03.03 Linux進程管理

這篇主要講解在Linux下進程的管理。

那麼接下來就開始吧，如果文章有錯誤的地方請大家多多包涵，不吝在評論區指正哦~

一、Linux下的進程

每個用戶均可同時運行多個程序。為了區分每一個運行的程序，Linux給每個進程都做了標識，稱為進程號（process ID），每個進程的進程號是唯一的。

Linux 給每個進程都打上了運行者的標誌，用戶可以控制自己的進程：給自己的進程分配不同的優先級，也可以隨時終止自己的進程。

• 進程從執行它的用戶處繼承UID、GID，從而決定對文件系統的存取和訪問
  。

Linux 不可能在一個 CPU 上同時處理多個任務（作業）請求，而是採用 “分時” 技術來處理這些任務請求。

使用PID區分不同的進程

• 系統啟動後的第一個進程是init，它的PID是1。init是唯一一個由系統內核直接運行的進程。
• 除了init之外，每個進程都有父進程（PPID標識）
• 每個進程還有四個與用戶和組相關的識別號
• 實際用戶識別號 （real user ID，RUID）
• 實際組識別號 （real group ID，RGID）
• 有效用戶識別號 （effect user ID，EUID）
• 有效組識別號 （effect group ID，EGID）

1. RUID和RGID的作用：識別正在運行此進程的用戶和組。
2. EUID和EGID的作用：確定一個進程對其訪問的文件的權限。

進程類型：

• 交互進程
• 由一個Shell啟動的進程。
• 交互進程既可以在前臺運行，也可以在後臺運行。
• 批處理進程
• 不與特定的終端相關聯，提交到等待隊列種順序執行的進程。
• 守護進程（Daemon）
• 在Linux在啟動時初始化，需要時運行於後臺的進程。

進程的啟動方式：

• 手工方式：使用操作系統提供的用戶接口
• 前臺
• 後臺 （&）
• 調度方式：按照預先指定的時間執行
• at
• batch
• cron

前臺進程：

• 指一個程序控制著標準輸入/輸出，在程序運行時，shell 被暫時掛起，直到該程序運行結束後，才退回到 shell。在這個過程中，用戶不能再執行其它程序

後臺進程：

• 用戶不必等待程序運行結束就可以執行其它程序。運行後臺進程的方法是在命令行最後加上 “&”

進程和作業的區別：

• 進程：操作系統的概念，由操作系統負責管理
• 作業：shell程序的概念，由shell程序負責管理
• 一個操作系統可以啟動多個shell程序，shell本身也是一個進程
• 一個作業裡至少包含一個進程，也可以包含多個進程
• 作業分前臺和後臺運行之分

有了上面的知識點，我們就可以畫出這麼一張流程圖：

1.1管理進程常用命令

使用ps命令查看進程狀態信息：

• ps -ef
• ps aux

ps命令參數說明：

ps命令輸出說明：

還有其他幾個常用命令：

• 註銷後繼續運行進程：nohup 命令 [選項] [參數] [輸出文件] &
• 用過SpringBoot打jar包部署到Linux下的同學對上面這個命令一定不會陌生啦~
• 殺死進程：kill pid -9
• free：查看內存使用狀況
• top ：查看實時刷新的系統進程信息
• 進程調度的優先權nice命令：
• 進程運行後調整優先級：renice命令。

作業控制是指控制當前正在運行的進程的行為，也被稱為進程控制。

• 暫時停止某個運行程序 使用Ctrl+z
• 列舉作業號碼和名稱：jobs
• 在後臺恢復運行：bg [%作業號碼]
• 在前臺恢復運行：fg [%作業號碼]
• 發送信號：kill -[信號] pid

1.2進程練習題

以root賬戶登錄，運行ps命令，選項分別用-a和-af；觀察對比結果，並截圖；運行ps命令，選項為-ef，觀察結果；運行ps，選項為au，觀察結果，並截圖。

切換到jkXX賬戶，用長格式列出/usr/bin/passwd命令，觀察命令的權限屬性；用後臺方式運行passwd命令；運行ps命令，選項為-ao，參數為user,pid,ruid,euid,tty,cmd，觀察結果並截圖

切換到peter賬戶，用後臺執行命令ls -l /usr/bin | more &，觀察結果；上述命令再次執行兩遍，觀察結果；執行ps命令，選項為au，觀察有哪些進程在運行；執行命令jobs，查看有哪些作業在運行；通過fg命令把後臺命令轉移到前臺，使之結束，觀察剩餘作業；直到作業全部結束。

切換到jason賬戶，用nice命令啟動在後臺啟動vi編輯軟件，優先級增加10，用ps命令，選項為-l觀察vi進程的優先級；用nice命令啟動在後臺啟動vi編輯軟件，優先級減少10，觀察結果，為什麼不成功；切換到root賬戶，用nice命令啟動在後臺啟動vi編輯軟件，優先級減少10；

ps命令中顯示TTY代表什麼？

答：tty代表字符終端。

ps命令的輸出結果，哪個進程的狀態為運行狀態？哪個進程為休眠狀態？

答：ps au命令的進程是運行狀態，用R表示；其餘的都是休眠狀態。

passwd命令的euid為多少，它在執行中應獲得誰的權限？

答：euid為0，它在執行中應獲得文件所有者root的權限。

如果用chmod命令把passwd命令的suid屬性去掉，在普通賬戶下運行passwd命令，可以修改密碼嗎？為什麼？

答：不可以，因為passwd命令要修改shadow文件，shadow文件是root用戶的，普通賬戶運行passwd命令，沒有獲得root用戶權限，無法修改shadow文件。

nice命令減少優先級的值，需要什麼樣的權限？

答：需要root用戶權限

二、守護進程

始終在後臺運行並響應合法請求的程序稱為守護（Daemon）進程。守護進程不是由用戶啟動運行的，也不與終端關聯。

• 一個實際運行中的系統一般會有多個守護進程在運行，且各個系統中運行的守護進程都不盡相同。
• 除非程序異常中止或者人為終止，否則它們將一直運行下去直至系統關閉。
• UNIX/Linux的守護進程在Windows系統中被稱作“服務”。

守護進程的分類：

• 系統守護進程
• 計劃性任務 daemon：如 atd、crond
• 系統日誌 daemon：如 rsyslogd
• 打印假脫機 daemon：如 cupsd、lpd
• 網絡參數設置 daemon：如 network
• 網絡守護進程：
• 各種網絡協議偵聽 daemon
• 如：sshd、httpd、postfix、vsftpd
• 網絡超級服務器（Supper Server）
• 如：xinetd 或 inetd

超級服務器的引入xinetd：

• 對於系統所要提供的每一種網絡服務，都必須運行一個監聽某個端口連接發生的守護程序，這通常意味著系統資源的浪費。
• 為了避免系統資源浪費引入了“超級服務器”。超級服務器啟動後同時監聽它所管理的服務的所有端口
• 當有客戶提出服務請求時
• 超級服務器會判斷這是對哪一個服務的請求，然後再開啟與此服務相應的守護進程
• 由超級服務器產生的某服務的進程處理客戶的請求，當處理結束便終止此服務進程
• 超級服務器本身繼續監聽其他服務請求

守護進程的啟動方式：

• 獨立啟動
• 獨立運行的守護進程由init腳本負責管理，腳本存放在/etc/rc.d/init.d/目錄下
• 所有的系統服務都是獨立運行的
  。如：crond、syslogd等
• 一些常用的網絡守護進程是獨立運行的。如：httpd等
• 瞬態啟動
• 由網絡超級服務器（xinetd）運行的守護進程，由xinetd管理的守護進程的配置文件存在/etc/xinetd.d/目錄下
• 默認的xinetd的主配置文件是/etc/xinetd.conf
• 一些不常用的網絡守護進程是由xinetd啟動的，如：telnet、 tftp等
• xinetd本身是獨立運行的守護進程

2.1管理守護進程常用命令

chkconfig命令的功能

• 添加指定的新服務
• 清除指定的服務
• 顯示由chkconfig管理的服務
• 改變服務的運行級別
• 檢查服務的啟動狀態

chkconfig --list會顯示出對應的運行級別：

• 0： 關機
• 1： 單用戶
• 2： 無網絡的多用戶
• 3： 命令行模式
• 4： 未用
• 5： GUI（圖形桌面 模式）
• 6 ： 重啟

用ntsysv管理守護進程

使用service管理守護進程

• service --status-all
• service server-name status
• service server-name start|stop|restart

2.2守護進程練習題

安裝守護進程工具ntsysv，並運行它；通過ntsysv界面，取消crond的自動啟動，通過命令chkconfig來檢查crond自動運行是否被取消；通過chkconfig命令設置crond啟動啟動，通過ntsysv檢查結果；觀察結果，並截圖

編輯xinetd的主配置文件，修改鏈接instances = 2，重新啟動xinetd；用putty以telnet方式連接到linux，用pstree命令觀察xinetd啟動的telnet進程數量；繼續開啟telnet鏈接，直到連接超過限制

編輯系統服務文件services，修改telnet服務的端口為27，重啟xinetd；用putty以telnet方式連接到linux，顯示當前的網絡鏈接；恢復telnet默認的服務端口，並檢查；觀察結果，並截圖。

telnet服務端口可以改變嗎？如果可以改變，連接telnet服務應注意什麼問題？

答：telnet服務端口可以改變。連接telnet服務的時候，應該注意端口號修改為正在提供telnet服務的端口號。

修改telnet配置文件，需要xinetd服務重啟嗎？為什麼？

答：需要重新啟動xinetd服務，因為xinetd作為超級服務器，它負責管理telnet服務的啟動，也要同時查看telnet的服務配置文件。當telnet服務配置文件修改的時候，xinetd服務需要知道配置文件的變化，重新啟動會重新讀取配置文件的內容，使之生效。

Telnet為什麼可以看到腳本程序的執行結果？

答：telnet是一個遠程的字符界面的網絡工具，它實現了遠程字符界面的標準輸入和輸出功能；腳本執行的結果是輸出到標準輸出設備，也就是字符界面的屏幕，telnet將標準輸出通過網絡傳遞到telnet客戶端的屏幕上顯示，因此它可以看到腳本程序執行的結果。

通過ntsysv命令和chkconfig命令打開守護進程啟動運行的結果是否完全一樣？有什麼不同？

答：ntntsysv命令關閉守護進程，只是改變了當前用戶運行級別的守護進程開關，具體來說，改變了3號運行級別命令行模式的守護進程開關。chkconfig命令默認改變3、4、5級別的全部開關，chkconfig還可以指定某個運行級別的守護進程開關。

三、安排自動化任務

調度任務的守護進程：

• atd
• crond

安排調度任務的幾個命令：

• at 安排作業在某一時刻執行一次
• batch 安排作業在系統負載不重時執行一次
• cron 安排週期性運行的作業

3.1atd守護進程

atd守護進程負責

控制普通用戶的使用

• 若/etc/at.allow存在，僅列在其中的用戶允許使用
• 若/etc/at.allow 不存在，檢查/etc/at.deny，沒有列於其中的所有用戶允許使用
• 若兩個文件均不存在，僅允許root用戶使用
• 空的/etc/at.deny文件，表示允許所有用戶使用（默認值）

如何使用：

• 安裝命令yum install at
• atd的啟動service atd start
• atd服務的查看chkconfig --list | grep atd或者ps -aef | grep atd
• at 命令格式及參數 at [-q 隊列] [-f 文件名] 時間

3.2cron

• crond守護進程負責監控週期性任務的執行
• crond守護進程的執行參數配置文件/etc/sysconfig/crond

控制普通用戶的使用

• 若/etc/cron.allow存在，僅列在其中的用戶允許使用
• 若/etc/cron.allow 不存在，檢查/etc/cron.deny，沒有列於其中的所有用戶允許使用
• 若兩個文件均不存在，僅允許root用戶使用
• 空的/etc/cron.deny文件，表示允許所有用戶使用（默認值）

crond啟動以後，每分鐘喚醒一次，檢測如下文件的變化並將其加載到內存

• /etc/crontab：是crontab格式（man 5 crontab）的文件
• /etc/cron.d/*：是crontab格式（man 5 crontab）的文件
• /var/spool/cron/*：是crontab格式（man 5 crontab）的文件
• /etc/anacrontab：是anacrontab格式（man 5 anacrontab）的文件

3.3安排自動化任務練習

安裝at計劃任務服務，並且啟動它；在下午茶的時間，檢查網卡信息；在兩分鐘之後，開啟防火牆；2019年6月1日凌晨兩點，服務器重啟；明天晚上9點，關閉eth1；用命令檢查正在等待的計劃任務；用at -c檢查正在等待任務的具體內容；刪除其中一條任務，觀察結果。觀察結果，並截圖

編輯一個文件myatXX（XX為學生的學號末兩位），要求按順序執行如下命令：返回用戶主目錄；查看用戶賬戶名；查看當前系統運行的所有進程，並將記錄保存到文件ps.log中；添加一個計劃任務，要求下午5點執行文件中的命令；觀察結果，並截圖

用普通賬戶jsjXX登錄，添加一個計劃任務，明天中午關閉eth0；更改at命令的相關配置文件，禁止jsjXX執行at命令，試驗證之

修改crontab文件，添加一個新的週期任務，要求如下：每間隔6個小時，把服務器正在監聽的端口信息，保存到/root/net.txt文件中；每週五或者10，20，30日上午9：00到下午15：00，每個小時第10分鐘，清除目錄/tmp下的所有文件

添加一個腳本，要求：每月執行該任務，查找/home目錄下30天沒有修改的文件，並刪除它；腳本名稱為clean-home

登錄jsj08 賬務，用crontab -e命令編寫一個週期任務，要求每個2分鐘按順序執行：顯示當前系統時間；顯示賬戶名；顯示當前賬戶的進程信息；以上命令的結果，全部以追加式方式保存到用戶主目錄下文件，文件名為myplanXX（XX為學生的學號末兩位）。用crontab -l檢查編寫的任務

myatXX文件是否要修改權限，才能執行？

答：不需要。atd服務只是從myatXX文件中讀取內容，真正執行的命令會存放在另外一個文件，我們用at -c命令可以看到這個真正執行文件內容。

腳本放在哪個目錄下？腳本需要添加可執行屬性嗎？

答：腳本根據不同的週期放到不同的目錄下，本題以月為週期執行，因此放入/etc/cron.monthly目錄下。腳本需要添加可執行屬性，因為這是真正可執行的腳本。

普通用戶可以修改at服務的配置文件嗎？

答：修改at配置文件需要root權限，普通用戶不可以修改at的配置文件。

四、總結

本文主要是總結了Linux下操作進程和自動化任務知識~~~這兩個知識點在Linux下也是很重要的，是學習Linux的基礎~

另外還有一些關於c++ Linux後臺服務器開發的一些知識點分享：Linux，Nginx，MySQL，Redis，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，協程，DPDK，webrtc，音視頻等等視頻。

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