sh
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Restart=on-failure
RestartSec=5s
Environment=NODE_ENV=production
Environment=PORT=3000
LimitNOFILE=65535

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Type 说明：

类型	说明
simple	默认，ExecStart 启动的进程就是主进程
forking	进程会 fork 子进程，父进程退出
oneshot	执行一次性任务后退出
notify	服务就绪后发送 sd_notify 通知

Restart 说明：

值	说明
no	默认，不自动重启
on-failure	非正常退出时重启
on-abnormal	被信号终止或超时时重启
always	总是重启

4.3 管理自定义服务

bash 复制代码

# 创建服务文件后，重新加载 systemd 配置
systemctl daemon-reload

# 启动并设置开机自启
systemctl start myapp
systemctl enable myapp

# 查看服务日志
journalctl -u myapp -f          # 实时查看
journalctl -u myapp --since today
journalctl -u myapp -n 100      # 最近 100 条

4.4 systemd 定时器（替代 cron）

创建 /etc/systemd/system/backup.timer：

ini 复制代码

[Unit]
Description=Daily Backup Timer

[Timer]
OnCalendar=daily
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

bash 复制代码

# 启用定时器
systemctl enable --now backup.timer

# 查看所有定时器
systemctl list-timers

五、资源限制

5.1 临时限制 - ulimit

bash 复制代码

# 查看当前限制
ulimit -a

# 查看打开文件数限制
ulimit -n          # 默认 1024

# 临时修改
ulimit -n 65535

5.2 永久限制 - limits.conf

编辑 /etc/security/limits.conf：

复制代码

# 用户  类型  资源  值
*       soft  nofile  65535
*       hard  nofile  65535
nginx   soft  nproc   4096
nginx   hard  nproc   8192

资源	说明
nofile	最大打开文件数
nproc	最大进程数
memlock	最大锁定内存
cpu	最大 CPU 时间（分钟）

5.3 systemd 服务资源限制

在 service 文件的 [Service] 段中：

ini 复制代码

[Service]
LimitNOFILE=65535
LimitNPROC=4096
MemoryLimit=2G
CPUQuota=200%

六、实战场景

场景一：排查 CPU 占用过高的进程

bash 复制代码

# 方法一：top
top -b -n 1 -o %CPU | head -20

# 方法二：ps
ps -eo pid,user,%cpu,%mem,command --sort=-%cpu | head -10

# 查看进程的线程
top -H -p <PID>

# 查看进程在做什么
strace -p <PID> -c -t        # 统计系统调用

场景二：清理僵尸进程

bash 复制代码

# 查找僵尸进程
ps aux | grep -w Z

# 找到僵尸进程的父进程
ps -o ppid= -p <zombie_pid>

# 终止父进程（让 init 回收子进程）
kill <parent_pid>

场景三：将应用配置为系统服务

bash 复制代码

# 1. 编写 service 文件
cat > /etc/systemd/system/webapp.service << 'EOF'
[Unit]
Description=Web Application
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=webapp
WorkingDirectory=/opt/webapp
ExecStart=/usr/bin/node /opt/webapp/server.js
Restart=on-failure
RestartSec=3
Environment=NODE_ENV=production

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

# 2. 创建专用用户
useradd -r -s /sbin/nologin webapp

# 3. 重载并启动
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now webapp
systemctl status webapp

七、小结

本篇涵盖了进程查看、控制、优先级管理、systemd 服务管理以及资源限制。掌握 systemd 服务单元文件的编写是现代运维的核心技能，能让你将任何应用管理为标准系统服务。

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