14、Linux系统状态管理

系统信息查看

1. 查看日期和时间

• 查看当前系统日期和时间：
  date

• 查看当月日历：
  cal

• 查看系统已经运行的时间及负载情况：
  uptime w cat /etc/redhat-release uname -a cat /proc/version

• 查看当前登录用户及活动信息：
  uptime w cat /etc/redhat-release uname -a cat /proc/version

2. 查看系统版本

• 查看系统的发行版本（适用于 RedHat 系列）：
  uptime w cat /etc/redhat-release uname -a cat /proc/version

• 查看内核版本及系统架构信息：
  uptime w cat /etc/redhat-release uname -a cat /proc/version

• 查看内核版本的详细信息：
  uptime w cat /etc/redhat-release uname -a cat /proc/version

程序、进程、服务

1. 程序 (Program)

• 程序是静态的文件，通常是存储在磁盘上的可执行文件（如 xxx）。
• 程序在运行时会被加载到内存中，并作为进程执行。

2. 进程 (Process)

• 进程是程序在操作系统中的一次运行实例。
• 每个进程有唯一的进程标识符（PID）。
• 可通过以下命令查看进程情况：
  ps -aux # 查看所有运行的进程
top # 动态监控系统中运行的进程

3. 服务 (Service)

• 服务是一种长期运行的后台进程，通常用来提供某种功能或等待请求。
• 查看服务状态命令：
  systemctl list-unit-files | grep mysql # 查看与 MySQL 相关的服务
cat /etc/services | grep mysql # 查看端口号与服务的映射关系（MySQL 示例）

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运行程序的方式

1. 前台运行

• 直接运行程序会占用当前终端，直到程序结束：
  ./xxx

2. 后台运行

• 使用 nohup 将程序放到后台运行，即使终端关闭，程序仍继续运行：
  nohup ./xxx &
• 可通过以下命令查看程序的后台运行状态：
  jobs # 查看当前终端启动的后台任务
ps -aux | grep xxx # 查看指定程序是否在后台运行

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使用 top 命令查看进程信息详解

1. 顶部系统信息（全局状态）

• 当前时间：系统当前的时间（如 17:48）。
• 运行时间（up）：系统从启动到现在已运行的时间（如 47 min）。
• 登录用户数：当前登录到系统的用户数量（如 2 users）。
• 系统负载（load average）：最近 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载值，表示运行队列的平均任务数（如 0.00, 0.05, 0.06）。

2. 任务队列信息

• Tasks（任务总数）：系统中所有的任务（进程）的统计：

• total：总进程数（如 153 total）。

• running：正在运行的进程数（如 2 running）。

• sleeping：处于睡眠状态的进程（如 151 sleeping）。

• stopped：被停止的进程（如 0 stopped）。

• zombie：僵尸进程数量（如 0 zombie）。

3. CPU 使用信息

• %Cpu(s)：CPU 的使用情况按不同类型统计：

• us（用户态）：用户进程占用 CPU 的百分比（如 0.0 us）。

• sy（内核态）：系统内核进程占用 CPU 的百分比（如 0.3 sy）。

• ni（nice 进程）：调整优先级的用户进程占用 CPU 的百分比（如 0.0 ni）。

• id（空闲）：CPU 空闲百分比（如 99.7 id）。

• wa（I/O 等待）：等待 I/O 操作的时间百分比（如 0.0 wa）。

• hi（硬件中断）：硬件中断占用的百分比（如 0.0 hi）。

• si（软件中断）：软件中断占用的百分比（如 0.0 si）。

• st（虚拟机被偷走）：虚拟化环境中 CPU 被 Hypervisor 偷走的时间（如 0.0 st）。

4. 内存信息

• KiB Mem（物理内存）：
• total：总物理内存大小（如 999936 KiB）。
• free：空闲的物理内存（如 102476 KiB）。
• used：已使用的物理内存（如 468188 KiB）。
• buff/cache：用于缓存的物理内存（如 429272 KiB）。
• KiB Swap（交换分区）：
• total：总交换分区大小（如 2097148 KiB）。
• free：空闲的交换分区（如 2097148 KiB）。
• used：已使用的交换分区（如 0 KiB）。
• avail Mem：可用的内存总量（包括空闲内存和缓存）（如 322784 KiB）。

5. 进程详细信息

• PID：进程 ID。

• USER：进程所属用户。

• PR：进程优先级。

• NI：进程的 nice 值（优先级调整值）。

• VIRT：进程占用的虚拟内存大小。

• RES：进程占用的物理内存大小。

• SHR：进程共享内存大小。

• S（状态）：

• R：运行（running）。

• S：睡眠（sleeping）。

• D：不可中断的睡眠（waiting for I/O）。

• Z：僵尸进程（zombie）。

• T：停止（stopped）。

• %CPU：进程占用的 CPU 百分比。

• %MEM：进程占用的内存百分比。

• TIME+：进程累计使用的 CPU 时间。

• COMMAND：启动进程的命令。

使用技巧

• 交互操作：

• 按 q 退出 top。

• 按 k 输入 PID 可终止特定进程。

• 按 P 按 CPU 使用率排序。

• 按 M 按内存使用率排序。

• 过滤特定进程：
  top -p <PID>

• 非动态方式显示：
  top -b -n 1 > output.txt

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ps 命令选项详解

全拼：process status
ps 命令用于显示进程的静态信息（与 top 的动态显示不同）。
常用选项
选项功能说明-a显示所有进程，包括其他用户的进程；-u按用户 ID 或用户名筛选进程，显示进程的详细信息；-x显示没有控制终端的进程，同时显示每个命令的具体路径；-e显示所有的进程，与 -A 效果相同；-f显示更完整的信息，通常与 -e 一起使用；

示例用法

1.查看所有进程：
ps -e
2.查看指定用户的进程：
ps -u 用户名
3.查看所有无终端控制的后台进程：
ps -x
4.查看详细的所有进程信息：
ps -ef
5.结合管道和过滤工具（如 grep）筛选进程：

• 查看与某个关键字相关的进程（比如 mysql）：
  ps -ef | grep mysql

常用字段释义

字段名	含义
PID	进程 ID，唯一标识系统中的每个进程。
USER	启动进程的用户。
%CPU	占用的 CPU 百分比，表示进程对 CPU 使用的相对强度。
%MEM	占用的内存百分比，表示进程对物理内存的使用比例。
VSZ	虚拟内存大小（单位：KB），表示进程分配的虚拟内存总量。
RSS	驻留内存大小（单位：KB），表示进程实际占用的物理内存（驻留内存）。
TTY	终端名称，表示进程的控制终端；若为 ? 表示未关联到任何终端。
STAT	进程状态，可能的值包括： - R：运行中（Running） - S：休眠（Sleeping） - D：不可中断的睡眠状态（Disk sleep） - Z：僵尸进程（Zombie） - T：停止状态（Stopped） - 其他可能的标记，如 <（高优先级）、N（低优先级）等。
START	进程启动时间，可能以具体时间（如 12:00）或日期（如 Oct01）显示。
TIME	进程累计占用的 CPU 时间，表示进程运行总共使用 CPU 的时间。
COMMAND	启动进程的命令及其参数，显示完整的命令行调用。

ps -ef

以下是 ps -ef 命令输出的字段含义：

字段名	含义
UID	启动进程的用户。 - 如 root 表示超级用户。
PID	进程 ID，系统中每个进程的唯一标识。
PPID	父进程 ID，表示该进程是由哪个进程启动的。
C	CPU 占用率的简化表示（百分比），通常为整数，反映进程的 CPU 使用情况。
STIME	进程的启动时间： - 可能为日期（如 Jul27），表示较早启动的进程； - 或具体时间（如 12:00），表示当天启动的进程。
TTY	终端名称： - 如 ? 表示该进程没有控制终端，通常是后台运行的守护进程。
TIME	进程累计占用的 CPU 时间，格式为 hh:mm:ss，表示运行期间使用CPU的总时间。
CMD	启动进程的命令，包括命令路径或参数，显示完整的命令行调用。

1.按关键字筛选进程：
ps -ef | grep <关键词>
2.查看父子进程关系：
ps -ef --forest
3.按内存或 CPU 使用排序（结合 sort 使用）：
ps -e -o pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%cpu

• 1.ps -aux
  显示系统中当前运行的所有进程，包括用户、CPU和内存使用情况等信息。

• 2.pstree
  以树状图显示系统中运行的进程及其父子关系。

• 3.常用选项：

  • pstree -p
  • pstree mysql显示与mysql相关的进程树。
  • pstree -p | grep ssh查询与ssh相关的进程

服务管理

systemctl命令

• 用于管理系统服务，支持服务的启动、停止、重启及状态查询。
  常见操作

命令	功能说明
systemctl status *.service	查看所有服务的状态，包括是否正在运行、加载情况等。
systemctl start mysqld.service	启动指定的服务（以 mysqld 服务为例）。
systemctl restart mysqld.service	重启指定的服务。如果服务已在运行，将先停止再启动。
systemctl stop mysqld.service	停止指定的服务，这将使服务不再运行。
systemctl enable mysqld.service	设置指定服务为开机自启动，系统启动时服务将自动运行。
systemctl disable mysqld.service	停止指定服务的开机自启动，系统启动时服务将不会自动运行。

service命令

• 早期服务管理工具，与systemctl功能相似，但较为简单。
  以下是 daemon 命令与 systemctl 命令的对应关系整理表：

Daemon 命令	对应的 systemctl 命令	功能说明
service [服务] start	systemctl start [unit type]	启动指定的服务。
service [服务] stop	systemctl stop [unit type]	停止指定的服务。
service [服务] restart	systemctl restart [unit type]	重启指定的服务（先停止后启动）。

说明：

1. [服务]：表示服务名称，例如 mysqld。
2. [unit type]：表示服务单元的类型，例如 mysqld.service。
   • 在 systemctl 中，服务名称通常以 .service 结尾。
3. 功能一致性：service 和 systemctl 的功能基本一致，但 systemctl 是现代 Linux 发行版（如 CentOS 7、RHEL 7 及以上）中推荐使用的服务管理工具。
4. 优势：
   • 相较于 service，systemctl 提供更多控制选项和更灵活的服务管理能力。

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停止程序

信号量和停止进程

使用kill命令可通过发送信号量终止进程：

以下是信号量含义的整理与解析表：

信号量	信号名称	含义说明
0	EXIT	程序退出信号。通常在程序正常结束时收到此信号。
1	HUP	挂起信号。常用于通知进程重新加载配置文件或重新初始化，而不需要终止进程。
2	INT	中断信号，通常由键盘输入 Ctrl+C 触发，用于终止前台运行的程序。
3	QUIT	退出信号。一般由用户通过 *Ctrl+* 触发，用于强制退出并生成内核转储。
9	KILL	强制终止进程信号。无法被捕获、阻塞或忽略，直接终止目标进程。
11	SEGV	段错误信号。通常由程序访问无效内存地址（如越界访问）时触发，导致程序崩溃。
15	TERM	软件终止信号（默认信号）。用于请求程序以正常方式终止，可被捕获和处理以执行清理操作。

1. 信号作用：
   • 信号是操作系统用于与进程通信的一种机制，可以通知进程执行特定的操作（如终止、暂停等）。
2. 常见用例：
   • HUP：常用于服务软件（如 nginx）重新加载配置文件，而无需停止服务。
   • KILL：用于强制终止无法正常停止的程序。
   • TERM：最常用的终止信号，适用于正常关闭程序。
3. 特殊信号：
   • KILL (9)：不可被捕获或忽略，是终止进程的最后手段。
   • SEGV (11)：通常用于调试程序，帮助定位段错误。

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内存使用查看

free命令
用于查看内存和交换分区(Swap)的使用情况。
常用命令
以下是 free 命令及其常用参数功能的解析整理表：

命令	功能说明
free	显示系统内存的使用情况，包括总量、已用、空闲和缓存等。
free -h	以 人类可读 的格式显示内存信息（会自动转为 KB、MB、GB 单位）。
free -m	以 MB（兆字节） 为单位显示内存的使用情况。

输出示例（free -h）解析：

字段	含义
total	系统总内存量。
used	已使用的内存量（包括缓存和缓冲区）。
free	完全空闲的内存量。
shared	被共享内存段使用的内存量。
buff/cache	缓冲区和缓存占用的内存量。
available	应用程序实际可用的内存量（考虑了缓存可被释放的部分）。

示例结果解释

• Mem:
  • 总内存 (total)：系统总内存。
  • 已使用 (used)：当前已使用的内存。
  • 未使用 (free)：未分配的内存。
  • 缓冲/缓存 (buff/cache)：用于缓冲的内存。
  • 可用 (available)：启动新程序时可用的内存。
• Swap:
  • 总量 (total)：交换分区总大小。
  • 已使用 (used)：已使用的交换分区。
  • 未使用 (free)：未使用的交换分区。

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磁盘管理

检查磁盘使用情况

使用du命令查看目录和文件的磁盘占用情况。

命令	功能说明
du /usr	显示 /usr 目录的磁盘使用情况，以默认的块大小单位 (如 KB) 显示各子目录及文件的空间占用情况。
du -h /usr	与 du /usr 类似，但以人类可读形式（如 KB、MB、GB 等）显示 /usr 目录及其子目录的空间占用情况，便于快速理解数据大小。
du -h /root --max-depth=1	显示 /root 目录及其子目录的磁盘使用情况，以人类可读形式显示，但限制只显示1级目录的使用情况（不递归显示更深层次的目录）。
`` du -h --max-depth=1	sort -hr ``
`` du -ah /root	sort -hr ``
du -ah --exclude="*/.*"	显示当前目录中所有文件及文件夹的磁盘使用情况，排除所有隐藏目录和隐藏文件（以 . 开头的文件或目录，如 .git 或 .config），以便聚焦非隐藏内容的分析。
du -kt -10M ./*	列出当前目录中所有大于 10MB 的文件，其中： -k 按 KB 单位显示结果； -t -10M 表示仅匹配大于 10MB 的文件（-10M 是大小过滤条件）。

• 选项说明：

  • -h：人类可读格式输出，单位为 KB、MB、GB。
  • --max-depth=N：限制目录深度为指定的级别 N。
  • -a：同时显示文件和目录的磁盘使用情况。
  • --exclude="PATTERN"：排除符合特定模式（如隐藏文件、目录等）的内容。
  • sort -hr：对输出结果按数字大小降序排序，-h 支持带人类可读单位的数值排序。
  • -t：只显示满足条件的文件（如大于或小于指定大小的文件）。

• 使用场景：

  • 排查目录中占用空间过大的文件或子目录。
  • 快速了解某个目录的磁盘使用情况。
  • 排除隐藏文件/目录，专注于普通文件的分析。

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定时任务管理

工具：crontab
crontab是Linux用于创建、删除、列出和编辑定时任务的工具。
crontab命令
以下是 crontab 命令的功能说明：

命令	功能说明
crontab -u root -r	删除指定用户（root 用户）的所有定时任务。
crontab -u root time.cron	将指定的任务文件（time.cron）加载并添加到指定用户（root 用户）的定时任务中。
crontab -u root -l	列出指定用户（root 用户）的定时任务清单，显示当前用户的所有定时任务。
crontab -u root -e	编辑指定用户（root 用户）的定时任务，通过文本编辑器修改任务配置。

1. -u root 表示指定操作系统中的哪个用户的定时任务。
2. 如果不指定 -u root，则默认操作当前用户的定时任务。
3. crontab 是 Linux 系统中用于设置周期性任务的工具。
4. 在 crontab -e 编辑时，需要注意任务的时间格式为 分钟 小时 日期 月份 星期 命令。

** 任务时间格式示例**

字段	含义	取值范围
分钟	任务执行的分钟	0-59
小时	任务执行的小时	0-23
日期	任务执行的日期	1-31
月份	任务执行的月份	1-12
星期	任务执行的星期几	0-7（0 和 7 都表示星期日）

以下是关于不同文件路径及其功能的说明表：

路径	功能说明
/etc/crontab	用于管理系统级别的全局定时任务文件。所有用户的任务都可以在此文件中设置，且需要指定运行任务的用户。
/var/spool/cron/	存放每个用户（包括 root 用户）的个人 crontab 任务文件。只有对应用户可以编辑其任务。
/etc/cron.d/	存放需要执行的 crontab 文件或脚本。适合存放一些独立于用户的定时任务配置文件。

1. /etc/crontab

   • 用途：设置系统全局的定时任务。
   • 特点：
     • 必须指定任务运行的用户。例如：

       分钟 小时 日期 月份 星期 用户名 命令
       

       示例：

       0 5 * * * root /path/to/script.sh
       

     • 通常用于系统管理员配置与维护。

2. /var/spool/cron/

   • 用途：每个用户的个人定时任务文件。
   • 特点：
     • 用户通过 crontab 命令创建或修改的任务会存放在这里。例如，crontab -e 修改的任务。
     • 每个用户都有独立的文件，任务执行无需指定用户名。例如：

       分钟 小时 日期 月份 星期 命令
       

       示例：

       0 6 * * * /path/to/user_script.sh
       

     • 该目录的权限受限，只有系统管理员或任务所属用户可以访问。

3. /etc/cron.d/

   • 用途：存放单独的定时任务配置文件或脚本。
   • 特点：
     • 任务文件格式类似于 /etc/crontab，需要指定运行任务的用户。例如：

       15 3 * * * root /path/to/script.sh
       

     • 可以用来组织复杂任务，或分隔系统服务相关的任务配置。
     • 系统自动扫描并加载该目录下符合规范的文件。

• 对于系统级任务：优先考虑 /etc/crontab 和 /etc/cron.d/。
• 对于用户任务：使用 /var/spool/cron/ 或 crontab -e 命令来操作用户的任务。

Cron表达式

Cron表达式用于定义任务运行时间，格式如下：
分 小时 日 月 星期 命令

• 每个字段的取值范围：
• 分：0-59
• 小时：0-23
• 日：1-31
• 月：1-12
• 星期：0-7（0和7均表示星期天）
• 其他符号：
• *：表示任意值。
• ,：用于分隔多个值。
• -：用于表示范围。
• /：用于指定步长。

在线生成Cron表达式：Cron表达式工具