关于Linux 进程你要知道的事

进程是指正在执行的程序，是程序在运行时的一个实例。它由程序指令以及从文件、其他程序中读取的数据或系统用户的输入组成。

在接下来的指南中，我们将逐步了解进程的基本概念，并简要介绍如何使用特定的命令来管理Linux系统中的进程。

进程类型

在Linux系统中，主要存在两种类型的进程：前台进程和后台进程。

前台进程是指直接与用户交互的进程。通常，用户在终端上执行的命令会作为前台进程运行。这些进程会占用终端，并将其输出直接发送到用户。

后台进程是在后台运行的进程，不会占用终端并且与用户无直接交互。后台进程通常用于执行长时间运行的任务或服务，用户可以在终端上执行其他操作而不受其影响。

通过使用特定的命令，我们可以管理和控制这些进程，包括查看正在运行的进程、启动新的进程、暂停、恢复或终止进程等操作。这些命令能够帮助我们有效地管理和监控系统中的进程。

前台进程（也称为交互式进程） - 这些进程由终端会话初始化和控制。换句话说，需要有一个连接到系统中的用户来启动这样的进程；它们不是作为系统功能/服务的一部分自动启动。
后台进程（也称为非交互式/自动进程） - 这些进程没有连接到终端；它们不需要任何用户输入。

什么是守护进程daemon

这是后台进程的特殊类型，它们在系统启动时启动，并作为服务一直运行；它们不会死亡。它们自发地作为系统任务启动（作为服务运行）。但是，它们能被用户通过 init 进程控制（RHEL&CentOs7 后systemd替换了init 进程具体可参看Linux就该这样学相关内容）。

在 Linux 中创建进程

在 Linux 中创建进程有三种方式：

fork() 方式

使用 fork() 函数以父进程为蓝本复制一个进程，其 PID号与父进程 PID 号不同。在 Linux 环境下，fork() 是以写复制实现的，新的子进程的环境和父进程一样，只有内存与父进程不同，其他与父进程共享，只有在父进程或者子进程进行了修改后，才重新生成一份。

system() 方式

system() 函数会调用 /bin/sh –c command 来执行特定的命令，并且阻塞当前进程的执行，直到 command 命令执行完毕。新的子进程会有新的 PID。

exec() 方式

exec() 方式有若干种不同的函数，与之前的 fork() 和 system() 函数不同，exec() 方式会用新进程代替原有的进程，系统会从新的进程运行，新的进程的 PID 值会与原来的进程的 PID 值相同。

Linux 如何识别进程？

由于 Linux 是一个多用户系统，意味着不同的用户可以在系统上运行各种各样的程序，内核必须唯一标识程序运行的每个实例。

程序由它的进程 ID（PID）和它父进程的进程 ID（PPID）识别，因此进程可以被分类为：

父进程 - 这些是在运行时创建其它进程的进程。
子进程 - 这些是在运行时由其它进程创建的进程。

init 进程

init 进程是系统中所有进程的父进程，它是启动 Linux 系统后第一个运行的程序；它管理着系统上的所有其它进程。它由内核自身启动，因此理论上说它没有父进程。

init 进程的进程 ID 总是为 1。它是所有子进程的父进程。（和根目录和子目录关系类似，一切从跟开始，一切从init进程开始）。

查找进程 ID

你可以用 pidof 命令查找某个进程的进程 ID：

# pidof systemd
# pidof top
# pidof httpd

要查找当前 shell 的进程 ID 以及它父进程的进程 ID，可以运行：

$ echo $$
$ echo $PPID

在 Linux 中启动进程

每次你运行一个命令或程序（例如 cloudcmd – CloudCommander），它就会在系统中启动一个进程。你可以按照下面的方式启动一个前台（交互式）进程，它会被连接到终端，用户可以发送输入给它：

# cloudcmd

Linux 后台任务

要在后台（非交互式）启动一个进程，使用 & 符号，此时，该进程不会从用户中读取输入，直到它被移到前台。

# cloudcmd &
# jobs

你也可以使用 Ctrl + Z 暂停执行一个程序并把它发送到后台，它会给进程发送 SIGSTOP 信号，从而暂停它的执行；它就会变为空闲：

# tar -cf backup.tar /backups/*  ### 按下 Ctrl+Z
# jobs

要在后台继续运行上面被暂停的命令，使用 bg 命令：

# bg

要把后台进程发送到前台，使用 fg 命令以及任务的 ID，类似：

# jobs
# fg %1

Linux 中进程的状态

在执行过程中，取决于它的环境一个进程会从一个状态转变到另一个状态。在 Linux 中，一个进程有下面的可能状态：

Running - 此时它正在运行（它是系统中的当前进程）或准备运行（它正在等待分配 CPU 单元）。
 
Waiting - 在这个状态，进程正在等待某个事件的发生或者系统资源。另外，内核也会区分两种不同类型的等待进程；可中断等待进程interruptible waiting processes - 可以被信号中断，以及不可中断等待进程uninterruptible waiting processes- 正在等待硬件条件，不能被任何事件/信号中断。
 
Stopped - 在这个状态，进程已经被停止了，通常是由于收到了一个信号。例如，正在被调试的进程。
 
Zombie - 该进程已经死亡，它已经停止了但是进程表process table中仍然有它的条目。

如何在 Linux 中查看活跃进程

有很多 Linux 工具可以用于查看/列出系统中正在运行的进程，两个传统众所周知的是 ps 和 top 命令：

1. ps 命令

它显示被选中的系统中活跃进程的信息，如下图所示：

# ps 
# ps -e | head 

2. top – 系统监控工具

top 是一个强大的工具，它能给你提供 运行系统的动态实时视图，如下面截图所示：

# top

3. glances – 系统监控工具

glances 是一个相对比较新的系统监控工具，它有一些比较高级的功能：

# glances

如何在 Linux 中控制进程

Linux 也有一些命令用于控制进程，例如 kill、pkill、pgrep 和 killall，下面是一些如何使用它们的基本事例：

$ pgrep -u tecmint top
 
$ kill 2308
 
$ pgrep -u tecmint top
 
$ pgrep -u tecmint glances
 
$ pkill glances
 
$ pgrep -u tecmint glances

给进程发送信号

Linux 中控制进程的基本方法是给它们发送信号。你可以发送很多信号给一个进程，运行下面的命令可以查看所有信号：

$ kill -l

要给一个进程发送信号，可以使用我们之前提到的 kill、pkill 或 pgrep 命令。但只有被编程为能识别这些信号时程序才能响应这些信号。

大部分信号都是系统内部使用，或者给程序员编写代码时使用。下面是一些对系统用户非常有用的信号：

SIGHUP 1 - 当控制它的终端被被关闭时给进程发送该信号。
 
SIGINT 2 - 当用户使用 Ctrl+C 中断进程时控制它的终端给进程发送这个信号。
 
SIGQUIT 3 - 当用户发送退出信号 Ctrl+D 时给进程发送该信号。
 
SIGKILL 9 - 这个信号会马上中断（杀死）进程，进程不会进行清理操作。
 
SIGTERM 15 - 这是一个程序终止信号（kill 默认发送这个信号）。
 
SIGTSTP 20 - 它的控制终端发送这个信号给进程要求它停止（终端停止）；通过用户按 Ctrl+Z 触发。

下面是当 Firefox 应用程序僵死时通过它的 PID 杀死它的 kill 命令事例：

$ pidof firefox
$ kill 9 2687
或
$ kill -KILL 2687
或
$ kill -SIGKILL 2687 

使用它的名称杀死应用，可以像下面这样使用 pkill 或 killall：

$ pkill firefox
 
$ killall firefox 

更改 Linux 进程优先级

在 Linux 系统中，所有活跃进程都有一个优先级以及 nice 值。有比点优先级进程有更高优先级的进程一般会获得更多的 CPU 时间。

但是，有 root 权限的系统用户可以使用 nice 和 renice 命令影响（更改）优先级。

在 top 命令的输出中， NI 显示了进程的 nice 值：

$ top

使用 nice 命令为一个进程设置 nice 值。记住一个普通用户可以给他拥有的进程设置 0 到 20 的 nice 值。

只有 root 用户可以使用负的 nice 值。

要重新设置一个进程的优先级，像下面这样使用 renice 命令：

$ renice +8  2687
 
$ renice +8  2103

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