Linux作为一种开源的操作系统，具有广泛的应用和用户群体。在Linux系统中，进程是操作系统中最基本的执行单位，进程管理是系统管理的核心之一。本文将从基本操作开始，逐步介绍Linux进程管理的各个方面，帮助读者全面了解和掌握Linux进程管理的技巧和工具。
文章目录
1. 基本介绍
1.1 进程的概念
进程是计算机中正在运行的程序的实例。每个进程都有自己的内存空间、寄存器和文件描述符等资源。进程可以独立执行，与其他进程并发运行。
1.2 进程的状态
Linux系统中的进程可以处于以下几种状态：
-
运行（Running）：进程正在执行或等待CPU资源。
-
睡眠（Sleeping）：进程等待某个事件的发生，例如等待用户输入或等待I/O操作完成。
-
停止（Stopped）：进程被暂停执行，等待被其他进程唤醒。
-
僵尸（Zombie）：进程已经结束，但其父进程还未调用
wait()系统调用来获取其终止状态。
1.3 进程ID（PID）
每个进程在系统中都有一个唯一的进程ID（PID），用于标识该进程。PID是一个非负整数，可以通过getpid()函数获取当前进程的PID。
2. 显示系统执行的进程
2.1 ps命令
ps命令用于显示当前系统中正在执行的进程。常用的参数有：
-
-e：显示所有进程，包括其他用户的进程。 -
-f：显示进程的详细信息，包括进程的PID、父进程的PID、进程状态等。 -
-u <username>：显示指定用户的进程。
示例代码：
$ ps -ef
示例输出：
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 08:00 ? 00:00:01 /sbin/init
root 2 0 0 08:00 ? 00:00:00 [kthreadd]
root 3 2 0 08:00 ? 00:00:00 [ksoftirqd/0]
root 5 2 0 08:00 ? 00:00:00 [kworker/0:0H]
root 7 2 0 08:00 ? 00:00:00 [rcu_sched]
root 8 2 0 08:00 ? 00:00:00 [rcu_bh]
...
在上面的输出中，每一列的含义如下：
UID：进程的用户ID，表示进程属于哪个用户。PID：进程的ID，是唯一标识一个进程的数字。PPID：父进程的ID，表示该进程是由哪个进程创建的。C：进程的CPU使用率，表示进程在CPU上占用的时间片。STIME：进程的启动时间，表示进程开始运行的时间。TTY：进程所在的终端，表示该进程与哪个终端设备关联。TIME：进程的运行时间，表示该进程已经运行了多长时间。CMD：进程的命令行，表示进程是通过哪个命令启动的。
2.2 top命令
top命令用于实时监控系统的进程和系统资源使用情况。它以交互方式显示进程列表，并按照CPU使用率或内存使用率进行排序。
示例代码：
$ top
示例输出：
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1 root 20 0 168584 9856 6516 S 0.0 0.1 0:03.96 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/0
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H
7 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 rcu_sched
...
在上面的输出中，每一列的含义如下：
PID：进程的ID，是唯一标识一个进程的数字。USER：进程的所属用户，表示进程属于哪个用户。PR：进程的优先级，数值越小优先级越高。NI：进程的优先级调整值，负数表示较高优先级，正数表示较低优先级。VIRT：进程使用的虚拟内存大小，包括进程的代码、数据和堆栈等。RES：进程使用的物理内存大小，表示进程实际占用的物理内存。SHR：进程使用的共享内存大小，表示进程与其他进程共享的内存。S：进程的状态，包括R（运行）、S（睡眠）、D（不可中断的睡眠）、Z（僵尸）等。%CPU：进程使用的CPU占比，表示进程在当前时间片内使用CPU的时间比例。%MEM：进程使用的内存占比，表示进程占用系统总内存的比例。TIME+：进程的累计CPU使用时间，表示进程已经使用CPU的总时间。COMMAND：进程的命令行，表示进程是通过哪个命令启动的。
3. 终止进程
3.1 kill命令
kill命令用于终止指定进程。它向指定进程发送一个信号，可以是终止进程的信号（默认为SIGTERM）或其他自定义信号。
示例代码：
$ kill <PID>
3.2 killall命令
killall命令用于终止指定进程名对应的所有进程。它与kill命令不同的是，不需要指定进程的PID，只需指定进程名即可。
示例代码：
$ killall <process_name>
4. 查看进程树
4.1 pstree命令
pstree命令用于以树状结构显示进程及其子进程。它可以帮助我们更直观地理解进程之间的关系。
示例代码：
pstree [OPTIONS] [PID]
pstree命令的参数说明如下：
OPTIONS：可选参数，用于指定输出格式和其他选项。-a：显示进程的命令行参数。-c：显示进程的完整命令行。-h：高亮显示当前进程。-l：使用长格式输出。-n：以数字排序进程。-p：显示进程的PID。-u：显示进程的所属用户。
PID：可选参数，用于指定要显示的进程的PID。如果不指定PID，则默认显示当前进程及其子进程的关系。
4.2 htop命令
htop是一个交互式的进程查看器，它提供了比top更加强大和直观的功能。htop可以实时监控系统的进程、系统资源和系统状态，并以直观的方式展示给用户。下面是htop命令的基本用法：
htop [OPTIONS]
htop命令的参数说明如下：
OPTIONS：可选参数，用于指定输出格式和其他选项。-d, --delay=DELAY：设置刷新间隔的延迟时间（单位：秒）。-u, --user=USERNAME：只显示指定用户的进程。-p, --pid=PID：只显示指定PID的进程。-s, --sort-key=COLUMN：按指定的列进行排序，可选的列包括PID、USER、CPU、MEM等。-t, --tree：以树状图的形式显示进程关系。-h, --help：显示帮助信息。
示例用法：
- 启动
htop并显示系统进程：
htop
- 只显示指定用户的进程：
htop -u username
- 只显示指定PID的进程：
htop -p 1234
- 按CPU使用率进行排序：
htop -s cpu
- 以树状图的形式显示进程关系：
htop -t
5. 服务管理
5.1 systemctl命令
systemctl命令是用于管理systemd系统和服务的命令行工具。systemd是现代Linux系统中常用的系统和服务管理器，systemctl命令可以帮助我们启动、停止、重启、管理和监控系统服务。下面是systemctl命令的基本用法：
systemctl [OPTIONS] [COMMAND] [UNIT]
$ systemctl start <service_name>
$ systemctl stop <service_name>
$ systemctl restart <service_name>
$ systemctl status <service_name>
systemctl命令的参数说明如下：
OPTIONS：可选参数，用于指定额外的选项。-a, --all：显示所有的单位（服务）。-p, --property=NAME：显示指定属性的值。-H, --host=HOST：在远程主机上执行命令。
COMMAND：必选参数，用于指定要执行的命令。start：启动指定的单位。stop：停止指定的单位。restart：重启指定的单位。reload：重新加载指定的单位。enable：设置指定的单位在系统启动时自动启动。disable：设置指定的单位在系统启动时不自动启动。status：显示指定的单位的状态。list-units：列出所有的单位。list-unit-files：列出所有的单位文件。
UNIT：可选参数，用于指定要操作的单位（服务）。
示例用法：
- 启动一个单位（服务）：
systemctl start unit.service
- 设置一个单位（服务）在系统启动时自动启动：
systemctl enable unit.service
6. 动态监控进程
6.1 top命令监控进程
假设我们使用top命令查看系统的进程列表和性能指标
示例输出
top - 09:30:00 up 1 day, 2:30, 2 users, load average: 0.10, 0.15, 0.12
Tasks: 201 total, 1 running, 200 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 3.5 us, 1.2 sy, 0.0 ni, 95.2 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st
MiB Mem : 7842.3 total, 1911.4 free, 4779.6 used, 1151.3 buff/cache
MiB Swap: 2048.0 total, 2048.0 free, 0.0 used. 2580.7 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1234 root 20 0 100.0m 10.0m 5.0m R 1.0 0.1 0:01.00 process1
5678 user1 20 0 50.0m 5.0m 2.5m S 0.5 0.1 0:00.50 process2
9101 user2 20 0 25.0m 2.5m 1.2m S 0.2 0.0 0:00.20 process3
在这个示例中，我们可以看到以下信息：
- 当前时间为09:30:00，系统已经运行了1天2小时30分钟，有2个用户登录。
- 系统的平均负载为0.10、0.15和0.12，表示过去1分钟、5分钟和15分钟的平均负载。
- 总进程数为201，其中有1个正在运行的进程，200个睡眠中的进程，没有停止的进程和僵尸进程。
- CPU使用率为3.5%用户空间、1.2%系统空间、0.0%nice值、95.2%空闲、0.0%等待I/O、0.0%硬中断、0.1%软中断。
- 内存使用情况为7842.3 MiB总内存，1911.4 MiB空闲内存，4779.6 MiB已使用内存，1151.3 MiB缓存和缓冲区使用情况。
- 交换空间使用情况为2048.0 MiB总交换空间，2048.0 MiB空闲交换空间，没有使用的交换空间，2580.7 MiB可用内存。
在进程列表中，我们可以看到三个进程的详细信息，包括进程ID、所属用户、CPU使用率、内存使用率、虚拟内存大小、物理内存大小、进程状态、启动时间、累计CPU占用时间和进程命令行。
6.2 交互操作
k：杀死选中的进程。r：改变选中进程的优先级。1：切换CPU核心的显示。f：显示或隐藏列字段。o：根据指定的列字段进行排序。s：改变刷新时间间隔。q：退出top命令。
您可以按下对应的键来执行相应的操作。例如，按下k键，然后输入要杀死的进程的PID，即可杀死该进程。按下o键，然后输入要排序的列字段，即可按照指定的字段对进程列表进行排序。
7. 监控网络状态
7.1 netstat命令
netstat命令用于显示网络连接、路由表和网络接口等信息。它可以帮助我们监控系统的网络状态和性能。
下面是netstat -anp命令输出的示例：
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1234/sshd
tcp 0 0 192.168.0.100:12345 10.0.0.1:54321 ESTABLISHED 5678/myapp
udp 0 0 0.0.0.0:53 0.0.0.0:* 9101/dnsmasq
在这个示例中，我们可以看到以下信息：
- 当前有活动的Internet连接，包括正在监听的服务器和已建立的连接。
- 第一列显示连接的协议类型，例如tcp或udp。
- 第二列显示接收队列中的字节数（Recv-Q）和发送队列中的字节数（Send-Q）。
- 第三列显示本地地址和端口。
- 第四列显示远程地址和端口。
- 第五列显示连接的状态，例如LISTEN（监听）或ESTABLISHED（已建立）。
- 最后一列显示与连接相关的进程的PID和程序名称。
7.2 ss命令
ss命令是一个强大的工具，用于显示当前系统的套接字（socket）统计信息。它可以提供比netstat更详细和更快速的套接字信息。下面是ss命令的一些常用选项和示例：
ss -t：显示TCP套接字统计信息。ss -u：显示UDP套接字统计信息。ss -l：显示所有监听套接字的统计信息。ss -p：显示与套接字关联的进程信息。ss -n：以数字格式显示IP地址和端口号。ss -a：显示所有套接字（包括监听和非监听套接字）的统计信息。ss -o：显示计时器信息。
以下是ss命令的输出示例：
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
ESTAB 0 0 192.168.0.100:12345 10.0.0.1:54321
LISTEN 0 10 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
在这个示例中，我们可以看到以下信息：
- 第一列显示套接字的状态，例如ESTAB（已建立）或LISTEN（监听）。
- 第二列显示接收队列中的字节数（Recv-Q）和发送队列中的字节数（Send-Q）。
- 第三列显示本地地址和端口。
- 第四列显示远程地址和端口。
ss命令还可以与其他选项和过滤器一起使用，以提供更具体的套接字信息。
结论
本文详细介绍了Linux进程管理的各个方面，包括显示系统执行的进程、终止进程、查看进程树、服务管理、动态监控进程和监控网络状态等。