Linux

Linux学习-程序管理

Linux程序管理。

为啥需要程序管理

  1. 系统资源快要被用光时，怎么找出最耗系统资源的那个程序，然后杀掉它？
  2. 如果一个程序因为自身 bug 一直驻留在内存中，怎么杀掉它？
  3. 如果五六项工作同时运行在系统中，如何让重要的工作优先运行呢？

观察程序状态

静态的ps：将某个时间点的程序运行情况撷取下来

ps
ps 通常只用两种不同的选项：

- `ps -l` 只查阅自己 bash 中的程序
- `ps aux` 查阅系统中所有的程序

ps -l
结果里面每栏的含义：

- F，process flags，程序旗标，说明这个程序的总结权限。常见号码有：4：程序权限为 root ；1： 程序权限为此子程序仅进行复制（fork）而没有实际运行（exec）
- S，stat，程序的状态。常见状态有：R（Running），运行中；S（Sleep），睡眠状态（idle），可被唤醒（signal）；D：不可被唤醒状态，通常是因为这支程序在等待I/O；T（Stop），停止状态，可能是在工作背景中暂停，或是除错（traced）状态；Z（Zombie），僵尸状态，程序已终止但却无法被移出内存；
- UID/PID/PPID，不用再废话了
- C，代表CPU使用率，单位为百分比
- PRI/NI，Priority/Nice 的缩写，代表此程序被CPU所运行的优先顺序，数值越小代表该程序越快被CPU运行
- ADDR，是kernel function，指出该程序在内存的哪个部分，如果是运行中的程序一般显示为`-`
- SZ，代表此程序用掉多少内存
- WCHAN，表示此程序是否在运行中。同样的，若为`-`表示正在运行中
- TTY，登录者的终端机位置，若为远程登陆则使用动态终端介面（pts/n）
- TIME，使用掉的CPU时间
- CMD，command，触发此程序的命令

ps aux
各栏位意义：

- VSZ，该process使用掉的虚拟内存量（Kbytes）
- RSS，该process占用的固定的内存量（Kbytes）
- TTY，该process在哪个终端机上面运行，若为终端机无关则显示`?`；tty1-tty6是本机上面的登陆程序；若为pts/0等，则表示由网络连接进主机的程序
- STAT，运行状态
- START，启动时间
- TIME，使用CPU的时间
- COMMAND，该程序的命令

那么什么是僵尸程序呢？就是CMD后面还有<defunct>的：
僵尸程序
那么怎么处理僵尸程序呢？要么kill，要么重启（reboot）喽！

动态的top

相对于ps是撷取一个时间点的程序状态，top则可以持续侦测程序运行的状态：
top 的用法
top默认是 5 秒更新一次系统资源状态，不过我们可以将其设置为 2 秒：
top -d 2
显示的内容的含义：

  • 第一行（top…）：17:03:09（目前时间）、up 7 days, 16:16（系统启动到目前经过的时间）、1 user（登陆系统的使用者一人）、load average: 0.00, 0.00, 0.00（系统在1，5，15分钟的平均工作负载，就是系统平均负责运行几个程序的意思，越小代表系统越闲置，若高于1说明系统里运行程序太繁复了）
  • 第二行（Tasks…）：依次是程序的总数以及每种状态的程序总数
  • 第三行（Cpus…）：显示的是 CPU 的整体负载，每个项目可使用 ? 查阅。需要特别注意的是 %wa ，那个项目代表的是 I/O wait， 通常你的系统会变慢都是 I/O 产生的问题比较大！因此这里得要注意这个项目耗用 CPU 的资源喔！ 另外，如果是多核心的设备，可以按下数字键『1』来切换成不同 CPU 的负载率。
  • 第四行与第五行：表示目前实际内存和虚拟内存的使用情况。（实际内存使用量较大并不一定会导致系统比较卡，因为系统会自动把常用的东西放入内存以便快速响应。而虚拟内存swap如果使用量较大，则表示实际内存不足，会导致系统较卡）
  • 第六行：top程序中输入命令时，显示状态的地方
  • 下面显示栏目的含义：PR，Priority，程序的优先运行顺序，越小越早被运行；NI，Nice，与Priority有关，越小越早被运行；TIME+，CPU使用时间

父子进程树

pstree

管理程序

上面学会了观察程序的状态，那么怎么管理程序呢？所谓管理，也就是要么杀死程序的进程，要么修改程序在CPU上的运行顺序。

杀死进程的kill

kill管理进程的方式：是透过给予一个讯号（signal）去告知该程序你想让她作什么，其实kill的功能也不仅仅是杀死进程的。那么有多少signal呢？每个signal又是什么含义呢？可以使用kill -l或者man 7 signal查询到：
signal

kill必须要加上PID或者job number才能发挥功效，这还得先使用ps或者pstree等命令找到某程序的进程号才行啊，有点麻烦。而killall正是为了解决这一麻烦而生：
killall

程序的运行顺序

CPU根据Priority的值来决定程序的运行顺序，该值越小则表示会优先运行。用户可以通过设置Nice的值来影响Priority，影响公式：PRI(new) = PRI(old) + nice，但是影响之后PRI的值还是会被系统核心动态调整的。要注意：

  • nice值可调整范围：-20~19
  • root可随意调整自己或他人程序的Nice值；一般用户只能调整自己程序的Nice值，且范围为0~19（避免一般用户过分抢占系统资源）

nice：新运行的命令即给予新的nice值

nice

renice：重新调整已存在的程序

renice
从图中可以看出，nice值可以在父程序到子程序之间传递。另外，top命令也可以调整nice的值！

系统资源的观察

free：观察内存使用情况

free
各栏目含义：

  • shared：应该是共享的含义吧
  • buffers：缓冲记忆
  • cached：缓存

uname：查阅系统与核心相关资源

uname

uptime：观察系统启动时间与工作负载

uptime

netstat：追踪网络或插槽档

netstat
图中网络连线（Active Internet connections(w/o servers）各个栏目的含义：

  • Proto：网络封包协议
  • Recv-Q：非由使用者程序连结到此 socket 的复制的总 bytes 数
  • Send-Q：非由远程主机传送过来的 acknowledged 总 bytes 数
  • Local Address：本地端IP:port
  • Foreign Address：远程主机IP:port
  • State：连线状态，主要有创建（ESTABLISED）以及监听（LISTEN）

图中插槽档（socket file）各个栏目的含义：

  • Proto：一般就是unix啦
  • RefCnt：连接到此socket的程序数量
  • Flags：连线的旗标
  • Type：socket存取的类型。主要有确认连线的STREAM与不需要确认的DGRAM两种
  • State：若为CONNECTED表示多个程序之间已经连线创建
  • Path：连接到此socket相关程序的路径，或者相关数据输出的路径

dmesg：分析核心产生的信息

系统启动时，核心会侦测系统硬件，并把侦测结果输出到屏幕（太快了，一闪而过），同时也记录到了内存中的某个保护区段。而dmesg就是把该区段的信息读出来：
dmesg

vmstat：侦测系统资源变化

vmstat可以侦测CPU，内存，磁碟输入输出状态等。如果你想要了解一部繁忙的系统到底哪个环节最累人，可以使用该命令：
vmstat
至于各个栏目的含义，太多了还是直接看鸟哥的解释吧！