進程簡介：
內核的功用：進程管理、文件系統、網絡功能、內存管理、驅動程序、安全功能
進程(Process)：什麽是進程，進程是程序的執行實例，即運行中的程序，同時也是程序的一個副本；程序是放置於磁盤的，而運行中的程序是位於內存中的；從內核的觀點看，進程的目的就是擔當分配系統資源(CPU時間、內存等)的基本單位

線程(Thread)：一個進程至少包括一個線程，通常將該線程稱為主線程，所以線程是比進程更小的單位，是系統分配處理器時間資源的基本單元。一個進程要想同時在多顆CPU上運行，必須得分成互不影響的多個執行流，而後每組單獨在各自所分配的CPU上運行，這種分化後的執行流且有著比進程更小資源分配單位稱之為線程。線程之間可以共享內存空間，當一個文件需要被打開多次時，線程模型可以節省很大的內存空間，但是得避免因資源征用造成死鎖問題。並且線程在運行過程當中，如果某一個線程崩潰或是出現意外情況，會影響同個進程內其它線程，比單進程模型穩定性差。

進程和線程的區別：
　　進程——資源分配的最小單位
　　線程——程序執行的最小單位
　　從函數調用上來說，進程創建使用fork()操作；線程創建使用clone()操作

程序(Program)：程序由指令和數據組成。程序是為了達到特定的目的，可以被計算機運行並且由命令代碼組成的語句序列。程序只是一個普通文件，是一個機器代碼指令和數據的集合，這些指令和數據存儲在磁盤上的一個可執行映象（Executable Image）中，所以程序是一個靜態的實體。

虛擬地址空間：在內存中，每個程序的運行都是孤立的，每個程序只知道當前內存空間只運行了自己和內核，而看不到其它的進程。

內核模式與用戶模式：
　　以32bit系統為例，Linux的虛擬地址空間為0～4G。Linux內核將這4G字節的空間分為兩部分。將最高位的1G字節(從虛擬地址0xC0000000到0xFFFFFFFF)供內核使用，稱為"內核空間"。而將較低的3G字節(從虛擬地址0x00000000到0xBFFFFFFF)供各個進程使用，稱為"用戶空間"。Linux使用兩級保護機制：0級供內核使用，3級供用戶程序使用。

進程在Linux不同模式下運行分為：
　　核心態：這類進程運行在內核模式下，執行一些內核指令(Ring 0)
　　用戶態：這類進程工作在用戶模式下，執行用戶指令(Ring 3)

進程的分類：
　　CPU-Bound(CPU密集型)：對於CPU占用率高的進程(交互式不強的進程，如視頻播放)。
　　I/O-Bound(I/O密集型)：等待I/O時間長的進程(交互式強的進程，如文本編輯需要不斷的IO操作)

進程的狀態：
　　運行態：runnnig
　　就緒態：ready
　　睡眠態：sleeping
　　 可中斷睡眠(interruptable)：隨時來請求，隨時能喚醒，比如處理完當前請求後暫時還沒有更多請求下，這種sleep就是可中斷
　　 不可中斷睡眠(uninterruptable)：等待外部條件滿足之前無法繼續運行(例如進程需要讀取磁盤信息到內存中才能繼續運行，但是還沒讀取完成)。通常是指被IO阻塞的過程，等待IO滿足之前無法繼續運行
　　停止態：stopped，暫停於內存中，不會被內核調度運行，除非手動啟動
　　僵死態：zombie，父進程先於子進程結束了，子進程再也不能被停掉的進程。

進程的優先級：
　　CPU挑選進程是根據進程的優先級進行的，進程優先級的取值範圍為0-139。
????實時優先級：0-99，數字越大，優先級越高(內核控制，動態調整)
????靜態優先級：100-139，數字越小，優先級越高(用戶可控制的優先級)
　　用戶可以通過調整nice值來調整靜態優先級。nice值為-20-19(對應優先級100-139)，進程啟動時默認nice值為0，優先級對應為120。
　　Linux使用搶占式多任務：當時鐘信號到達時，高優先級進程可以搶占CPU。

進程間通信方式IPC(Inter Process Communication)
　　主機內部：singnal(信號指令)、shm(共享內存空間)、semerphor(旗語，信號量一種計數器)
　　不同主機：rpc(remote procedure calling遠程過程調用)、socket(IP:Port，套接字)

　　子進程：進程運行是單線運行的，進程中的指令必須順序執行；父進程有無法完成的任務時，啟用子進程來執行，此時父進程進入睡眠，子進程執行完成後，返回父進程繼續執行。

　　進程創建機制：每一個進程都是由其父進程fork()，clone()自身而來。

　　進程創建過程：系統首先以fock的方式復制(cow)一個與父進程相同的進程，這個進程與父進程唯一的差別就是PID不同，但是這個進程還會多一個PPID的參數，PPID就是父進程的程序識別碼PID；然後新產生的進程開始加載實際要運行的程序進行執行。

　　線程：線程是比進程更小的可以被單獨調度的單位。線程將進程的任務指令拆分，分配到不同的CPU上同時運行。不過Linux中的進程都是輕量級進程，已經相當於線程的級別了。

進程監控工具：
pstree?display a tree of processes?顯示進程樹
　　-p?顯示進程號(可以指定進程號查看指定進程的信息)

ps?process state查看當前進程狀態
　　ps命令顯示的是ps命令執行時系統上進程信息的快照，是靜態的結果。Linux運行中內核的相關信息是通過/proc偽文件系統輸出的；各進程都有一個其PID命名的子目錄，每個子目錄中許多文件存儲了進程的相關信息。實際是查看/proc/PID/目錄下內核中的狀態信息
　　Linux 內核提供了一種通過 /proc 文件系統，在運行時訪問內核內部數據結構、改變內核設置的機制。proc文件系統是一個偽文件系統，它只存在內存當中，而不占用外存空間。它以文件系統的方式為訪問系統內核數據的操作提供接口。
　　內核參數：可設置其值從而調整內核運行特性的參數，在/proc/sys/下
　　狀態變量：其用於輸出內核中統計信息或狀態信息，僅用於查看

ps選項有三種風格：
　　UNIX options, which maybe grouped and must be preceded by a dash
　　BSD options, which maybe grouped and must not be used with a dash
　　GNU long options, which arepreceded by two dashes

進程啟動方式：
　　系統啟動過程中自動啟動：與終端無關的進程；
　　通過用戶終端啟動：與終端相關的進程；ps命令默認顯示是本次登陸bash相關的進程(可以加個-l顯示詳細信息)

選項：
　　a? 顯示所有與終端有關的進程
　　x? 顯示所有與終端無關的進程
　　u? 顯示運行進程的用戶
　　-e?顯示所有進程(同ax)
　　-f?顯示完整格式的進程信息
　　-H?以進程層級格式顯示進程相關信息
　　o field1,field2,…　自定義要顯示的字段列表，以逗號分隔

??常用組合：aux、-ef、-eFH、-eo、axo
ps aux?輸出信息描述
　　USER?運行該進程的用戶
　　PID? 進程的ID號碼
　　%CPU?CPU的占用百分比
　　%MEM?內存空間占用比率，占用整個內存空間的比例
　　VSZ? Virtual memory SiZe虛擬內存集；占用的虛擬內存大小，真正用來占用的內存
　　　　每個內存占用的內存有兩種：線性內存空間、物理內存空間
????線性內存：會映射到物理內存，在線性內存空間角度看是連續的內存占用
????物理內存：實際上是以內存頁框保存，可能一個進程占用的不連續的頁框
　　RSS? ResidentSize，常駐內存集，當前進程常駐內存的大小，即不能被交換出去的空間大小(如程序的指令信息)
　　TTY? 運行終端(如果是"?"表示非終端進程)
　　STAT?當前進程的運行狀態，BSD樣式
　　　　R：running，運行態
　　　　S：interruptable sleeping，可中斷睡眠
　　　　D：uninterruptable sleeping，不可中斷睡眠
　　　　T：Stopped，停止狀態
　　　　Z：zombie，僵死狀態，進程結束後，在被回收之前狀態
　　　　+：表示是一個前臺進程，占據命令提示符
　　　　l：多線程進程
　　　　N：低優先級進程
　　　　<：高優先級進程
　　　　s：session leader ，會話主導進程，如shell主導其下的進程
　　START??進程啟動時間
　　TIME?? 累計運行占用CPU時間
　　COMMAND?啟動此進程的程序(有中括號的是kernel進程)

ps -ef?輸出信息描述
　　UID??啟動該進程的用戶名
　　PID??進程號
　　PPID? 父進程的進程號，如果是0表示在內核啟動init之前該進程存在，init啟動後被終止了(過渡作用，一般為swap的進程)
　　C?? cpu utilization，CPU的占用百分比
　　STIME?進程的啟動時間
　　TTY??運行進程的終端
　　TIME? 累計運行占用CPU時間
　　CMD??啟動此進程的程序

ps axo 顯示自定義字段列表
ps -eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,pcpu,stat,comm
ps axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm
　　o field1,field2,… 自定義要顯示的字段列表，以逗號分隔，o要寫在後面，因為要帶參數
　　常用的field：pid,ni, pri, psr, pcpu, stat, comm, tty, ppid, rtprio
　　　　ni?? nice值
????pri?? priority,優先級
????rtprio?realtime priority,實時優先級

pgrep、pkill?基於進程名字或者其他屬性對相關進程發起查詢、發送信號
pgrep [options] [pattern]
　　-o??僅顯示找到的最小（起始）進程號
　　-n??僅顯示找到的最大（結束）進程號
　　-l??顯示指定進程名的信息
　　-P #?指定父進程號下的進程列表
　　-g??指定進程組的信息
　　-t??指定開啟進程的終端
　　-u??指定進程的有效用戶ID

pidof?根據進程名獲取其pid

top?display Linux processes?動態顯示進程信息
選項：
　　-d #??指定刷新時間間隔，默認為3秒
　　-b?? 以批次方式顯示
　　-n #??顯示多少批次
　　-p PID?指定PID來進行觀察監測特定進程

top顯示過程中通過交互式命令指定排序(默認CPU)：
　　P?以占據CPU百分比排序
　　M?以占據內存百分比排序
　　T?以累積占用CPU時間排序
　　N?以PID來排序

首部信息關閉
　　uptime信息??　l
　　tasks及cpu信息?t
　內存信息??　　m
退出命令??　　　　 q
修改刷新時間間隔?? s
終止指定的進程??　 k
給某個PID設置nice值?r

top顯示信息描述：

第一行：
　　20:17:21??當前系統時間
　　up 1 day??系統連續運行的時長為1天
　　3 users?? 當前登錄系統的用戶數為3個
　　load average?過去1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均負載(CPU進程運行隊列中等待運行進程的個數占整個隊列的百分比)；值越小表示系統越空閑，如果高於1，就需要註意當前系統負載過高

第二行：
　　顯示的是目前進程的總量，不同程序狀態(running、sleeping、stopped、zombie)個數，需要註意的是最後的zmobie值，如果不是0就要查看下哪個進程處於僵死狀態

第三行：使用數字1可以查看不同的CPU的信息(多CPU的情況下)，下面說明各字段具體的含義：
　　us：user space，用戶空間進程運行占用CPU百分比
　　sy：system，內核空間進程運行占用CPU的百分比
　　ni：nice，用戶進程空間內改變過優先級的進程占用CPU百分比
　　id：idle，空閑CPU百分比
　　wa：wait io，等待IO花費的時間
　　hi：hardware interrupt，硬中斷占用CPU的百分比
　　si：software interrupt，軟中斷占用CPU的百分比
　　st：stolen，偷走的時間百分比(虛擬化)

第四行：表示物理內存的使用情況
第五行：表示交換分區的使用情況

第六行：
　　PID：進程ID
　　USER：進程所屬的使用者
　　PR：Priority的簡寫，進程的優先級，越小優先級越高
　　NI：Nice的簡寫，與Priority有關，也是越小越早被運行
　　VIRT：進程需要的虛擬內存大小，而非使用的虛擬內存大小
　　RES：進程當前使用的內存大小，不包括swap
　　SHR：進程與其他進程共享的內存大小，可通過RES-SHR來計算進程所占用的物理內存
　　S: 進程狀態
　　%CPU：CPU的使用率
　　%MEM：物理內存使用率
　　TIME+：累計運行占用CPU時間

uptime?顯示系統時間、運行時長及平均負載
選項：
　　-a?顯示所有系統相關的信息
　　-s?顯示內核名稱
　　-r?顯示內核版本
　　-m?顯示系統硬件名稱，例如 i686 或 x86_64 等
　　-p?顯示CPU類型，與 -m 類似，只是顯示的是 CPU 的類型
　　-i?硬件平臺 (ix86)

htop
　　這個工具默認沒有安裝 需要第三方源才可以安裝
　　阿裏雲EPEL源baseurl=https://mirrors.aliyun.com/epel/6/x86_64/
　　rpm -ivh http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm
　　yum install htop
選項：
　　-d #　指定延遲時間間隔
　　-u UserName　僅顯示指定用戶的進程
　　-s COLUME　以指定字段進行排序

子命令：
　　l　顯示選定的進程打開的文件列表
　　s　跟蹤選定的進程的系統調用
　　t　以層級關系顯示各進程狀態
　　a　將選定的進程綁定至某指定的CPU核心

資源監控工具
動態顯示系統資源的使用情況，這些資源包括：內存、磁盤、網絡、cpu等
vmstat命令：
vmstat [options] [delay [count]]
選項：
　　-s: 顯示內存的統計數據
vmstat 1 3?每1秒統計一次，共統計3次(第一個參數是間隔多少秒統計一次，第二個參數是統計多少次，如果沒指定就一直統計)
顯示信息描述：
　　procs:
　　　　r：隊列中等待運行的進程的個數
　　　　b：處於不可中斷睡眠態的進程個數(被阻塞的隊列的長度)
　　memory：
　　　　swpd: 交換內存的使用總量
　　　　free：空閑物理內存總量
　　　　buffer：用於buffer的內存總量
　　　　cache：用於cache的內存總量
　　swap:
　　　　si：數據進入swap中的數據速率(kb/s)
　　　　so：數據離開swap中的數據速率(kb/s)
　　io：
　　　　bi：從塊設備讀數據到系統的速率(kb/s)
　　　　bo: 系統保存數據至塊設備的速率(kb/s)
　　system：
　　　　in: interrupts, 中斷速率，每秒被中斷的次數
　　　　cs: context switch, 進程上下文切換速率
　　cpu：
　　　　us: user space，用戶空間進程運行占用CPU百分比
　　　　sy: system，內核空間進程運行占用CPU的百分比
　　　　id: idle，空閑CPU百分比
　　　　wa: wait io，等待I/O花費的時間
　　　　st: stolen，偷走的時間百分比(被虛擬機偷走的CPU)

pmap命令：pmap - report memory map of a process?查看進程到物理內存的映射信息
pmap [options] pid [...]
　　-x??顯示詳細格式的信息
另外一種實現：
　　# cat /proc/PID/maps

glances命令：精細化的系統信息監控工具
glances是一款用於Linux、BSD的開源命令行系統監控工具。能夠監視CPU、負載、內存、磁盤I/O、網絡流量、文件系統、系統溫度等信息
這個工具默認沒有安裝 需要第三方源才可以安裝
阿裏雲EPEL源baseurl=https://mirrors.aliyun.com/epel/6/x86_64/
glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]
　　內建命令：
　　a Sort processes automatically l Show/hide logs
　　c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O
　　m Sort processes by MEM% w Delete warning logs
　　p Sort processes by name x Delete warning and critical logs
　　i Sort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats
　　d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen
　　f Show/hide file system stats t View network I/O as combination
　　n Show/hide network stats u View cumulative network I/O
　　s Show/hide sensors stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
　　y Show/hide hddtemp stats

常用選項：
　　-b　以Byte為單位顯示網卡數據速率
　　-d　關閉磁盤I/O模塊
　　-f /path/to/somefile　設定輸出文件位置
　　-o {HTML|CSV}　與-f一起指定輸出文件格式
　　-m　禁用mount模塊
　　-n　禁用網絡模塊
　　-t #　延遲時間間隔
　　-1　每個CPU的相關數據單獨顯示

C/S模式下運行glances命令：用於監控遠端服務器
　　服務模式：
　　　　glances -s -B IPADDR
　　　　IPADDR: 指明監聽於本機哪個地址
　　客戶端模式：
　　　　glances -c IPADDR
　　　　IPADDR：要連入的服務器端地址

dstat命令：系統資源統計的通用工具
dstat [-afv] [options..] [delay [count]]
常用選項：
　　-c?顯示cpu相關信息
　　-C #,#,...,total?多顆CPU時顯示指定CPU相關信息
　　-d??顯示disk相關信息
　　-D total,sda,sdb,...?顯示指定塊設備相關信息
　　-g?顯示page相關統計數據
　　-m?顯示memory相關統計數據
　　-n?顯示network相關統計數據
　　-p?顯示process相關統計數據
　　-r?顯示io請求相關的統計數據
　　-s?顯示swapped相關的統計數據
　　--tcp?　　顯示TCP相關統計
　　--udp?　　顯示UDP相關統計
　　--unix?　 顯示unix
　　--raw?　　顯示裸socket統計
　　--socket? 顯示socket統計
　　--ipc?? 顯示內部進程間通信統計
　　--top-cpu?顯示最占用CPU的進程
　　--top-io? 顯示最占用io的進程
　　--top-mem?顯示最占用內存的進程
　　--top-latency?顯示延遲最大的進程

進程管理工具
kill命令：向進程發送控制信號，以實現對進程管理
顯示當前系統可用信號：
　　kill -l
　　man 7 signal
常用信號：
　　1) SIGHUP??無須重啟進程而讓其重讀配置文件
　　2) SIGINT??中斷正在運行的進程；相當於Ctrl+c
　　9) SIGKILL? 強制殺死正在運行的進程(直接關閉進程)
　　15) SIGTERM?正常方式終止正在運行的進程(會關閉進程打開的文件等再終止進程)
　　18) SIGCONT?讓後臺停止的進程繼續在後臺運行，相當於bg命令
　　19) SIGSTOP?將前臺進程轉入後臺並停止運行，相當於Ctrl+Z
指定信號的方法：
　　信號的數字標識：1、2、9
　　信號完整名稱：SIGHUP
　　信號的簡寫名稱：HUP
向進程發信號：後面也可以是PID，也可以是作業號(%Job_Number)
　　kill [-SIGNAL] PID...
終止"進程名稱"下的所有進程：
　　killall [-SIGNAL] Program

Linux的作業控制
前臺作業：通過終端啟動，且啟動後一直占據終端
後臺作業：可以通過終端啟動，但啟動後即轉入後臺運行(釋放終端)
註意：一個進程通過終端啟動，如果終端結束，通過該終端啟動的所有進程都被終止
如何讓作業運行於後臺
　　運行中的作業：Ctrl+Z
　　尚未啟動的作業：COMMAND &
　　此類作業雖然被送往後臺運行，但其依然與終端相關；如果希望送往後臺後，剝離與終端的關系：nohup COMMAND &
　　nohup不支持bash內建的指令

查看所有作業：jobs
　　-l?除了列出 job number 與指令串之外，同時列出 PID 的號碼
　　-r?僅列出正在背景run的作業
　　-s?僅列出正在背景當中暫停 (stop) 的作業
作業控制：
　　fg [[%]JOB_NUM]：把指定的後臺作業調回前臺運行(可以省略%)，
　　如果沒指定作業號，默認調回帶+(最近被放到後臺的作業)號的作業，下一個是帶-(倒數第二個被放到後臺的作業)號的
　　bg [[%]JOB_NUM]：讓送往後臺的作業在後臺繼續運行(可以省略%)
　　kill [%JOB_NUM]：終止指定的作業(作業號前必須加%，因為要與進程號區分)；

進程優先級調整：
靜態優先級：100-139對應nice值-20-19；進程默認啟動時的nice值為0，優先級為120;
nice值可以父進程傳遞給子進程
　nice命令：啟動進程時指定nice值
　　nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]
　　nice -n 5 htop
renice命令：修改已啟動進程的nice值
　　renice [-n] priority pid...
　　renice -n 3 htop
查看進程的nice值：
　　ps axo pid,comm,ni,priority

其它監控命令：sar, tsar, iostat, iftop

Linux 進程及作業管理