程序进程和计划任务
1程序
1.1什么门是程序？
1、指计算机程序，是一组计算机能识别和执行的指令，运行于电子计算机上，满足人们某种需求的信息化工具。
2、用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集
2进程
2.1什么是进程
进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
2.2 进程具有的特征：
(1)结构性:进程包含程序及其相关数据 结构。进程的实体包 含进程控制块 PCB)程序块、数据块和堆栈，又称为进程映 像(Proces s Image)
(2)动 态 性 :进程是程序在 数据集合上的一次执行过程，具有生命周期，由创建而产生，由调度而运行，由结束而消亡，是一个动态推进、不断变化的过 程。而程序则不然，程序是文件，静态而持久地 存在。
(3)独立性:进程是操作系统资源分配、保护和调度的 基本单位，每个进程都有其自己的运行数据集，以各自独立的、不可预知的进 度异步运行。进程的运行环 境不是封闭的，进程间也可以 通过操作系统进行数据共享 、通信.
(4)并发性:在同一段时间 内若干个进程可 以共享一个 C PU。进程的并发性能够改进系统的资源利用率，提高计算机的 效率。进程在单 CPU系统中并发 执行，在多CPU 系统中并行执行。进程的并发执行意味着进程的执行可以被打断，可能会带来一些意想不到的 问题，因此必须对并 发执行的进程 进行协 调.进程通常分为两类是系统进 程，另一类是用户 进程。
2.3什么是线程和协程**
2.3.1线程
线程（英语：thread）在早期的操作系统中并没有线程的概念，线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。
2.3.2协程
协程，英文Coroutines，是一种比线程更加轻量级的存在。
一个线程内的多个协程的运行是串行的。如果有多核CPU的话，多个进程或一个进程内的多个线程是可以并行运行的，但是一个线程内的多个协程却绝对串行的，无论有多少个CPU（核）
协程、线程、进程的比较
| 进程 | 线程 | 协程 | |
|---|---|---|---|
| 切换者 | 操纵系统 | 操作系统 | 用户（编程者/应用程序 |
| 切换时机 | 根据操作系统自己的切换策略，用户不感知 | 根据操作系统自己的切换策略，用户不感知 | 用户（的程序）自己决定 |
| 切换内容 | 页全局目录内核栈硬件上下文 | 内核栈硬件上下文 | 硬件上下文 |
| 切换内容的保存 | 保存于内核栈中 | 保存于内核栈中 | 保存于用户自己的变量（用户栈/堆） |
| 切换过程 | 用户态-内核态-用户态 | 用户态-内核态-用户态 | 用户态（没有陷入内核态 |
僵尸进程：
-
1.僵尸进程的产生
当一个子进程完成了它的工作并结束时，内核会向其父进程发送一个 SIGCHLD 信号通知父进程子进程已经结束。若父进程没有调用 wait 或 waitpid 系统调用来等待子进程结束并回收其资源，子进程的进程描述符（PCB）会被保留，此时就出现了僵尸进程。
[root@localhost ~]#bash
[root@localhost ~]#pstree
[root@localhost ~]#echo $BASHPID 得到当前shell的进程号
7914
[root@localhost ~]#echo $PPID #查看进程ppid，就是父进程的id
1818
#将父进程设为停止态
[root@localhost ~]#kill -19 1818
#杀死子进程，使其进入僵尸态
[root@localhost ~]#kill -9 7914
[root@localhost ~]#ps aux | grep 'Z+'
root 7914 0.0 0.0 0 0 pts/0 Z+ 18:22 0:00 [bash] <defunct>
#可以看到下面图示的结果，STAT为Z，表示为僵尸态
#方法1:恢复父进程
[root@localhost ~]#kill -18 1818
#方法2:杀死父进程
[root@localhost ~]#kill -9 1818
#再次观察，可以僵尸态的进程不存在了
[root@localhost ~]#ps aux
2.2 进程 使用 内存 的问题
内存泄漏：Memory Leak
是指程序中已动态分配的堆内存由于某种原因程序未释放或无法释放，造成系统内存的浪费，导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果
内存溢出：Memory Overflow
指程序申请了10M的空间，但是在这个空间写入10M以上字节的数据，就是溢出,类似红杏出墙
内存不足：OOM
官方介绍为当 JVM 因为没有足够的内存来为对象分配空间并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时, 就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError: ··· (注意: 这是个很严重的问题, 因为这个问题已经严重到不足以被应用处理)。
2.3 进程状态
进程的基本状态
创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB(process control block进程控制块)，向其中填写控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运行，把此时进程所处状态称为创建状态
就绪状态：进程已准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行
执行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态
阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件（I/O请求，申请缓存区失败）而暂时无法运行，进程受到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用
2.4 进程之间通讯
同一主机：
| pipe | 管道,单向传输 cmd1 | cmd 2 |
|---|---|
| socket | 套接字文件,双工通信 |
| Memory-maped file | 文件映射,将文件中的一段数据映射到，物理内存，多个进程共享这片内存 |
| shm shared memory | 共享内存 |
| signal | 信号 信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生. |
| Lock | 对资源上锁，如果资源已被某进程锁住，则其它进程想修改甚至读取这些资源，都将被阻塞，直到锁被打开 |
| semaphore | 信号量，一种计数器 |
不同主机：socket=IP和端口号
套接字通信允许互联的位于不同计算机上的进程之间实现通信功能RPC remote procedure call 远程调用
MQ 消息队列，生产者和消费者，如：Kafka，RabbitMQ，ActiveMQ
2.5 进程的优先级 os
cpu在运行众多进程需要拥有一个运行队列(run_queue）来完成所有进程的“同时进行”,而这个“同时进行”也只是相对于我们的肉眼来讲，而实际上，如果你的cpu只有一个，那么这些进程是不会真正意义上同时进行的，而是通过每个进程运行以微秒为时间单位来运行队列中的所有进程。至于每个进程运行时间的多少，是经过OS调度模块来决定的，它决定着每个进程能分配到多少cpu的资源，而进程的优先级，影响着OS调度模块对进程的权重。PRI值越小越快被执行
通过 ps -al 指令可以查看进程的优先级
-a 显示所有终端机下执行的程序，除了阶段作业领导者之外
-l 采用详细的格式来显示程序状况
2.6 进程分类
协作式多任务：
早期 windows 系统使用，即一个任务得到了 CPU 时间，除非它自己放弃使用CPU ，否则将完全霸占 CPU ，所以任务之间需要协作——使用一段时间的 CPU ，主动放弃使用
抢占式多任务：
Linux内核，CPU的总控制权在操作系统手中，操作系统会轮流询问每一个任务是否需要使用 CPU ，需要使用的话就让它用，不过在一定时间后，操作系统会剥夺当前任务的 CPU 使用权，把它排在询问队列的最后，再去询问下一个任务
进程类型：**
-
守护进程: daemon,在系统引导过程中启动的进程，和终端无关进程 systemd
-
前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程
注意：两者可相互转化
3进程管理相关命令
我们一般关闭或重启软件，都是关闭或重启它的程序，而不是直接操作进程的。比如，要重启 apache 服务，一般使用命令"service httpd restart"开启 apache的程序。systemctl httpd start
我们还可以，依赖进程的信号（Signal），我们需要给予该进程 信号，告诉进程我们想要让它做什么。
统中可以识别的信号较多，我们可以使用命令"kill -l"或"man 7 signal"来查询
3.1 ps命令
ps 即 process state 可以查看进程当前状态的快照，默认显示当前终端中的进程，Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/数字 目录/status 下的文件中
支持三种选项：
-
UNIX选项 如: -A -e
-
GNU选项 如: --help
-
BSD选项 如: a
查看静态的进程统计信息
"ps aux" 可以查看系统中所有的进程；
"ps -le" 可以查看系统中所有的进程，而且还能看到进程的父进程的 PID 和进程优先级
"ps -l" 只能看到当前 Shell 产生的进程；
常用选项
| 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”选项结合时将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。 |
| -e | 显示系统内的所有进程信息。 |
| -l | 使用长（Long）格式显示进程信息。 |
| -f | 使用完整的（Full）格式显示进程信 |
| k | 属性 对属性排序,属性前加 - 表示倒序 ps aux k -%cpu |
| o | 属性… 选项显示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem |
例：
ps a ps ax
ps u
ps x
ps -e
ps -l
ps -f
ps aux k -%cpu 从大到小排序
ps aux k %cpu 从小到大排序
ps 输出属性
ps aux
| 表头 | 含义 |
|---|---|
| USER | 该进程是由哪个用户产生的。 |
| PID | 进程的 ID。 |
| %CPU | 该进程占用 CPU 资源的百分比，占用的百分比越高，进程越耗费资源。 |
| %MEM | 该进程占用物理内存的百分比，占用的百分比越高，进程越耗费资源。 |
| VSZ | 该进程占用虚拟内存的大小，单位为 KB。 |
| RSS | 该进程占用实际物理内存的大小，单位为 KB。 |
| TTY | 该进程是在哪个终端运行的。其中，tty1 ~ tty7 代表本地控制台终端（可以通过 Alt+F1 ~ F7 快捷键切换不同的终端），tty1~tty6 是本地的字符界面终端，tty7 是图形终端。pts/0 ~ 255 代表虚拟终端，一般是远程连接的终端，第一个远程连接占用 pts/0，第二个远程连接占用 pts/1，依次増长。？代表和终端无关，系统进程 |
| STAT | 进程状态。常见的状态有以下几种： -D：不可被唤醒的睡眠状态，通常用于 I/O 情况。 -R：该进程正在运行。 -S：该进程处于睡眠状态，可被唤醒。 -T：停止状态，可能是在后台暂停或进程处于除错状态。 -W：内存交互状态（从 2.6 内核开始无效）。 -X：死掉的进程（应该不会出现）。 -Z：僵尸进程。进程已经中止，但是还是占用硬件资源。 -<：高优先级（以下状态在 BSD 格式中出现）。 -N：低优先级。 -L：被锁入内存。 -s：包含子进程。 -l：多线程（小写 L）。 -+：位于后台。+: 前台进程 |
| START | 该进程的启动时间。 |
| TIME | 该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间。 |
| COMMAND | 产生此进程的命令名。 |
3.1.1查看进程信息 prtstat
prtstat [pid] 查看进程的详细信息
3.2top命令
top 命令可以动态地持续监听进程地运行状态，与此同时，该命令还提供了一个交互界面，用户可以根据需要，人性化地定制自己的输出，进而更清楚地了进程的运行状态。
| -d 秒数 | 指定 top 命令每隔几秒更新。默认是 3 秒 |
|---|---|
| -b | 使用批处理模式输出。一般和"-n"选项合用，用于把 top 命令重定向到文件中； |
| -n 次数 | 指定 top 命令执行的次数。一般和"-"选项合用； |
| -p | 进程PID：仅查看指定 ID 的进程； |
| -s | 使 top 命令在安全模式中运行，避免在交互模式中出现错误； |
| -u 用户名 | 只监听某个用户的进程； |
在 top 命令的显示窗口中，还可以使用如下按键，进行一下交互操作：
| ? 或 h | 显示交互模式的帮助； |
|---|---|
| c | 按照 CPU 的使用率排序，默认就是此选项； |
| M | 按照内存的使用率排序； |
| N | 按照 PID 排序； |
| T | 按照 CPU 的累积运算时间排序，也就是按照 TIME+ 项排序； |
| k | 按照 PID 给予某个进程一个信号。一般用于中止某个进程，信号 9 是强制中止的信号； |
| r | 按照 PID 给某个进程重设优先级（Nice）值 |
| q | 退出 top 命令； |
3.2.1top第一部分
top - 10:28:29 up 6:33, 1 user, load average: 0.09, 0.07, 0.05 Tasks: 170 total, 1 running, 169 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 99.1 id, 0.9 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st KiB Mem : 1867048 total, 538512 free, 312672 used, 1015864 buff/cache KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 1313028 avail Mem
第一行
| 内 容 | 说 明 |
|---|---|
| 10:28:29 | 系统当前时间 |
| up 6:33 | 系统的运行时间.本机己经运行 1 天 13 小时 32 分钟 |
| 1 user | 当前登录了两个用户 |
| load average: 0.09, 0.07, 0.05 | 系统在之前 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。如果 CPU 是单核的，则这个数值超过 1 就是高负载：如果 CPU 是四核的，则这个数值超过 4 就是高负载 （这个平均负载完全是依据个人经验来进行判断的，一般认为不应该超过服务器 CPU 的核数） |
第二行进程信息
| 内 容 | 说 明 |
|---|---|
| Tasks: 170 total, | 系统中的进程总数 |
| 1 running | 正在运行的进程数 |
| 169 sleeping, | 睡眠的进程数 |
| 0 stopped | 正在停止的进程数 |
| 0 zombie | 僵尸进程数。如果不是 0，则需要手工检查僵尸进程 |
第三行 CPU 信息
| 内 容 | 说 明 |
|---|---|
| %Cpu(s): 0.0 us | 用户模式占用的 CPU 百分比 个人用户开启的进程占用的 cpu 率 |
| 0.0 sy | 系统模式占用的 CPU 百分比 |
| 0.0 ni | 改变过优先级的用户进程占用的 CPU 百分比 |
| 99.1 id | 空闲 CPU 占用的 CPU 百分比 |
| 0.9 wa | 等待输入/输出的进程占用的 CPU 百分比 1 |
| 0.0 hi | 硬中断请求服务占用的 CPU 百分比 |
| 0.0 si | 软中断请求服务占用的 CPU 百分比 |
| 0.0 st | st（steal time）意为虚拟程序占用 cpu 时间百分比，就是当有虚拟机时，虚拟 CPU 等待实际 CPU 的时间百分比 |
第四行为物理内存信息
| 内 容 | 说 明 |
|---|---|
| KiB Mem : 1867048 total | 物理内存的总量，单位为KB |
| 538512 free | 己经使用的物理内存数量 |
| 312672 used | 空闲的物理内存数量。我们使用的是虚拟机，共分配了 628MB内存，所以只有53MB的空闲内存 |
| 1015864 buff/cache | 作为缓冲的内存数量 |
第五行为交换分区（swap）信息
| 内 容 | 说 明 |
|---|---|
| KiB Swap: 2097148 total | 交换分区（虚拟内存）的总大小 |
| 2097148 free | 已经使用的交换分区的大小 |
| 0 used | 空闲交换分区的大小 |
| 1313028 avail Mem | 作为缓存的交换分区的大小 |
top 命令的第二部分输出，主要是系统进程信息，各个字段的含义如下：
| PID | 进程的 ID |
|---|---|
| USER | 该进程所属的用户 |
| PR | 优先级，数值越小优先级越高 |
| NI | 优先级，数值越小、优先级越高 |
| VIRT | 该进程使用的虚拟内存的大小，单位为 KB |
| RES | 该进程使用的物理内存的大小，单位为 KB |
| SHR | 共享内存大小，单位为 KB |
| S | 进程状态 |
| %CPU | 该进程占用 CPU 的百分比 |
| %MEM | 该进程占用内存的百分比 |
| TIME+ | 该进程共占用的 CPU 时间 |
| COMMAND | 进程的命令名 |
3.3 pidof
已知程序名不知道pid号
[root@localhost ~]#pidof nginx
#查看 nginx进程的 pid 号
14813 14812
3.4pstree命令以树状结构显示当前系统中运行的进程
pstree命令以树状结构显示当前系统中运行的进程，其中包括进程的父子关系和层级关系。
命令格式
pstree [选项] [PID或用户名] // 不加参数默认显示所有进程
常用选项
-a 显示启动每个进程对应的完整指令，包括启动进程的路径、参数等
-p 显示PID
-T 不显示线程thread,默认显示线程
-u 显示用户切换
-H pid 高亮显示指定进程及其前辈进程
[root@test ~]# pstree 1
#查看进程号为1的进程
[root@test ~]# pstree lisi
#查看用户lisi的进程
[root@test ~]# pstree -pH 1780
#高亮
3.5 lsof
lsof 命令，“list opened files”的缩写，直译过来，就是列举系统中已经被打开的文件。通过 lsof 命令，我们就可以根据文件找到对应的进程信息，也可以根据进程信息找到进程打开的文件。
命令格式
lsof [选项]
| 选项 | 功能 |
|---|---|
| -c 字符串 | 只列出以字符串开头的进程打开的文件。 |
| +d 目录名 | 列出某个目录中所有被进程调用的文件。 |
| -u 用户名 | 只列出某个用户的进程打开的文件。 |
| -p pid | 列出某个 PID 进程打开的文件。 |
[root@localhost ~]# lsof | more
#查询系统中所有进程调用的文件
4前后台进程
前台启动：通过终端启动，且启动后一直占据终端
后台启动：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）
进程的前后台切换
1.命令+& 放入后台
2.jobs 可以看到后台运行的命令和编号
3.fg+编号 把任务调回前台
4.ctrl +z 把命令放回后台 ，但命令处于停止状态、
5.bg+编号 重新开始后台任务
拓展
并行执行任务
[root@localhost ~]#ping 127.0.0.2&ping 127.0.0.3&ping 127.0.0.4&
#可以同时后台运行
五结束进程
5.1kill
命令格式 kill [信号] PID
读者可以使用 kill -l 命令查看所有信号及其编号，这里仅列出几个常用的信号
1) SIGHUP 无须关闭进程而让其重读配置文件
2) SIGINT 中止正在运行的进程；相当于Ctrl+c 3) SIGQUIT 相当于ctrl+\ 9) SIGKILL 强制杀死正在运行的进程,可能会导致数据丢失,慎用!
9) 关电源 数据库 写
15) SIGTERM 终止正在运行的进程，默认信号
18) SIGCONT 继续运行
19) SIGSTOP 后台休眠
5.2 killall
killall命令可以根据进程名终止匹配的所有进程
-
命令用法 killall [选项] [信号] 进程名 - -i：交互式，询问是否要杀死某个进程； - -I：忽略进程名的大小写；
六计划任务管理
6.1at一次性任务工具
用法
at [option] TIME
at [选项] [时间]
[HH:MM] [yyyy-mm-dd]
HH:MM 在今日的 HH:MM 进行，若该时刻已过，则明天此时执行任务
例
[root@test ~]# at 14:53 2023-07-27
at> touch /opt/file{a..z}.txt <EOT> //ctrl+d提交
job 2 at Mon Jul 12 10:50:00 2021
[root@test ~]# atq 查看root的at任务
2 Mon Jul 12 10:50:00 2021 a root
[root@localhost opt]#at now+1min 一分钟后执行
at> echo $PATH >/data/path<EOT>
job 3 at Wed Mar 2 01:42:00 2022
root@localhost ~]# atrm [工作号]
#删除指定的at任务
6.2 crontab
定期执行命令或脚本的工具,可以按照指定的时间表安排命令的执行，而无需手动操作。
命令格式
crontab [选项] [file]
选项
| 选项 | 功能 |
|---|---|
| -u user | 用来设定某个用户的 crontab 服务，例如 "-u demo" 表示设备 demo 用户的 crontab 服务，此选项一般有 root 用户来运行。 |
| -e | 编辑某个用户的 crontab 文件内容。如果不指定用户，则表示编辑当前用户的 crontab 文件。 |
| -l | 显示某用户的 crontab 文件内容，如果不指定用户，则表示显示当前用户的 crontab 文件内容。 |
| -r | 从 /var/spool/cron 删除某用户的 crontab 文件，如果不指定用户，则默认删除当前用户的 crontab 文件。 |
| -i | 在删除用户的 crontab 文件时，给确认提示。 |
crontab -e
#进入 crontab 编辑界面。会打开Vim编辑你的任务
* * * * * 执行的任务
crontab -l //查看当前用户的crontab
crontab -e编辑格式
| 项目 | 含义 | 范围 |
|---|---|---|
| 第一个"*" | 一小时当中的第几分钟（minute） | 0~59 |
| 第二个"*" | 一天当中的第几小时（hour） | 0~23 |
| 第三个"*" | 一个月当中的第几天（day） | 1~31 |
| 第四个"*" | 一年当中的第几个月（month） | 1~12 |
| 第五个"*" | 一周当中的星期几（week） | 0~7（0和7都代表星期日） |
在时间表示中，一些特殊符号
| 特殊符号 | 含义 |
|---|---|
| *（星号） | 代表任何时间。比如第一个"*"就代表一小时种每分钟都执行一次的意思。 |
| ,（逗号） | 代表不连续的时间。比如"0 8，12，16***命令"就代表在每天的 8 点 0 分、12 点 0 分、16 点 0 分都执行一次命令。 |
| -（中杠） | 代表连续的时间范围。比如"0 5 ** 1-6命令"，代表在周一到周六的凌晨 5 点 0 分执行命令。 |
| /（正斜线） | 代表每隔多久执行一次。比如"*/10命令"，代表每隔 10 分钟就执行一次命令。 |
七、查看操作系统五大性能
1，内存：free top
free
top
2.磁盘剩余量 df ； lsblk ；fdisk -l
df
lsblk
fdisk -l
磁盘读写性能 iostat vmstat
iostat
vmstat：用来监控 CPU 使用、进程状态、内存使用、虚拟内存使用、硬盘输入/输出状态等信息。
3.CPU使用率 top(实时) ps（静态）
4.网络 iftop
5.系统版本 cat /etc/redhat-release
ip地址 ifconfig
内核版本 uname-r
五大性能总结
1，内存：free top
2.磁盘剩余量 df ； lsblk ；fdisk -l ，磁盘读写性能 iostat vmstat dd
3.CPU使用率 top(实时) ps（静态）
4.网络 iftop
5.系统版本 cat /etc/redhat-release
ip地址 ifconfig
内核版本 uname-r
标签：ps,程序,用户,任务,线程,进程,root,CPU From： https://www.cnblogs.com/sl08/p/17591274.html