Unix / Linux - 进程管理

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在本章中，我们将详细讨论 Unix 中的进程管理。当您在 Unix 系统上执行程序时，系统会为该程序创建一个特殊的环境。该环境包含系统运行该程序所需的一切，就好像系统上没有运行其他程序一样。

每当您在 Unix 中发出命令时，它都会创建或启动一个新进程。当您尝试使用ls命令列出目录内容时，您启动了一个进程。简单来说，进程就是正在运行的程序的一个实例。

操作系统通过称为pid或进程 ID 的五位 ID 号来跟踪进程。系统中的每个进程都有一个唯一的pid。

Pids 最终会重复，因为所有可能的数字都已用完，下一个 pid 会滚动或重新开始。在任何时候，系统中都不存在两个具有相同 pid 的进程，因为 Unix 使用 pid 来跟踪每个进程。

启动进程

当您启动一个进程（运行命令）时，有两种方法可以运行它 -

• 前台进程
• 后台进程

前台进程

默认情况下，您启动的每个进程都在前台运行。它从键盘获取输入并将输出发送到屏幕。

您可以使用ls命令看到这种情况的发生。如果您想列出当前目录中的所有文件，可以使用以下命令 -

$ls ch*.doc

这将显示所有文件，其名称以ch开头并以.doc结尾-

ch01-1.doc   ch010.doc  ch02.doc    ch03-2.doc 
ch04-1.doc   ch040.doc  ch05.doc    ch06-2.doc
ch01-2.doc   ch02-1.doc

该进程在前台运行，输出定向到我的屏幕，如果ls命令需要任何输入（实际上不需要），它会等待键盘输入。

当程序在前台运行并且非常耗时时，无法运行其他命令（启动任何其他进程），因为只有在程序完成处理并出现后，提示才可用。

后台进程

后台进程在不连接到键盘的情况下运行。如果后台进程需要任何键盘输入，它将等待。

在后台运行进程的好处是可以运行其他命令；您不必等到它完成才能开始另一个！

启动后台进程的最简单方法是在命令末尾添加与号 ( & )。

$ls ch*.doc &

这将显示所有名称以ch开头并以.doc结尾的文件-

ch01-1.doc   ch010.doc  ch02.doc    ch03-2.doc 
ch04-1.doc   ch040.doc  ch05.doc    ch06-2.doc
ch01-2.doc   ch02-1.doc

在这里，如果ls命令需要任何输入（实际上不需要），它就会进入停止状态，直到我们将其移到前台并从键盘上给它数据。

第一行包含有关后台进程的信息 - 作业号和进程 ID。您需要知道作业号才能在后台和前台之间操作它。

按 Enter 键，您将看到以下内容 -

[1]   +   Done                 ls ch*.doc &
$

第一行告诉您ls命令后台进程成功完成。第二个是另一个命令的提示。

列出正在运行的进程

通过运行ps （进程状态）命令可以轻松查看自己的进程，如下所示 -

$ps
PID       TTY      TIME        CMD
18358     ttyp3    00:00:00    sh
18361     ttyp3    00:01:31    abiword
18789     ttyp3    00:00:00    ps

ps 最常用的标志之一是-f（f 表示完整）选项，它提供了更多信息，如以下示例所示 -

$ps -f
UID      PID  PPID C STIME    TTY   TIME CMD
amrood   6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_one
amrood   6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_one
amrood   3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -ksh
amrood   6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f

以下是ps -f命令显示的所有字段的描述-

还有其他选项可以与ps命令一起使用 -

停止进程

可以通过多种不同的方式结束进程。通常，从基于控制台的命令中，发送 CTRL + C 按键（默认中断字符）将退出该命令。当进程在前台模式下运行时，此功能有效。

如果进程在后台运行，您应该使用ps命令获取其作业 ID。之后，您可以使用kill命令来终止进程，如下所示 -

$ps -f
UID      PID  PPID C STIME    TTY   TIME CMD
amrood   6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_one
amrood   6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_one
amrood   3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -ksh
amrood   6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f
$kill 6738
Terminated

这里，kill命令终止first_one进程。如果进程忽略常规终止命令，您可以使用kill -9后跟进程ID，如下所示 -

$kill -9 6738
Terminated

父进程和子进程

每个 UNIX 进程都有两个分配给它的 ID 号：进程 ID (pid) 和父进程 ID (ppid)。系统中的每个用户进程都有一个父进程。

您运行的大多数命令都将 shell 作为其父命令。检查ps -f示例，其中该命令列出了进程 ID 和父进程 ID。

僵尸进程和孤儿进程

通常，当子进程被终止时，父进程会通过SIGCHLD信号进行更新。然后父级可以根据需要执行其他任务或重新启动新的子级。然而，有时父进程会在子进程被杀死之前被杀死。在这种情况下，“所有进程的父进程”（init进程）将成为新的 PPID（父进程 ID）。在某些情况下，这些进程称为孤儿进程。

当进程被终止时，ps列表可能仍会显示处于Z状态的进程。这是一个僵尸进程或已失效的进程。该进程已死并且未被使用。这些进程与孤儿进程不同。他们已经完成执行，但仍然在进程表中找到一个条目。

守护进程

守护进程是与系统相关的后台进程，通常以 root 权限运行并服务来自其他进程的请求。

守护进程没有控制终端。它无法打开/dev/tty。如果你执行“ps -ef”并查看tty字段，所有守护进程都会有一个? 对于tty。

准确地说，守护进程是一个在后台运行的进程，通常等待它能够处理的事情发生。例如，等待打印命令的打印机守护程序。

如果您有一个需要长时间处理的程序，那么值得将其设为守护程序并在后台运行。

顶层命令

top命令是一个非常有用的工具，可以快速显示按各种标准排序的进程。

它是一种交互式诊断工具，经常更新并显示有关物理和虚拟内存、CPU 使用情况、平均负载和繁忙进程的信息。

以下是运行 top 命令并查看不同进程的 CPU 利用率统计数据的简单语法 -

$top

作业 ID 与进程 ID

后台和挂起的进程通常通过作业号（作业 ID）进行操作。该数字与进程 ID 不同，之所以使用它是因为它更短。

此外，一个作业可以由多个串行或同时、并行运行的进程组成。使用作业 ID 比跟踪单个进程更容易。