Linux-进程与任务管理(查看进程的命令、控制进程、一次性和周期计划任务的管理)


一、查看进程

  • 程序是保存在外部存储介质(如硬盘、光盘)中的可执行机器代码和数据的静态集合(文件中静态保存的代码)
  • 进程是在CPU及内存中处于动态执行状态的计算机程序
  • 在Linux系统中,每个程序启动后可以创建一个或多个进程

1.查看进程信息-ps

  • ps命令是Linux系统中最为常见的进程查看工具,主要用于显示包括包含当前运行的各进程完整信息的静态快照
  • 通过不同的命令选项,可以有选择性的查看进程信息

1.1 方法一:ps -aux

  • 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”选项结合使用时将显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
  • 将以简单列表的形式显示出进程信息
##例:
[root@localhost ~]# ps -aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  2.6  0.3  46344  6908 ?        Ss   16:47   0:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    16:47   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    16:47   0:00 [kworker/0:0]
root          4  0.0  0.0      0     0 ?        S<   16:47   0:00 [kworker/0:0H]
##省略...
名词 解释
USER 进程的用户
PID 进程的ID
%CPU 进程占用的CPU百分比
%MEN 占用内存的百分比
VSZ 该进程使用的虚拟内存量(KB)
RSS 该进程使用的物理内存量(KB)
TYY 启动该进程的终端名;若不是从终端启动的进程则显示为“?”
STAT 该进程的状态(D:不可中断的休眠状态;R:正在运行状态;S:处于休眠状态,可被唤醒;s,父进程;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,但是大部分程序还在内存当中;<:高优先级状态;+:前台进程)7
START 该进程被触发启动时间
TIME 该进程实际使用CPU运行的时间
COMMAND 进程的启动命令
  • 名词解释(僵尸进程):
    已经结束了一个进程,但是它任然还占用着内存,也称之为僵死

1.2 方法二: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
  • 将以长格式显示系统中的进程信息,并且包含更丰富的内容
##例:
[root@localhost ~]# ps -elf
F S UID         PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  STIME TTY          TIME CMD
4 S root          1      0  0  80   0 - 32068 ep_pol 16:47 ?        00:00:01 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
1 S root          2      0  0  80   0 -     0 kthrea 16:47 ?        00:00:00 [kthreadd]
1 S root          4      2  0  60 -20 -     0 worker 16:47 ?        00:00:00 [kworker/0:0H]
1 S root          5      2  0  80   0 -     0 worker 16:47 ?        00:00:00 [kworker/u256:0]
##省略...
名词 解释
F 内核分配给进程的系统标记
S 进程的状态
UID 启动这些进程的用户
PID 进程的进程ID
PPID 父进程的进程号(如果该进程是由另一个进程启动的)
C 进程生命周期中的CPU利用率
PRI 进程的优先级(越大的数字代表越低的优先级)
NI 谦让度值用来参与决定优先级
ADDR 进程的内存地址
SZ 假如进程被换出,所需交换空间的大致大小
WCHAN 若该进程在睡眠,则显示睡眠中的系统函数名
STIME 进程启动时的系统时间
TTY 进程启动时的终端设备
TIME 运行进程需要的累计CPU时间
CMD 进程的启动命令

在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

1.3 其他示例

  • 直接执行不带任何选项的ps命令时,将只显示当前用户会话中打开的进程
[root@localhost ~]# ps
   PID TTY          TIME CMD
  1803 pts/0    00:00:00 bash
  2219 pts/0    00:00:00 ps

  • 由于系统中运行的进程数量较多,需要查询某一个进程的信息时可以结合管道符号和grep命令进行过滤
[root@localhost ~]# ps aux | grep bash        ##过滤出包含“bash”的信息
root        666  0.0  0.0 115408   940 ?        S    16:47   0:00 /bin/bash /usr/sbin/ksmtuned
root       1803  0.0  0.1 116328  3020 pts/0    Ss   16:47   0:00 -bash
root       2256  0.0  0.0 112828   976 pts/0    S+   17:10   0:00 grep --color=auto bash

2.查看进程信息-top

  • 使用ps命令查看到的是一个静态的进程信息,并不能连续地反馈当前进程的运行状态
  • 若希望以动态刷新的方式显示各进程的状态信息,可以使用本命令
  • 默认情况下每三秒刷新一次

2.1 示例图

[root@localhost ~]# top

mark

2.2系统任务(第一行)和进程(第二行)的信息

相关信息 含义 / /
18:55:08 系统时间 Tasks 总进程数
up 2:07 系统已运行时间 running 正在运行的进程数
1 user 当前登录用户数 sleeping 休眠的进程数
load average:0.00,0.01,0.05 系统负载,即单位时间内系统处理的任务数,后面三个数值分别为1分钟、5分钟、15分钟到现在的平均值 stopped 中止的进程数
/ / zombie 僵死的进程数

2.3 CPU(第三行)、内存(第四行)的信息和交换空间(第五行)的相关信息

相关信息 含义 / / / /
us 用户占用 total 总内存空间 total 总交换空间
sy 内核占用 free 空闲内存 free 空闲交换空间
ni 优先级调度占用 used 已用内存 used 已用交换空间
id 空闲CPU,要了解空闲的CPU百分比,主要看%id部分 buff/cahe 物理内存和交换内存的缓冲区总和 avail Mem 可用物理空间
wa I/O等待占用 / / / /
hi 硬件中断占用 / / / /
si 软件中断占用 / / / /
st 虚拟化占用 / / / /

2.4 进程信息区各列详解

信息 解释
PID 进程id
USER 进程所有者的用户名
PR 优先级
NI 谦让度值,负值表示高优先级,正值表示低优先级
VIRT 进程使用的虚拟内存总量,单位kb
RES 进程使用的物理内存大小,单位kb
SHR 共享内存大小,单位kb
S 进程状态
%CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM 进程使用的物理内存百分比
TIME+ 进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒
COMMAND 命令名/命令行

2.5 TOP常用命令

命令 解释
P 根据CPU使用百分比大小进行排序
M 据驻留内存大小进行排序
N 根据启动时间进行排序
c 切换显示命令名称和完整命令行
h 可以获得 top程序的在线帮助信息
k 根据提示输入指定进程的 PID 号并按 Enter 键终止对应的进程
q 退出 top 程序
(数字)1 显示CPU个数和状态

3.查看进程信息-pgrep

  • 当使用ps命令查询某个进程的时候,往往需要结合grep命令对输出结果进行过滤,但这样使用非常不方便,而“pgrep”命令则正是用来查询特定进程信息的专用工具
  • 查询进程名中包含“log”的进程及其PID号(若没有“-l”则只输出PID号)
[root@localhost ~]# pgrep -l "log"
288 xfs-log/sda2
477 xfs-log/sda1
481 xfs-log/sda5
595 systemd-logind
601 abrt-watch-log
628 abrt-watch-log
1028 rsyslogd
  • 还可以结合“-U”选项查询特定用户的进程、“-t”选项查询在特定终端运行的进程
##例如:查询由用户 teacher 在 tty1 终端上运行的进程及PID号
[root@localhost ~]# pgrep -l -U teacher -t tty2

4.查看进程树-pstree

  • pstree命令可以输出Linux系统中各进程的树形结构,更加直观地判断出各进程之间的相互关系(如父、子进程)
  • pstree命令默认情况下只显示各进程的名称,结合“-p”选项使用时可以同时列出对应的PID号
  • 结合“-u”选项可以列出对应的用户号
  • 结合“-a”选项可以列出完整的命令信息
  • 执行“pstree -aup”命令可以查看当前系统的进程树,包括各进程对应的PID号、用户名、完整命令等信息
  • 也可以只查看属于指定用户的进程树结构,只要指定用户名作为参数即可
[root@localhost ~]# pstree -ap teacher

二、控制进程

1.进程的启动方式

  • 在Linux系统中,可以由用户手工启动或者按预定计划调度启动新的进程

1.1 手工启动

  • 根据该进程是否需要占用当前命令终端,手工启动分为以下两类
  • 前台启动:用户输入命令,直接执行程序,但得等到该进程结束并退出才能继续执行其他命令
  • 后台启动:在命令行尾加入“&”符号;无需等待,适用于等待时间较长的操作
[root@localhost ~]# cp /dev/cdrom mycd.iso &
[1] 4226
##输出信息包括后台任务序号和PID号

1.2 调动启用进程

  • 在服务器维护工作中,经常需要执行一些比较费时而且较占用资源的任务(如数据备份),这些任务更适合在相对空闲的时候(如半夜)进行
  • 但这样需要用户进行事前调度安排并指定任务运行的时间
  • 调度启动的计划任务进程均在后台运行,不占用用户的命令终端
  • 使用“at”命令,设置一次性计划任务(如24:00分时重启网络服务)
  • 使用crontab命令,设置周期性计划任务(如每周五24:00时备份数据库)

2.进程的前后台调度

2.1 挂起当前进程

  • Ctrl+Z(组合键)
  • 将当前进程挂起,即调入后台并停止执行
[root@localhost ~]# jobs -l
[1]+  5449 停止                  vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

2.2 查看后台的进程

  • jobs
  • 查看当前终端中在后台运行的进程任务;结合“-l”选项可以同时显示出该进程的PID号
[root@localhost ~]# jobs -l
[1]+  5449 停止                  vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

2.3 将后台的进程恢复运行

  • bg:将后台暂停执行的任务恢复运行并继续在后台执行
  • fg:将后台暂停执行的任务恢复运行并恢复到前台运作
  • 除非后台中的任务只有一个,否则bg和fg命令都需要指定后台进程的任务编号作为参数
  • 例如:“fg 1(任务编号)”

3.终止进程执行

  • 当用户在前台执行某个进程时,可以用Ctrl+C组合键强制中断当前正在执行的命令

3.1 kill

  • kill用于终止指定PID号的进程,需要使用进程的PID号作为参数
[root@localhost ~]# pgrep -l "sshd"        ##查询目标进程PID号
1026 sshd
1798 sshd
[root@localhost ~]# kill 1026        ##终止指定PID的进程
[root@localhost ~]# pgrep -l "sshd"
1798 sshd        ##再查询时,发现1026没有了,进程已成功终止
  • 若该进程不响应终止信号,则结合“-9”选项可以强制终止
  • 强制终止可能导致数据丢失,慎用
[root@localhost ~]# vim tmpfile        ##打开vim并挂起以作测试

[1]+  已停止               vim tmpfile
[root@localhost ~]# jobs -l        ##查询目标进程PID号
[1]+  2028 停止                  vim tmpfile
[root@localhost ~]# kill 2028        ##尝试直接终止进程
[root@localhost ~]# jobs -l        ##查询后发现并未退出
[1]+  2028 停止                  vim tmpfile
[root@localhost ~]# kill -9 2028        ##结合“-9”选项试试,强制终止目标进程
[root@localhost ~]# jobs -l        ##没了,成功
[1]+  2028 已杀死               vim tmpfile

3.2 killall

  • 用于结束系统中多个相关名称的进程
  • 也可以结合“-9”选项
  • 例:执行“killall -9 vim”命令可将所有名为vim的进程全部强行终止
[root@localhost ~]# vim testfile1

[1]+  已停止               vim testfile1
[root@localhost ~]# vim testfile2

[2]+  已停止               vim testfile2
[root@localhost ~]# vim testfile3

[3]+  已停止               vim testfile3
[root@localhost ~]# jobs -l
[1]   2130 停止                  vim testfile1
[2]-  2131 停止                  vim testfile2
[3]+  2132 停止                  vim testfile3
[root@localhost ~]# killall -9 vim
[1]   已杀死               vim testfile1
[2]-  已杀死               vim testfile2
[3]+  已杀死               vim testfile3

3.3 pkill

  • 根据进程的名称、运行该进程的用户、进程所在的终端等多种属性终止特定的进程
  • 与“pgrep”命令选项类似,如“-U(指定用户名)”、“-t(指定终端)”

三、一次性计划任务-at

  • 设置一次性计划时,在at命令中依次指定计划执行任务的时间、日期作为参数
  • 确认后进入带“at>”提示符的任务编辑器界面,每行设置一条执行命令,可以依次设置多条语句,最后按Ctrl+D组合键提交任务
  • 注:计划执行任务的时间、日期必须安排在当前系统时间之后
  • 对应条件:对应系统服务为atd,必须已经运行
  • 示例:
##设置在当天的20:00时关机
[root@localhost ~]# at 20:00
at> init 0<EOT>        ##Ctrl+D组合键提交任务(按2次)
job 7 at Tue Dec  1 20:00:00 2020
  • “atq”命令可以进行查询,已执行过的不会再出现在列表中
[root@localhost ~]# atq
7	Tue Dec  1 20:00:00 2020 a root
  • "atrm"命令可以删除指定编号的at任务
[root@localhost ~]# atrm 7
[root@localhost ~]# atq
[root@localhost ~]# 

四、计划任务管理-crontab

  • 使用crontab命令设置的计划任务可以按预设的周期重复执行,可以大大减轻设置重复性系统管理任务的操作
  • 由软件包cronie提供crontab工具、系统服务crond和配置文件/etc/crontab
  • 前提条件:对应的系统服务crond必须已经运行

1.配置文件和目录

  • crond通过多个目录和文件设置计划任务,不同类型的任务由不同的配置文件来设置

1.1 系统任务配置文件,位于文件:/etc/crontab

  • 设置的是维护Linux系统所需的任务,由Linux系统及相关程序在安装时自动设置,不建议用户修改

1.2 系统默认的设置,位于目录:/etc/cron.*/

  • 软件包crontabs安装后,会在此目录下升恒一些系统默认设置的计划任务目录,设置了系统每个小时、每一天做些什么工作

1.3 用户定义的设置,位于文件:/var/spool/cron/

  • 由用户使用crontab命令设置的cron计划会被保存在此目录中(会在此目录中生成一个与用户名相同的文件)

2.管理crontab计划任务

  • -u:指定管理的计划任务属于哪个用户,默认时针对当前用户(自己);一般只有root用户有权限使用此选项
  • 编辑计划任务
    crontab -e [-u 用户名](没有-u时默认对象是当前用户)
  • 查看计划任务
    crontab -l [-u 用户名]
  • 删除计划任务
    crontab -r [-u 用户名]

3.crontab任务配置的格式

mark

字段 说明
分钟 取值为从0到59之间的任意整数
小时 取值为从0到23之间的任意整数
日期 取值为从1到31之间的任意整数
月份 取值为从1到12之间的任意整数
星期 取值为从0到7之间的任意整数,0或7代表星期日
命令 要执行的命令或程序脚本
  • 背记口诀(牢记):
    分 时 日 月 周

4.时间数值的特殊表示方法

  • “*”表示该范围内的任意时间
  • “,”表示一个间隔内的多个不连续时间点
  • “-”表示一个连续的时间范围
  • “/”表示间隔的时间频率
  • 示例:
0 17 * * 1-5          ##周一到周五每天17:00
30 8 * * 1,3,5        ##每周(一、三、五)的8:30
0 8-18/2 * * *        ##8点到18点之间每2个小时
0 * */3 * *           ##每3天
  • 因为执行任务时不需要用户登录,建议都使用绝对路径,避免因缺少执行路径而无法执行命令的情况
  • 在设置每分都执行的任务时,“分钟”字段也应填写一个具体的时间数值,而不是默认的“*”,否则将会每分钟执行一次任务

5.其他

  • crontab命令集合“-l”选项可以查看当前用户的计划任务列表,对于root用户来说,还可以结合“-u”选项查看其他用户的计划任务
  • 需要删除某一条计划任务时,可以结合“-e”选项进行编辑
  • 其他例子:
5 * * * * ls        ##每个小时的第5分钟执行一次ls命令
30 5 * * * ls       ##每天的5:30执行ls命令
30 7 8 * * ls       ##每个月8号的7:30执行ls命令
30 5 8 6 * ls       ##每个6月8号的5:30执行ls命令
30 6 * * 0 ls       ##每个周日的6:30执行ls命令
30 3 10,20 * * ls   ##每个月10号和20号的3:30执行ls命令
25 8-11 * * * ls    ##每天8点到11点的第25分时执行ls命令
*/15 * * * * ls     ##每隔15分钟执行一次ls命令
30 6 */10 * * ls    ##月中的每隔10天的6:30时执行一次ls命令

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