进程管理

1、操作系统基础

       调用：kernel通过给应用程序提供system call方式来提供硬件资源；

              注意：这个应用程序也包括库文件；

              库文件是运行在ring 0上的一段程序代码，不对客户直接提供应用；

       中断、保护现场

 

2、进程运行原理（一个进程与多个进程）

       一个进程：首先我们需要把硬盘中的程序代码加载到内存（复制），再将这段程序放到CPU上运算，此时，这段程序就会去调用（也会自动生成）很多的进程；由这些进             程来完成程序所指定的任务；

       在这个过程当中：我们就需要解决数据输入与输出，还有存储的问题

             

       （不讨论多核、CPU多线程的情况）

       多个进程：在电脑中一般都是存在多个进程的，而CPU却只有一个，我们就使用time space的方式来给进程分配固定的时间来运行；某个进程只能在轮到自己运行的时候           才会被放到CPU上执行，时间一到就会自动被踢下来，CPU则会执行下一个进程；

       问题：

       1、进程谁先谁后的问题？

              进程优先级  

       2、如果进程没有运行完就被踢下来了怎么办？--解决数据存储的问题

       3、如果进程造反了怎么办？

 

3、进程优先级

       0-139

              0-99  实时进程   越大越优先

              100-139  非实时进程  越小越优先

              【特性：普通用户可以转让自己的优先级】

                         nice值：定义普通进程的优先级，-20 - 19

       轮了一圈以后怎么办？

              在我们内存上，会提供一个空间；这个空间会专门用来存放运行过后的进程；

              当所有的进程运行完成一遍有，这个空间，就会和原有空间对调；再提供给CPU读取；

              一直轮换，知道进程运行完成；

 

4、进程数据怎么办？

       1、程序数据

       2、输入数据输出数据（运行到一半留下的数据）

       3、进程元数据

       task struct 数据结构体：它定义了进程数据的存储格式；我们将进程数据，以及进程元数据存储tast struct中；这种结构下，方便CPU快速存储于读取；

 

       物理地址空间--线性地址空间

       进程在运行后的一些数据，通过线性地址对应的物理地址，存储到内存（页框page）；MMU（内存管理单元）就是用来将不连续的物理地址转换为连续的线性地址；

              这些分开的页框的数据又两种组织形式：1、链表型数据  2、双向链表

 

5、如果进程造反了怎么办？

       linux结构下进程也是树形结构 -- pstree

       内核管理不会去直接管理；一般所有的进程都由上一级进程来管理--父子进程概念；

       最大的进程--init，有权限去管理所有的进程；

      

       正常情况：

       1、如何生成子进程

              写实复制：

              父进程在需要完成一项工作的时候自己无法完成，则需要生成对应的子进程来完成这项工作，并且把自己的内存空间中的数据复制一份交给子进程，用来存储子进程所运行数据；--这个过程我们就叫做写实复制；

       2、子进程完成任务以后，如果关闭

              子进程任务完成，功成身退，交出所有的占用资源；再由父进程关闭子进程，这个周期就结束了；

 

6、进程间的通讯原理

       1、主机内进程通讯 

              single 信号通讯

              共享内存

              管道形式

       2、主机间的进程通讯

              streams -- rpc

              socket

 

7、进程类型

       守护进程 -- 维护系统的正常运行

       普通进程 -- 提供应用

 

       另外一种分类方式：根据占用资源的不同

       占用CPU多进程  --  后台运行进程

       占用内存多的进程  --  前台要显示进程

 

8、进程的状态

       进程和程序比较起来，进程是有生命周期的，他会死去；

       1、running 运行

       2、sleeping状态

       3、stop 停止状态

       4、zombie 僵死状态

       5、中断状态

      

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回顾：

       进程管理：

              调用

              内核空间 用户空间

       1个进程运行：

       多进程再单核单线程cpu上运行的情况：

              cpu资源

              1、谁先谁后？

              2、数据存储的问题？

                     task struct

                     page -- 页框是一个虚拟概念，页框之间并不知道对方的存在，只知道自己独占内存空间

              3、进程暴走了

                     父子进程的概念

                     写实复制

              4、进程的分类、进程的通讯、进程状态

 

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进程管理的命令

       pstree

              通过树形结构显示进程关系

              yum install psmisc -y

       *ps

              查看进程状态--当前运行状态；（这一刻）

              PID  进程ID

              TTY 启动该进程的终端是谁  pts

              TIME      进程累计再CPU上运行的时长

              CMD      启动该进程进程命令程序

             

              ps的常用组合：

              ps -aux

                     USER      进程所属用户

                     PID

                     %CPU     

                     %MEM

                     VSZ virtual memory size 虚拟内存大小；进程自己再内存中真是占用的线性地址空间大小

                     RSS 常驻内空间（不可以进行内存交换 -- swap）

                     TTY

                     STAT      进程状态

                            R     running

                            S     sleeping

                            T     stoped

                            Z     zombie

                            附加状态

                            s      代表是lead进程--bash

                            +     前端进程

                            <     高优先级进程

                            N    低优先级进程

                            D     表示不可中断

                            W    没有足够的内存可以分配

                            l      表示多线程进程；多线程 -- 把一个进程拆分为多个线程来完成，这样提高进程运行速度

                     START    进程启动时间

                     TIME

                     COMMAND

              ps -ef

                     PPID  父进程号

                     C       进程运行再那个CPU上

              ps -ejH  

                     以树形结构显示进程

              ps -eo

                     自定义参数格式

                     ps -eo uid,pid,comm  

              ps -U

                     查看指定用户所运行的进程

                     ps -U root

 

       top

              与ps相反，top实时状态，会动态刷新

              k  --> 关闭进程  输入PID即可；

              h  --> 帮助页面

             

              调整top排序：

                     M   根据内存大小进行排序

                     P    根据CPU利用率来进行排序

                     T    根据使用CPU累计时长来进行排序

                     N    根据PID来进行排序

             

              可以详细显示最上面的命令

                      1 2 3

       htop

              top的高级版本，默认yum源中是没有的，需要去下载并编译安装使用  

       vmstat

              查看虚拟机内存的相关信息

                     进程信息

                     内存信息

                     交换内存信息

                     system系统IO相关信息 -- in cs

                     cpu信息

              -s   //以统计的形式来显示相关信息

       pmap

              报告内存的映射信息

              pmag pid

              映射内存空间中的物理地址信息和CPU所能识别的线性地址信息；

       pidof

              通过进程ID（UID）来查看进程号（PID）

              pidof bash

       dstat

              默认没有为我们安装上 yum install dstat

              动态的显示各种信息，可以自己定义

              建议：去man dstat

       kill

              管理进程

              通过kill对进行发送响应的操作信号

                     1信号  HUP  --  让进程重读配置文件，不重启进程

                     2信号  INT  -- 中断进程

                     9信号  KILL  -- 强制关闭进程，不去保存进程数据

                     15信号  TERM -- 优雅关闭

              kill -l  //查看系统支持所有信号

              kill -9 pid

       pgrep

              进程过滤，也可以做进程查找--类似于pidof

       pkill

              直接去关闭进程--可以按照UID（名字）来关闭进程

       jobs

              作业： -- 进程

              前台作业：占用了当前的shell界面

              后台作业：在后台自动运行的进程

             

                     ctrl + z

 

                     fg -- 切回到后台进程 ： jobs -l  + -- 默认切回来的指定进程；

                     COM &  //脚本运行的时候

                     bg -- 将前端送到后台

 

              vim a.txt

              .swp