UNIX 進(jìn)程管理

進(jìn)程管理

如果用戶(hù)在 UNIX 操作系統(tǒng)上執(zhí)行了一個(gè)程序，那么操作系統(tǒng)會(huì)為這個(gè)程序創(chuàng)建一個(gè)運(yùn)行它的特定環(huán)境。這個(gè)環(huán)境包含系統(tǒng)運(yùn)行該程序所需的一切資源，使得好像系統(tǒng)中沒(méi)有運(yùn)行其他程序一樣。

用戶(hù)如果在 UNIX 操作系統(tǒng)中輸入一個(gè)指令，操作系統(tǒng)就會(huì)創(chuàng)建（啟動(dòng)）一個(gè)相應(yīng)的進(jìn)程。比如，如果用戶(hù)希望使用 ls 指令來(lái)列出目錄內(nèi)的文件列表時(shí)，系統(tǒng)就啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，進(jìn)程就是一個(gè)可執(zhí)行程序的實(shí)例。

操作系統(tǒng)通過(guò)一個(gè) 5 位的 ID 號(hào)碼來(lái)追蹤進(jìn)程，這個(gè) ID 號(hào)碼 通常被稱(chēng)為pid 或進(jìn)程 ID。操作系統(tǒng)中的每一個(gè)進(jìn)程都有唯一 pid。

由于所有的進(jìn)程 ID 是循環(huán)使用的，所以 pid 是會(huì)重復(fù)的。不過(guò)，在操作系統(tǒng)中，不存在兩個(gè)進(jìn)程擁有統(tǒng)一進(jìn)程 ID 的情況。

創(chuàng)建進(jìn)程

如果用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程（執(zhí)行一個(gè)指令），那么可以?xún)煞N方式來(lái)運(yùn)行它。

• 前臺(tái)進(jìn)程
• 后臺(tái)進(jìn)程

前臺(tái)進(jìn)程

默認(rèn)情況下，任何一個(gè)用戶(hù)創(chuàng)建的進(jìn)程都會(huì)在前端執(zhí)行。該進(jìn)程可以從鍵盤(pán)獲取輸入信息并且可以將執(zhí)行結(jié)果反饋到顯示器上。

我們可以使用 ls 指令來(lái)觀察這個(gè)過(guò)程。如果用戶(hù)希望列出當(dāng)前目錄下的所有文件，用戶(hù)需要在終端命令行鍵入如下指令：

    $ls ch*.doc

這個(gè)指令將會(huì)顯示所有文件名稱(chēng)以 ch 開(kāi)頭，以 .doc 結(jié)尾的文件。

    ch01-1.doc   ch010.doc  ch02.docch03-2.doc 
    ch04-1.doc   ch040.doc  ch05.docch06-2.doc
    ch01-2.doc   ch02-1.doc

該指令對(duì)應(yīng)的進(jìn)程在前臺(tái)進(jìn)行，輸出結(jié)果直接顯示在顯示屏上，如果 ls 執(zhí)行需要獲取輸入，那么該進(jìn)程會(huì)等待來(lái)自鍵盤(pán)的輸入信息。

當(dāng)程序在前臺(tái)執(zhí)行的時(shí)候，用戶(hù)無(wú)法執(zhí)行其他的指令（創(chuàng)建其他的進(jìn)程），這是因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)提示其他進(jìn)程無(wú)法創(chuàng)建直到當(dāng)前進(jìn)程執(zhí)行完畢。

后臺(tái)進(jìn)程

后臺(tái)進(jìn)程不需要鍵盤(pán)輸入的信息就可以執(zhí)行。如果后臺(tái)進(jìn)程需要鍵盤(pán)等外設(shè)的輸入信息的話，那么它會(huì)等待。

后臺(tái)進(jìn)程的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)可以執(zhí)行其他的指令。用戶(hù)此時(shí)不需要等待進(jìn)程結(jié)束就可以執(zhí)行其他的進(jìn)程。

開(kāi)啟一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程的最簡(jiǎn)單的方法就是在指令的末尾添加 & 標(biāo)識(shí)符。

    $ls ch*.doc &

這個(gè)指令也會(huì)示所有文件名稱(chēng)以 ch 開(kāi)頭，以 .doc 結(jié)尾的文件。

    ch01-1.doc   ch010.doc  ch02.docch03-2.doc 
    ch04-1.doc   ch040.doc  ch05.docch06-2.doc
    ch01-2.doc   ch02-1.doc

如果這里的 ls 指令希望得到輸入信息，它會(huì)轉(zhuǎn)換為停止?fàn)顟B(tài)直到用戶(hù)將他轉(zhuǎn)到前臺(tái)并獲取到從鍵盤(pán)來(lái)的輸入信息。

第一行顯示了后臺(tái)進(jìn)程的信息——作業(yè)號(hào)和進(jìn)程 ID，用戶(hù)需要使用作業(yè)號(hào)來(lái)完成前景和后臺(tái)之間的切換。

如果用戶(hù)按下回車(chē)鍵，可以看到如下信息：

    [1]   +   Done ls ch*.doc &
    $

第一行表示 ls 指令的后臺(tái)進(jìn)程已經(jīng)成功執(zhí)行。第二行提示可以執(zhí)行其他的指令。

列出處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程

可以使用 ps 指令來(lái)顯示當(dāng)前操作系統(tǒng)處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程，結(jié)果如下：

    $ps
    PID     TTY     TIMECMD   

    18358   ttyp3   00:00:00sh
    18361   ttyp3   00:01:31abiword
    18789   ttyp3   00:00:00ps

使用 ps 指令時(shí)，通常會(huì)選擇 -f 選項(xiàng)。該選項(xiàng)可以顯示更為詳細(xì)的內(nèi)容。

    $ps -f
    UID      PID  PPID C STIME       TTY     TIME CMD
    amrood   6738 3662 0 10:23:03    pts/6   0:00 first_one
    amrood   6739 3662 0 10:22:54    pts/6   0:00 second_one
    amrood   3662 3657 0 08:10:53    pts/6   0:00 -ksh
    amrood   6892 3662 4 10:51:50    pts/6   0:00 ps -f

下面是 -f 選項(xiàng)列出內(nèi)容的的相關(guān)解釋。

如下是其他配合 ps 指令的選項(xiàng)：

停止進(jìn)程執(zhí)行

用戶(hù)可以使用多種方式來(lái)停止一個(gè)進(jìn)程。通常情況下，可以通過(guò)終端指令來(lái)完成，比如，同時(shí)按下 CTRL+C 鍵就可以停止當(dāng)前執(zhí)行的指令。這種方式僅在程序以前臺(tái)的方式執(zhí)行的情況下起作用。

如果一個(gè)進(jìn)程以后臺(tái)的方式在執(zhí)行，那么首先用戶(hù)需要通過(guò) ps 指令來(lái)獲取它的作業(yè)編號(hào)，然后用戶(hù)可以使用 kill 指令來(lái)殺掉該進(jìn)程。如下：

    $ps -f
    UID  PID  PPID C STIMETTY   TIME CMD
    amrood   6738 3662 0 10:23:03 pts/6 0:00 first_one
    amrood   6739 3662 0 10:22:54 pts/6 0:00 second_one
    amrood   3662 3657 0 08:10:53 pts/6 0:00 -ksh
    amrood   6892 3662 4 10:51:50 pts/6 0:00 ps -f
    $kill 6738
    Terminated

這里的 kill 指令收終止指令為 first_one 對(duì)應(yīng)的進(jìn)程。如果某個(gè)進(jìn)程無(wú)視常規(guī)的 kill 指令。用戶(hù)可以使用 kill -9 后跟進(jìn)程編號(hào)的方式來(lái)終止指令，如下：

    $kill -9 6738
    Terminated

父進(jìn)程和子進(jìn)程

UNIX 系統(tǒng)中的每一個(gè)進(jìn)程都有兩個(gè) ID 號(hào)碼：進(jìn)程 ID（pid）和父進(jìn)程 ID（ppid）.系統(tǒng)中的每一個(gè)用戶(hù)進(jìn)程均有父進(jìn)程。

大部分使用 shell 執(zhí)行的指令均有他們各自的父進(jìn)程。使用 ps -f 指令可以顯示出每個(gè)進(jìn)程相對(duì)應(yīng)的進(jìn)程 ID和其父進(jìn)程 ID.

僵尸進(jìn)程和孤兒進(jìn)程

通常情況下，當(dāng)某個(gè)子進(jìn)程被殺掉后，其父進(jìn)程會(huì)被 SIGCHILD 信號(hào)通知。然后，該父進(jìn)程會(huì)做一些必要的操作或者啟動(dòng)一個(gè)新的子進(jìn)程。然而，有時(shí)候是父進(jìn)程先于子進(jìn)程被殺掉。這種情況下，被稱(chēng)為“所有進(jìn)程的父進(jìn)程”的 init 進(jìn)程就稱(chēng)為該子進(jìn)程的父進(jìn)程。這些子進(jìn)程也稱(chēng)為孤兒進(jìn)程。

當(dāng)某個(gè)進(jìn)程被殺掉后，ps 指令列出的列表里顯示該進(jìn)程標(biāo)志位 Z 狀態(tài)。它就是一個(gè)僵尸進(jìn)程。該進(jìn)程處于死亡狀態(tài)并且不會(huì)被再次使用。這些進(jìn)程不同于孤兒進(jìn)程。他們是已經(jīng)完成任務(wù)的進(jìn)程，但是仍在進(jìn)程表中留有一個(gè)入口。

守護(hù)進(jìn)程

守護(hù)進(jìn)程是操作系統(tǒng)相關(guān)的后臺(tái)進(jìn)程，他們通常以 root 權(quán)限執(zhí)行，并且會(huì)相應(yīng)其他進(jìn)程的請(qǐng)求。

守護(hù)進(jìn)程沒(méi)有控制終端。它也不能打開(kāi) /dev/tty。如果用戶(hù)使用"ps -ef" 指令來(lái)查看 tty 域，所有的守護(hù)進(jìn)程在該域都會(huì)顯示？。

更詳細(xì)的來(lái)講，守護(hù)進(jìn)程就是執(zhí)行在后臺(tái)的進(jìn)程，且它會(huì)等待某個(gè)事件的發(fā)生，從而相應(yīng)該事件。比如打印機(jī)守護(hù)進(jìn)程一直在等待打印的指令。

如果用戶(hù)的某個(gè)程序需要長(zhǎng)時(shí)間的執(zhí)行，那么可以將它設(shè)計(jì)為守護(hù)進(jìn)程的啟動(dòng)方式。

top 指令

top 指令是用于顯示以不同條件排序進(jìn)程的指令。

它是一個(gè)頻繁更新的交互式診斷工具，會(huì)動(dòng)態(tài)的顯示如下和相關(guān)進(jìn)程的如下信息：物理內(nèi)存、虛擬內(nèi)存、CPU 利用率、負(fù)載率。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)執(zhí)行 top 指令，且查看不同繼承的CPU使用率。

    $top

作業(yè)編號(hào)與進(jìn)程號(hào)

后臺(tái)的且阻塞狀態(tài)的進(jìn)程通常使用作業(yè)編號(hào)來(lái)維護(hù)。該作業(yè)編號(hào)不同于進(jìn)程編號(hào)。

此外，作業(yè)可以包含多個(gè)進(jìn)程，這些進(jìn)程可以串行執(zhí)行，也可以并行執(zhí)行，所以使用作業(yè)編號(hào)比跟蹤單個(gè)的進(jìn)程會(huì)更加簡(jiǎn)單。