linux进程管理

2019-02-23

进程状态

Linux是一个多用户,多任务的系统,可以同时运行多个用户的多个程序,就必然会产生很多的进程,而每个进程会有不同的状态。(总结起来就是以下五种状态)

Linux进程状态:R (TASK_RUNNING),可执行状态。

只有在该状态的进程才可能在CPU上运行。而同一时刻可能有多个进程处于可执行状态,这些进程的task_struct结构(进程控制块)被放入对应CPU的可执行队列中(一个进程最多只能出现在一个CPU的可执行队列中)。进程调度器的任务就是从各个CPU的可执行队列中分别选择一个进程在该CPU上运行。很多操作系统教科书将正在CPU上执行的进程定义为RUNNING状态、而将可执行但是尚未被调度执行的进程定义为READY状态,这两种状态在linux下统一为 TASK_RUNNING状态。

Linux进程状态:S (TASK_INTERRUPTIBLE),可中断的睡眠状态。

处于这个状态的进程因为等待某某事件的发生(比如等待socket连接、等待信号量),而被挂起。这些进程的task_struct结构被放入对应事件的等待队列中。当这些事件发生时(由外部中断触发、或由其他进程触发),对应的等待队列中的一个或多个进程将被唤醒。通过ps命令我们会看到,一般情况下,进程列表中的绝大多数进程都处于TASK_INTERRUPTIBLE状态(除非机器的负载很高)。毕竟CPU就这么一两个,进程动辄几十上百个,如果不是绝大多数进程都在睡眠,CPU又怎么响应得过来。

Linux进程状态:D (TASK_UNINTERRUPTIBLE),不可中断的睡眠状态。

与TASK_INTERRUPTIBLE状态类似,进程处于睡眠状态,但是此刻进程是不可中断的。不可中断,指的并不是CPU不响应外部硬件的中断,而是指进程不响应异步信号。绝大多数情况下,进程处在睡眠状态时,总是应该能够响应异步信号的。否则你将惊奇的发现,kill -9竟然杀不死一个正在睡眠的进程了!于是我们也很好理解,为什么ps命令看到的进程几乎不会出现TASK_UNINTERRUPTIBLE状态,而总是TASK_INTERRUPTIBLE状态。而TASK_UNINTERRUPTIBLE状态存在的意义就在于,内核的某些处理流程是不能被打断的。如果响应异步信号,程序的执行流程中就会被插入一段用于处理异步信号的流程(这个插入的流程可能只存在于内核态,也可能延伸到用户态),于是原有的流程就被中断了。

Linux进程状态:T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED),暂停状态或跟踪状态。

向进程发送一个SIGSTOP信号,它就会因响应该信号而进入TASK_STOPPED状态(除非该进程本身处于TASK_UNINTERRUPTIBLE状态而不响应信号)。(SIGSTOP与SIGKILL信号一样,是非常强制的。不允许用户进程通过signal系列的系统调用重新设置对应的信号处理函数。)向进程发送一个SIGCONT信号,可以让其从TASK_STOPPED状态恢复到TASK_RUNNING状态。当进程正在被跟踪时,它处于TASK_TRACED这个特殊的状态。“正在被跟踪”指的是进程暂停下来,等待跟踪它的进程对它进行操作。比如在gdb中对被跟踪的进程下一个断点,进程在断点处停下来的时候就处于TASK_TRACED状态。而在其他时候,被跟踪的进程还是处于前面提到的那些状态。对于进程本身来说,TASK_STOPPED和TASK_TRACED状态很类似,都是表示进程暂停下来。

Linux进程状态:Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE),退出状态,进程成为僵尸进程。

进程在退出的过程中,处于TASK_DEAD状态。
在这个退出过程中,进程占有的所有资源将被回收,除了task_struct结构(以及少数资源)以外。于是进程就只剩下task_struct这么个空壳,故称为僵尸。之所以保留task_struct,是因为task_struct里面保存了进程的退出码、以及一些统计信息。而其父进程很可能会关心这些信息。比如在shell中,$?变量就保存了最后一个退出的前台进程的退出码,而这个退出码往往被作为if语句的判断条件。当然,内核也可以将这些信息保存在别的地方,而将task_struct结构释放掉,以节省一些空间。但是使用task_struct结构更为方便,因为在内核中已经建立了从pid到task_struct查找关系,还有进程间的父子关系。释放掉task_struct,则需要建立一些新的数据结构,以便让父进程找到它的子进程的退出信息。


前台进程与后台进程

前台进程 : 是当前正在使用的程序。

后台进程 : 是在当前没有使用的但是也在运行的进程,包括那些系统隐藏或者没有图形化界面的程序。

Linux中将前台进程挂到后台的意思就是,退出程序但是让这个程序依然进行运行,而不是退出当前程序只能关闭。

特点 :

1. 前台进程可以自己控制,后台进程由系统进行维护和管理。

2. 前台进程和后台进程可以互相转换,

3. 由于是后台进程,所以系统会将主要精力放在前台也就是当前进程中,后台进程自然会比较慢。


进程常用命令

查进程:

ps命令查找与进程相关的PID号:

ps -a 显示现行终端机下的所有程序,包括其他用户的程序。

ps -A 显示所有程序。

ps c 列出程序时,显示每个程序真正的指令名称,而不包含路径,参数或常驻服务的标示。

ps -e 此参数的效果和指定”A”参数相同。

ps -e 列出程序时,显示每个程序所使用的环境变量。

ps -f 用ASCII字符显示树状结构,表达程序间的相互关系。

ps -H 显示树状结构,表示程序间的相互关系。

ps -N 显示所有的程序,除了执行ps指令终端机下的程序之外。

ps -s 采用程序信号的格式显示程序状况。

ps -S 列出程序时,包括已中断的子程序资料。

ps -t<终端机编号> 指定终端机编号,并列出属于该终端机的程序的状况。

终止进程:

命令:kill

格式:kill [option] pid

功能:向指定的进程送信号或终止进程。kill指令的用途是送一个signal给某一个process,因为大部份送的都是用来杀掉 process 的 SIGKILL 或 SIGHUP ,因此称为 kil

选项:-9 强行终止进程

注释:pid标示进程号,可由ps命令得到。


总结