Was Sie über Linux-Prozesse wissen müssen

Ein Prozess bezieht sich auf ein ausgeführtes Programm und ist eine Instanz eines Programms, während es ausgeführt wird. Es besteht aus Programmanweisungen und Daten, die aus Dateien, anderen Programmen oder Eingaben von Systembenutzern gelesen werden.

In der folgenden Anleitung gehen wir durch die Grundkonzepte von Prozessen und stellen kurz vor, wie man bestimmte Befehle zum Verwalten von Prozessen in einem Linux-System verwendet.

Prozesstyp

In Linux-Systemen gibt es zwei Haupttypen von Prozessen: Vordergrundprozesse und Hintergrundprozesse.

Der Vordergrundprozess bezieht sich auf den Prozess, der direkt mit dem Benutzer interagiert. Typischerweise werden vom Benutzer auf dem Terminal ausgeführte Befehle als Vordergrundprozess ausgeführt. Diese Prozesse belegen ein Terminal und senden ihre Ausgabe direkt an den Benutzer.

Ein Hintergrundprozess ist ein Prozess, der im Hintergrund läuft, das Terminal nicht belegt und keine direkte Interaktion mit dem Benutzer hat. Hintergrundprozesse werden in der Regel verwendet, um lang laufende Aufgaben oder Dienste auszuführen, die es Benutzern ermöglichen, andere Vorgänge auf dem Terminal auszuführen, ohne davon beeinträchtigt zu werden.

Durch die Verwendung spezifischer Befehle können wir diese Prozesse verwalten und steuern, einschließlich der Anzeige laufender Prozesse, des Startens neuer Prozesse, des Anhaltens, Fortsetzens oder Beendens von Prozessen usw. Diese Befehle können uns dabei helfen, die Prozesse im System effektiv zu verwalten und zu überwachen.

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。

Was ist ein Daemon? Dies ist eine spezielle Art von Hintergrundprozess, der beim Systemstart startet und ständig als Dienst ausgeführt wird. Sie starten spontan als Systemaufgaben (laufen als Dienste). Sie können jedoch von Benutzern über den Init-Prozess gesteuert werden (nach RHEL und CentOs7 ersetzte systemd den Init-Prozess. Einzelheiten finden Sie in den entsprechenden Inhalten zum Erlernen von Linux).

Erstellen Sie einen Prozess unter Linux

Es gibt drei Möglichkeiten, einen Prozess unter Linux zu erstellen:

fork()-Methode

Verwenden Sie die Funktion fork(), um einen Prozess basierend auf dem übergeordneten Prozess zu kopieren, dessen PID-Nummer sich von der PID-Nummer des übergeordneten Prozesses unterscheidet. In der Linux-Umgebung wird fork() durch Kopieren implementiert. Die Umgebung des neuen untergeordneten Prozesses ist dieselbe wie die des übergeordneten Prozesses . Es kann nur nach dem übergeordneten Prozess oder dem untergeordneten Prozess geändert werden, bevor eine Kopie neu generiert wird.

system()-Methode

Die Funktion system() ruft den Befehl /bin/sh –c auf, um einen bestimmten Befehl auszuführen und die Ausführung des aktuellen Prozesses zu blockieren, bis der Befehlsbefehl ausgeführt wird. Der neue untergeordnete Prozess erhält eine neue PID.

exec()-Methode

Die exec()-Methode verfügt über mehrere verschiedene Funktionen. Die exec()-Methode ersetzt den ursprünglichen Prozess durch einen neuen Prozess Prozess Der PID-Wert ist derselbe wie der PID-Wert des ursprünglichen Prozesses.

Wie erkennt Linux Prozesse?

Da Linux ein Mehrbenutzersystem ist, was bedeutet, dass verschiedene Benutzer eine Vielzahl von Programmen auf dem System ausführen können, muss der Kernel jede Instanz des ausgeführten Programms eindeutig identifizieren.

Ein Programm wird durch seine Prozess-ID (PID) und die Prozess-ID (PPID) seines übergeordneten Prozesses identifiziert, sodass Prozesse wie folgt klassifiziert werden können:

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-Prozess

Der Init-Prozess ist der übergeordnete Prozess aller Prozesse im System. Er ist das erste Programm, das nach dem Start des Linux-Systems ausgeführt wird. Es wird vom Kernel selbst gestartet, hat also theoretisch keinen übergeordneten Prozess.

Die Prozess-ID des Init-Prozesses ist immer 1. Es ist der übergeordnete Prozess aller untergeordneten Prozesse. (Ähnlich wie bei der Beziehung zwischen dem Stammverzeichnis und den Unterverzeichnissen beginnt alles an der Ferse und alles beginnt beim Init-Prozess.)

Prozess-ID finden

Mit dem Befehl pidof können Sie die Prozess-ID eines Prozesses ermitteln:

# 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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