进程和内存管理

内核功能：进程管理、内存管理、文件系统、网络功能、驱动程序、安全功能等。

1	cpu 没有空闲的概念，只有空转

什么是进程

进程是运行中的程序

Process: 运行中的程序的一个副本，是被载入内存的一个指令集合，是资源分配的单位

进程 ID (Process ID, PID) 号码被用来标记各个进程
UID, GID, 和 SELinux 上下决定对文件系统的存取和访问权限
通常从执行进程的用户来继承
存在生命周期

进程创建:

init: 第一个进程，从 CentOS7 以后为 systemd
进程都由其父进程创建，fork(), 父子关系，CoW: Copy On Write

每个进程都有自己的资源，由操作系统分配，内存，栈，文件描述符

进程，线程

进程

进程是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集上的一次动态执行的过程，是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位，是应用程序运行的载体。进程是一种抽象的概念，从来没有统一的标准定义。

进程的组成

进程一般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成。

程序用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集；
数据集合是程序在执行时所需要的数据和工作区；
程序控制块（Program Control Block，简称PCB），包含进程的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标志。

进程具有的特征：

动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的，是动态产生，动态消亡的；
并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行；
独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；
结构性：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

线程

在早期的操作系统中并没有线程的概念，进程是能拥有资源和独立运行的最小单位，也是程序执行的最小单位。任务调度采用的是时间片轮转的抢占式调度方式，而进程是任务调度的最小单位，每个进程有各自独立的一块内存，使得各个进程之间内存地址相互隔离。

后来，随着计算机的发展，对CPU的要求越来越高，进程之间的切换开销较大，已经无法满足越来越复杂的程序的要求了。于是就发明了线程。

线程是程序执行中一个单一的顺序控制流程，是程序执行流的最小单元，是处理器调度和分派的基本单位。一个进程可以有一个或多个线程，各个线程之间共享程序的内存空间（也就是所在进程的内存空间）。一个标准的线程由线程ID、当前指令指针（PC）、寄存器和堆栈组成。而进程由内存空间（代码、数据、进程空间、打开的文件）和一个或多个线程组成。

进程与线程的区别

进程是操作系统分配资源的最小单位

进程是程序执行的CPU调用的最小单位

线程是程序执行的CPU调度的最小单位

一个进程由一个或多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线；

进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存储空间（包括代码段、数据集、堆等）及一些进程级的资源（如打开文件和信号），某进程内的线程在其它进程不可见；调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

面试题：查看进程中的线程

1	grep -i threads /proc/PID/status

查看进程的二进制文件

1	ll /proc/PID/exe

查看进程打开的文件

1	ll /proc/PID/fd/

并行和并发

进程结构

内核把进程存放在叫做任务队列(task list)的双向循环链表中。

链表中的每一项都是类型为task_struct，称为进程控制块(Processing Control Control Block)，PCB中包含一个具体进程的所有信息。

进程控制块 PCB 包含信息：

进程 id、用户 id 和组 id
程序计数器
进程的状态（有就绪、运行、阻塞）
进程切换时需要保存和恢复的 CPU 寄存器的值
描述虚拟地址空间的信息
描述控制终端的信息
当前工作目录
当前文件描述符表，包含很多指向 file 结构体的指针
文件描述符表，包含很多 ulimit -a 的指针
进程可以使用的资源上限（ulimit -a 命令可以查看）
输入输出状态：配置进程使用 I/O 设备

进程相关概念

Page Frame: 页框，用于存储页面数据，存储Page 4k

[root@rocky8 ~]# getconf -a | grep -i size
PAGESIZE                           4096
PAGE_SIZE                          4096
SSIZE_MAX                          32767
_POSIX_SSIZE_MAX                   32767
_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE       200809
FILESIZEBITS                       64
POSIX_ALLOC_SIZE_MIN               4096
POSIX_REC_INCR_XFER_SIZE           
POSIX_REC_MAX_XFER_SIZE            
POSIX_REC_MIN_XFER_SIZE            4096
LEVEL1_ICACHE_SIZE                 32768
LEVEL1_ICACHE_LINESIZE             64
LEVEL1_DCACHE_SIZE                 32768
LEVEL1_DCACHE_LINESIZE             64
LEVEL2_CACHE_SIZE                  524288
LEVEL2_CACHE_LINESIZE              64
LEVEL3_CACHE_SIZE                  4194304
LEVEL3_CACHE_LINESIZE              64
LEVEL4_CACHE_SIZE                  0
LEVEL4_CACHE_LINESIZE              0

物理地址空间和虚拟地址空间

MMU：Memory Management Unit 负责虚拟地址转换为物理地址

程序在访问一个内存地址指向的内存时，CPU 不是直接把这个地址送到内存总线上，而是被送到 MMU （Memory Management Unit），然后把内存地址映射到实际的物理内存地址上，然后通过总线再去访问内存，程序操作的地址称为虚拟内存地址。

TLB：Translation Lookaside Buffer 翻译后备缓冲区，用于保存虚拟地址和物理地址映射关系的缓存。

用户和内核空间

内存有一部份分配给内核使用，一部份分配给应用程序使用，分别称为内核空间和用户空间；

c代码和内存布局之间的对应关系

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>

int x;
int y=15;
int main(int argc,char *argv[]){
  
  int *values;
  int i;
  
  values=(int *)malloc(sizeof(int)*5);
  for(i=0;i<5;i++){
    values[i]=i;
 }
  return 0;
}

每个进程都包括5种不同的数据段：

代码段：用来存放可执行文件的操作指令，即它是可执行程序在内存中的镜像。代码段需要防止在运行时被非法修改，所以只准许读取操作，而不允许写入（修改）操作——它是不可写的。
数据段：用来存放可执行文件中已初始化全局变量，换句话说就是存放程序静态分配的变量和全局变量。
BSS段：Block Started by Symbol”的缩写，意为“以符号开始的块”。BSS包含了程序中未初始化的全局变量，在内存中bss段全部置零。
堆（heap）：存放数组和对象，堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被自动添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）。
栈（stack）：栈是用来存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括号“()”中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。此外以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且等到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。可以把栈看成一个暂存、交换临时数据的内存区。

~~喝多了吐就是栈，吃多了拉就是队列~~

进程使用内存问题

内存泄漏: Memory Leak

指程序中用 malloc 或 new 申请了一块内存，但是没有用 free 或 delete 将内存释放，导致这块内存一直处于占用状态。

内存溢出: Memory Over Overflow

指程序申请了 10M 的空间，但是在这个空间写入 10M 以上字节的数据，就是溢出。

内存不足: OOM

OOM 即 Out Of Memory，“内存用完了”，在情况在 Java 程序中比较常见。系统会选择一个进程将之杀死，在日志 messages 中看到类似下面的提示：

Jul 10 10:20:30 kernel: Out of memory: Kill process 9527 (java) score 88 or sacrifice child

当 JVM 因为没有足够的内存来为对象分配空间并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时，就会抛出这个 error，因为这个问题已经严重到不足以被应用处理。

原因：

给应用分配内存太少：比如虚拟机本身可使用的内存（一般通过启动时的 VM 参数指定）太小。
应用用的太多，并且用完没释放，浪费了。此时就会造成内存泄露或者内存溢出。

使用的解决办法：

限制 Java 进程的max heap，并降低 Java 程序的 worker 数量，从而降低内存使用。
给系统增加 swap 空间。

设置内核参数（不推荐），不允许内存申请过量：

1
2
3

echo 2 > /proc/sys/vm/overcommit_memory
echo 80 > /proc/sys/vm/overcommit_ratio
echo 2 > /proc/sys/vm/panic_on_oom

说明：

Linux 默认是允许 memory overcommit 的，只要你来申请内存我就给你，寄希望于进程实际上用不到那么多内存，万一用到那么多了呢？

Linux 设计了一个 OOM killer 机制挑选一个进程出来杀死，以腾出部分内存，如果还不够就继续。也可通过设置内核参数 vm.panic_on_oom 使得发生 OOM 时自动重启系统。这都是有风险的机制，重启有可能造成业务中断，杀死进程也有可能导致业务中断。

所以 Linux 2.6之后允许通过内核参数 vm.overcommit_memory 禁止 memory overcommit。

vm.overcommit_memory 接受三种取值：

0 - Heuristic overcommit handling. 这是缺省值，它允许 overcommit，但对于过于目张胆的 overcommit 会被拒绝，比如 malloc一次性申请的内存大小超过了系统总内存。Heuristic的意思是“试探式的”，内核利用某种算法猜测你的内存请求是否合理，它认为不合理就会拒绝 overcommit。

1 - Always overcommit. 允许 overcommit，对内存申请者来者不拒。内核执行无内存过量使用处理。使用这个设置会增大内存超载的可能性，但也可以增强大量使用内存任务的性能。

2 - Don’t overcommit. 禁止 overcommit。内存拒绝等于或者大于可用 swap 大小以及 overcommit_ratio 指定的物理 RAM 比例的内存请求。如果希望减小内存过度使用的风险，这个设置是最好的。

1
2
3

#查看当前系统超分设置
[root@localhost ~]# sysctl -a | grep overcommit_memory
vm.overcommit_memory = 0

进程状态

进程的基本状态

创建状态：进程在创建时需要申请一个空白 PCB(process control block 进程控制块), 向其中填写控制和管理进程的信息, 完成资源分配。如果创建工作无法完成, 比如资源无法满足, 就无法被调度运行, 把此时进程所处状态称为创建状态
就绪状态：进程已准备好, 分配到所需资源, 只要分配到 CPU 就能够立即运行
执行状态：进程处于就绪状态被调度后, 进程进入执行状态
阻塞状态：正在执行的进程由于某些事件(I/O 请求, 申请缓存区失败)而暂时无法运行, 进程阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用
终止状态：进程结束, 或出现错误事件或被系统终止, 进入终止状态。无法再执行

#STAT 列就是进程状态
[root@localhost ~]# ps aux
USER         PID %CPU %MEM   VSZ   RSS TTY     STAT START   TIME COMMAND
root           1  0.0  1.3 183880 10688 ?       Ss   May26   0:07 
/usr/lib/systemd/systemd --switched-root
root           2  0.0  0.0      0     0 ?       S   May26   0:00 [kthreadd]
root           3  0.0  0.0      0     0 ?       I<   May26   0:00 [rcu_gp]
root           4  0.0  0.0      0     0 ?       I<   May26   0:00 [rcu_par_gp]

状态之间转换六种情况

运行——>就绪：1，主要是进程占用CPU的时间过长，而系统分配给该进程占用CPU的时间是有限的；2，在采用抢占式优先级调度算法的系统中，当有更高优先级的进程要运行时，该进程被迫让出CPU，该进程便由执行状态转变为就绪状态

就绪——>运行：运行的进程的时间片用完，调度转到就绪队列中选择合适的进程分配CPU

运行——>阻塞：正在执行的进程因发生某等待事件而无法执行，则进由执行状态变为阻塞状态，如发生了I/O请求

阻塞——>就绪：进程所等待的事件已经发生，就进入就绪队列

以下两种状态是不可能发生的：

阻塞——>运行：即使给阻塞进程分配CPU，也无法执行，操作系统在进行调度时不会从阻塞队列进行挑选，而是从就绪队列选取

就绪——>阻塞：就绪态根本就没有执行，谈不上进入阻塞态

进程更多的状态：

运行态：running
就绪态：ready
睡眠态：分为两种，可中断：interruptable，不可中断：uninterruptable
停止态：stopped，暂停于内存，但不会被调度，除非手动启动
僵死态：zombie，僵尸态，结束进程，父进程结束前，子进程不关闭，杀死父进程可以关闭僵死态的子进程

僵尸进程

进程终止，父进程尚未回收，子进程残留资源(PCB)存放于内核中，变成僵尸(zombie)进程。

这样就会导致如果进程不调用wait()或waitpid()的话，那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一直被占用，但系统所能使用的进程号是有限的，如果大量产生僵尸进程，将因为没有可用进程号而导致系统不能产生新的进程，此即为僵尸进程的危害。

制造僵尸进程

[root@rocky8 ~]# bash
[root@rocky8 ~]# echo $BASHPID
15946
[root@rocky8 ~]# echo $PPID
2830

# 将父进程设为停止态
[root@rocky8 ~]# kill -19 2830

# 杀死子进程，使其进入僵尸态
[root@rocky8 ~]# kill -9 15946

# 另开一个终端，可以开到上面图示结果，STAT为Z，表示为僵尸态
[root@rocky8 ~]# ps aux
root       15946  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   15:18   0:00 [bash] <defunct>

# 方法1：恢复父进程
[root@rocky8 ~]# kill -18 2830
# 方法2：杀死父进程
[root@rocky8 ~]# kill -9 2830

# 再次观察，可以发现僵尸态的进程不存在
[root@rocky8 ~]# ps aux

孤儿进程

如果在子进程退出前，父进程先退出，这时子进程将成为孤儿进程，因为它的父进程已经死了。孤儿进程会被PID=1的systemd进程收养，成为systemd的子进程。注意，孤儿进程还会继续运行，而不会随父进程退出而终，只不过其父进程发生了改变。

范例：孤儿进程

[root@rocky8 ~]# (sleep 100)&
[1] 1388
[root@rocky8 ~]# pstree -s `pidof sleep`
systemd---sshd---sshd---sshd---bash---sleep

# 利用()实现当前shell的子进程,&后台执行,子进程结束后
[root@rocky8 ~]# (sleep 100 &)
[root@rocky8 ~]# sleep 100 &
[root@rocky8 ~]# pstree -s `pidof sleep`
systemd---sleep

[root@rocky8 ~]# cat orphan.sh
#!/bin/bash
ping 127.0.0.1 &
echo game over &
echo

[root@rocky8 ~]# bash orphan.sh
game over

[root@rocky8 ~]# bash s `pid ping`
systemd---ping

LRU 算法

LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法（喜新厌旧），释放内存

内存淘汰策略，让进程自己能依据某种规则来管理内存空间，保证程序不会因为内存耗尽而无法工作

范例：假设序列为4 3 4 2 3 1 4 2，物理块有3个，则

第1轮 4调入内存 4  
第2轮 3调入内存 3 4  
第3轮 4调入内存 4 3 
第4轮 2调入内存 2 4 3  
第5轮 3调入内存 3 2 4  
第6轮 1调入内存 1 3 2  
第7轮 4调入内存 4 1 3  
第8轮 2调入内存 2 4 1

IPC进程间通信

IPC：Inter Process Communication

同一主机：

pipe                   管道,单向传输
socket                 套接字文件,双工通信
Memory-mapped file     文件映射,将文件中的一段数据映射到物理内存,多个进程共享这片内存
shm shared memory      共享内存
signal                 信号
Lock                   对资源上锁,如果资源已被某进程住,则其它进程想修改甚至读取这些资源,都将被阳塞,直到锁被打开
semaphore              信号量,一种计数器，停车位

不同主机：socket=IP和端口号

1 2	RPC remote procedure call MQ 消息队列，生产者和消费者，如：Kafka，RabbitMQ，ActiveMQ

范例：利用管道文件实现IPC

[root@centos ~]# mkfifo /data/test.fifo
[root@centos ~]# ll /data/test.fifo
prw-r--r-- 1 root root 0 May 6 14:22 /data/test.fifo

[root@centos ~]# cat > /data/test.fifo
magedu

# 在另一个终端可以读取文件中的数据
[root@centos ~]# cat /data/test.fifo
magedu

范例：查找socket文件

1	[root@centos ~]# find / -type s -ls

进程优先级

linux2.6内核将任务优先级进行了一个划分，实时优先级范围是0到MAX_RT_PRIO-1（即99），而普通进程的静态优先级范围从MAX_RT_PRIO到MAX_PRIO-1（即100到139）、

优先级范围	描述
0–99	实时进程
100–139	非实时进程

CentOS 优先级

进程优先级

1
2
3

系统优先级：0—139，数字越小，优先级越高，各有140个运行队列和过期队列
实时优先级：99—0，值越大优先级越高
nice值：-20到19，对应系统优先级100—139或

查看nice值

[root@localhost ~]# ps axo pid,cmd,nice
    PID CMD                          NI
      1 /usr/lib/systemd/systemd --   0
      2 [kthreadd]                    0
      3 [rcu_gp]                    -20
      4 [rcu_par_gp]                -20
     13 [rcu_sched]                   0
     14 [migration/0]                 -
     15 [watchdog/0]                  - #这里表示是内核进程，因为nice值最小是-20，所以此处无法显示

用top 查看

[root@localhost ~]# top    
    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND   
    998 root      20   0  704224  30340  15968 S   0.7   1.7   1:18.01 tuned     
    955 root      20   0  651820  12036  10016 S   0.3   0.7   0:50.21 vmtoolsd 
  18086 root      20   0  275324   5092   4184 R   0.3   0.3   0:00.06 top       
      1 root      20   0  189364  11108   8180 S   0.0   0.6   0:02.83 systemd   
      2 root      20   0       0      0      0 S   0.0   0.0   0:00.02 kthreadd 
      3 root       0 -20       0      0      0 I   0.0   0.0   0:00.00 rcu_gp   
      4 root       0 -20       0      0      0 I   0.0   0.0   0:00.00 rcu_par_gp

优先级越高，并不代表程序执行会更快，而是说在cpu调度时，给予更高的权重，最先执行

优先级决定的是执行顺序靠前，而不决定其程序本身要执行多久

修改进程优先级

[root@localhost ~]# renice -n -10 3734
3734 (process ID) old priority 0, new priority -10

[root@localhost ~]# ps axo pid,cmd,nice | grep 3734
   3734 ping www.baidu.com          -10
   
#越界不会报错
[root@localhost ~]# renice -n -30 3734
3734 (process ID) old priority 0, new priority -20

发起进程时直接指定优先级

[root@localhost ~]# nice -n 11 ping www.baidu.com

[root@localhost ~]# ps axo pid,cmd,nice | grep ping
   3887 ping www.baidu.com           11

如果要设定某个程序的优先级，在启动时就直接指定，因为每次启动之后，PID的值都是不一样的

进程分类

操作系统分类：

协作式多任务：早期 windows 系统使用，即一个任务得到了 CPU 时间，除非它自己放弃使用 CPU ，否则将完全霸占 CPU ，所以任务之间需要协作——使用一段时间的 CPU 主动放弃使用
抢占式多任务：Linux 内核，CPU 的总控制权在操作系统手中，操作系统会轮流询问每一个任务是否需要使用 CPU ，需要使用的话就让它用，不过在一定时间后，操作系统会剥夺当前任务的 CPU 使用权，把它排在询问队列的最后，再去询问下一个任务

进程类型

守护进程：daemon，在系统引导过程中启动的进程，和终端无关进程
前台进程：跟终端相关，通过终端启动的进程

注意：两者可相互转化

按进程资源使用的分类：

CPU-Bound：CPU 密集型，非交互
IO-Bound：IO 密集型，交互

Linux系统状态的查看及管理工具：

1	pstree, ps, pidof, pgrep, top, htop, glance, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg, fg, nohup

进程树pstree

pstree 可以用来显示进程的父子关系，以树结构显示

常用选项：

pstree [-acglpsStuZ] [ -h | -H PID ] [ -n | -N type ] [ -A | -G | -U ] [ PID | USER ]
              
#常用选项
-a|--arguments               #显示该进程的完整指令及参数
-A|--ascii                   #使用 ASCII 字符绘制线条
-c|--compact                 #不压缩相同的子树
-h|--highlight-al            #高亮显示当前进程及父进程
-H PID|--highlight-pid=PID   #高亮显示指定进程及父进程
-g|--show-pgids              #显示进程组ID,包含 -c 选项
-G|--vt100                   #使用VT100线条绘制字符
-l|--long                    #不要截断长线
-n|--numeric-sort            #根据PID排序显示
-N type|--ns-sort=type       #根据指定规则排序(cgroup|ipc|mnt|net|pid|user|uts)
-p|--show-pids               #显示PID，包含 -c 选项
-s|--show-parents            #显示父进程
-S|--ns-changes              #显示命名空间
-t|--thread-names            #显示完整线程名称
-T|--hide-threads            #不显示线程
-u|--uid-changes             #显示进程切换
-Z|--security-context        #显示selinux相关信息

范例：

#显示进程切换
[root@localhost ~]# pstree -u | grep jose
       |      `-sshd---sshd---bash---su---bash(jose)---passwd(root)

#显示指定用户的进程        
[root@localhost ~]# pstree jose
bash───passwd

#显示父进程
[root@localhost ~]# pstree 11916
passwd

[root@localhost ~]# pstree -p 11916
passwd(11916)

[root@localhost ~]# pstree -sp 11916
systemd(1)───sshd(1146)───sshd(11860)───sshd(11864)───bash(11867)───passwd(11916)

#不显示线程
[root@localhost ~]# pstree -pT | grep httpd
           |-httpd(1331)-+-httpd(1428)
           |             |-httpd(1435)
           |             |-httpd(1436)
           |             `-httpd(1444)


#高亮显示当前进程
[root@localhost ~]# pstree -h
systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]
       ├─sshd─┬─sshd───sshd───bash
       │     ├─sshd───sshd───bash───pstree
       │     └─sshd───sshd───bash───su───bash───passwd

进程信息 ps

ps 即 process state，可以进程当前状态的快照，默认显示当前终端的进程，Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/PID目录下的各文件中

ps格式

1	ps [OPTION]...

支持三种选项：

UNIX选项如： -A -e
GNU选项如： –help
BSD选项如： a

常用选项：

a                    #选项包括所有终端中的进程
x                    #选项包括不链接终端的进程
u                    #选项显示进程所有者的相关信息
f                    #选项显示进程树，相当于 --forest
k|--show             #属性对属性排序，属性前加 - 表示倒序
o                    #属性... 选项显示定制的信息 pid,cmd,%cpu,%mem
L                    #显示支持的属性列表
-C cmdlist           #指定命令，多个命令用 , 分割
-L                   #显示线程
-e                   #显示完整格式的进程，相当于-A
-f                   #显示完整格式程序信息
-F                   #显示更完整格式的进程信息
-H                   #以层级格式显示进程相关信息
-u userlist          #指定有效的用户ID或名称
-U userlist          #指定真正的用户ID或名称
-g gid或groupname    #指定有效的gid或组名称
-G gid或groupname    #指定真正的gid或组名称
-p pid               #显示pid的进程
-ppid pid            #指定的pid的子进程
-t ttylist           #指定tty，相当于 t
-M                   #显示SELinux信息，相当于Z

ps 输出信息

字段	说明
USER	进程属主
PID	进程ID
PPID	父进程ID
%CPU	CPU使用率
%MEM	内存占用率
VSZ	Virtual memory Size，虚拟内存集，线性内存，虚拟内存
RSS	ReSident Size，常驻内存集，实际占用物理内存
TTY	终端
STAT	进程状态
START	进程开始时间
TIME	累计分配给进程的cpu时长
COMMAND	对应的程序及参数
UID	进程属主
C	cpu利用率，取整
STIME	进程开始时间
CMD	对应程序及参数
ni	nice值
pri	priority优先级
rtprio	实时优先级
psr	processor CPU编号

进程状态字段说明

可中断睡眠和不可中断睡眠

可中断睡眠态的进程在睡眠状态下等待特定事件发生，即使特定事件没有产生，也可以通过其它手段唤醒该进程，比如，发信号，释放某些资源等。

不可中断睡眠态的进程在也是在睡眠状态下等待特定事件发生，但其只能被特定事件唤醒，发信号或其它方法都无效

发送给不可中断睡眠状态的进程的信号会被丢弃

打个比方

可中断睡眠态的进程和不可中断睡眠态的进程是两位睡美人

不可中断睡眠态的进程只能被王子吻醒

可中断睡眠态的进程可以被王子吻醒，也可以被青蛙吻醒

常用组合：

#显示所有所有进程，并列出属主
ps aux

#显示所有所有进程，并列出属主
ps -ef

#详细格式显示所有进程
ps -eFH

#显示指定列
ps -eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,pcpu,stat,comm

#显示指定列
ps -axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm

#查询你拥有的所有进程
ps -x

#显示指定用户名(RUID)或用户ID的进程
ps -fU apache
ps -fU 48

#显示指定用户名(EUID)或用户ID的进程
ps -fu wang
ps -fu 1000

#查看以root用户权限（实际和有效ID）运行的每个进程
ps -U root -u root

#列出某个组拥有的所有进程（实际组ID：RGID或名称）
ps -fG nginx

#列出有效组名称（或会话）所拥有的所有进程
ps -fg mysql
ps -fg 27

#显示指定的进程ID对应的进程
ps -fp 1234

#以父进程ID来显示其下所有的进程，如显示父进程为1234的所有进程
ps -f --ppid 1234

#显示指定PID的多个进程
ps -fp 1204,1239,1263

#要按tty显示所属进程
ps -ft pts/0

#以进程树显示系统中的进程如何相互链接
ps -e --forest

#以进程树显示指定的进程
ps -f --forest -C sshd
ps -ef --forest | grep -v grep | grep sshd

#要显示一个进程的所有线程,将显示LWP（轻量级进程）以及NLWP（轻量级进程数）列
ps -fL -C nginx

#要列出所有格式说明符
ps L

#查看进程的PID，PPID，用户名和命令
ps -eo pid,ppid,user,cmd

#自定义格式显示文件系统组,ni值开始时间和进程的时间
ps -p 1234 -o pid,ppid,fgroup,ni,lstart,etime

#使用其PID查找进程名称：
ps -p 1244 -o comm= #要以其名称选择特定进程，显示其所有子进程
ps -C sshd,bash

#查找指定进程名所有的所属PID，在编写需要从std输出或文件读取PID的脚本时这个参数很有用
ps -C httpd,sshd -o pid= #检查一个进程的执行时间
ps -eo comm,etime,user | grep nginx

#排序，查找占用最多内存和CPU的进程
ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%mem | head
ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%cpu | head

#显示安全信息
ps -eM
ps --context

#使用以下命令以用户定义的格式显示安全信息
ps -eo euser,ruser,suser,fuser,f,comm,label

#使用watch实用程序执行重复的输出以实现对就程进行实时的监视，如下面的命令显示每秒钟的监视
watch -n 1 'ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%mem | head'

范例：默认只显示当前终端进程

[root@localhost ~]# ps
    PID TTY          TIME CMD
   5596 pts/0    00:00:00 bash
   6631 pts/0    00:00:00 ps

范例：查看进程详细信息

# 列 C 表示 CPU 利用率
[root@rocky8 ~]# ps -ef
UID          PID    PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root           1       0  6 15:06 ?        00:00:01 /usr/lib/systemd/systemd --s
root           2       0  0 15:06 ?        00:00:00 [kthreadd]
root           3       2  0 15:06 ?        00:00:00 [rcu_gp]
root           4       2  0 15:06 ?        00:00:00 [rcu_par_gp]

#查看进程详细信息
[root@rocky8 ~]# ps aux
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           1  4.0  0.7 175064 13504 ?        Ss   15:06   0:01 /usr/lib/syst
root           2  0.0  0.0      0     0 ?        S    15:06   0:00 [kthreadd]
root           3  0.0  0.0      0     0 ?        I<   15:06   0:00 [rcu_gp]

范例：

# 查看进程的父子关系
[root@rocky8 ~]# ps auxf
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           2  0.0  0.0      0     0 ?        S    15:06   0:00 [kthreadd]
root           3  0.0  0.0      0     0 ?        I<   15:06   0:00  \_ [rcu_gp]
root           4  0.0  0.0      0     0 ?        I<   15:06   0:00  \_ [rcu_par_gp]
root           5  0.0  0.0      0     0 ?        I<   15:06   0:00  \_ [slub_flushwq]

# 查看进程的特定属性
[root@rocky8 ~]# ps axo pid,cmd,%mem,%cpu
    PID CMD                         %MEM %CPU
      1 /usr/lib/systemd/systemd --  0.7  1.2
      2 [kthreadd]                   0.0  0.0
      3 [rcu_gp]                     0.0  0.0
      4 [rcu_par_gp]                 0.0  0.0
      5 [slub_flushwq]               0.0  0.0

范例：排序

针对属性排序，CentOS6 以下版本不支持

# 按cpu利用率排序
root@rocky8 ~]# ps aux k -%cpu
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           1  0.8  0.7 175064 13504 ?        Ss   15:06   0:02 /usr/lib/syst
root         864  0.3  1.6 408592 29208 ?        Ssl  15:06   0:00 /usr/libexec/
root         835  0.1  0.6 353020 10840 ?        Ssl  15:06   0:00 /usr/bin/vmto
root           2  0.0  0.0      0     0 ?        S    15:06   0:00 [kthreadd]


[root@rocky8 ~]# ps axo pid,cmd,%cpu,%mem k -%cpu
    PID CMD                         %CPU %MEM
      1 /usr/lib/systemd/systemd --  0.5  0.7
    864 /usr/libexec/platform-pytho  0.3  1.6
      2 [kthreadd]                   0.0  0.0


# 按内存倒序排序
[root@rocky8 ~]# ps axo pid,cmd,%cpu,%mem --sort -%mem
    PID CMD                         %CPU %MEM
    864 /usr/libexec/platform-pytho  0.2  1.6
   1809 /usr/lib/polkit-1/polkitd -  0.0  1.2
    830 /usr/sbin/NetworkManager --  0.0  1.0
    942 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUN  0.0  1.0
    943 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUN  0.0  0.9
    945 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUN  0.0  0.9
      1 /usr/lib/systemd/systemd --  0.4  0.7

范例：有效用户和实际用户

[jose@localhost ~]$ passwd
Changing password for user jose.
Current password: 
[root@localhost ~]# ps axo pid,cmd,%cpu,%mem,user,euser,ruser | grep passwd
   6512 passwd                       0.0  1.0 root     root     jose
   6515 grep --color=auto passwd     0.0  0.1 root     root     root

查看进程信息 prtstat

可以显示进程信息，来自于 psmisc 包

此命令显的数据，都来自于 /proc/PID/ 目录，此命令加以整理，以格式化形式显示

格式：

1
2
3

prtstat [OPTIONS] PID ...
#选项
-r|--raw   #信息的原始显示

范例：

#或取ping命令进程编号
[jose@localhost ~]$ pidof ping
7260

#显示进程信息
[jose@localhost ~]$ prtstat 7260
Process: ping                   State: S (sleeping)
 CPU#: 0             TTY: 136:0     Threads: 1
Process, Group and Session IDs
 Process ID: 7260               Parent ID: 6925
   Group ID: 7260               Session ID: 6925
 T Group ID: 7260
Page Faults
 This Process   (minor major):      288         0
 Child Processes (minor major):        0         0
CPU Times
 This Process   (user system guest blkio):   0.00   0.01   0.00   0.00
 Child processes (user system guest):         0.00   0.00   0.00

Memory
 Vsize:       271 MB    
 RSS:         5218 kB                   RSS Limit: 18446744073709 MB
 Code Start: 0x1                       Code Stop: 0x1       
 Stack Start: 0         
 Stack Pointer (ESP):          0       Inst Pointer (EIP):          0
Scheduling
 Policy: normal
 Nice:   0             RT Priority: 0 (non RT)
  
  
  
#按原始内容显示  
[jose@localhost ~]$ prtstat -r 7260
         pid: 7260                                comm: ping
       state: S                                   ppid: 6925
        pgrp: 7260                             session: 6925
      tty_nr: 34816                              tpgid: 7260
       flags: 404000                            minflt: 288
     cminflt: 0                                 majflt: 0
     cmajflt: 0                                  utime: 0
       stime: 1                                 cutime: 0
      cstime: 0                               priority: 20
        nice: 0                            num_threads: 1
 itrealvalue: 0                              starttime: 2412053
       vsize: 271425536                            rss: 1274
      rsslim: 18446744073709551615           startcode: 1
     endcode: 1                             startstack: 0
     kstkesp: 0                                kstkeip: 0
       wchan: 0                                  nswap: 0
      cnswap: 0                            exit_signal: 17
   processor: 0                            rt_priority: 0
      policy: 0                  delayaccr_blkio_ticks: 0
  guest_time: 0                            cguest_time: 0

设置和调整进程优先级

进程优先级调整

静态优先级：100-139
进程默认启动时 nice 值为0，优先级120
只有跟用户才能降低 nice 值（提高优先性）

nice 命令

以指定的优先级来启动进程

格式：

nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]

#选项
-n|--adjustment=N            #以指定优先级运行程序

范例：设定进程优先级

[root@localhost ~]# nice -n -10 ping 127.0.0.1

#查看
[root@localhost ~]$ ps axo pid,cmd,nice |grep ping
   7981 ping 127.0.0.1              -10
   7992 grep --color=auto ping        0

renice 命令

可以调整正在执行中的进程的优先级

格式：

1	renice [-n] priority pid ...

查看

1	ps axo pid,comm,ni

范例：修改进程优先级

[root@localhost ~]# renice -n -20 7981
7981 (process ID) old priority -10, new priority -20

#查看
[root@localhost ~]# ps axo pid,cmd,nice |grep ping
   7981 ping 127.0.0.1              -20
   8082 grep --color=auto ping        0

搜索进程

进程搜索的常用命令：

ps options | grep 'pattern'

pgrep [options] pattern

/sbin/pidof PID

pgrep

格式

pgrep [options] pattern


#常用选项
-d|--delimiter <string> specify output delimiter
-l|--list-name               #列出进程ID和进程名
-a|--list-full               #显示详细完整的进程信息
-v|--inverse                 #取反
-w|--lightweight             #显示线程ID
-c|--count                   #统计匹配到的进程数量
-f|--full                    #使用完整的进程名匹配
-g|--pgroup <PGID,...>       #指定进程的属组作为条件
-G|--group <GID,...>         #指定 real group IDs 作为条件
-P|--parent <PPID,...>       #显示指定进程的子进程
-s|--session <SID,...>       #根据会话ID显示
-t|--terminal <tty,...>      #显示指定终端的进程
-u|--euid <ID,...>           #指定 effective UIDs
-U|--uid <ID,...>            #指定 real IDs，真实用户
-x|--exact                   #根据指定的命令匹配
-F|--pidfile <file>          #从文件中读取PID作为条件

范例：查找指定终端的进程

[root@rocky86 ~]# pgrep -at pts/1
2785 -bash
2842 su - jose
2843 -bash

范例：发起用户和生效用户

#普通用户发起passwd 进程
[jose@rocky86 ~]$ passwd
Changing password for user jose.
Current password: 

#实际进程属主是root
[root@rocky86 ~]# ps aux | grep passwd
root       15440  0.0  0.4 331172  8564 pts/1   S+   22:24   0:00 passwd

#查看user 和 ruser
[root@localhost ~]# ps axo pid,cmd,user,ruser

#根据 real user查找
[root@rocky86 ~]# pgrep -aU jose
2843 -bash
15440 passwd

pidof

查看相关命令的进程

格式

pidof [options] [program [...]]

#常用选项
-s|--single-shot             #多个结果时只显示一条
-x                           #按照脚本名称查找
-o|--omit-pid <PID,...>      #不显示指定的pid

范例：

[root@localhost ~]# pidof bash
8274 8023 6925 994

#只显示一个进程号
[root@localhost ~]# pidof -s bash
8274

#按文件名查找
[root@localhost ~]# ./0528/ping.sh 
[root@localhost ~]# pidof -x ping.sh
8629

[root@localhost ~]# ps aux | grep 8629
root        8629  0.0  0.4 222528  3200 pts/1   S+   08:53   0:00 /bin/bash ./0528/ping.sh

#如果将文件名当bash的参数，则无法用-x 查找
[root@localhost ~]# bash ./0528/ping.sh 

[root@localhost ~]# pidof -x ping.sh

#忽略某些pid
[jose@localhost ~]$ pidof httpd
1444 1436 1435 1428 1331

[jose@localhost ~]$ pidof -o 1444,1435 httpd
1436 1428 1331

负载查询 uptime

范例：

[root@rocky86 ~]# uptime
08:55:54 up 11:03,  3 users, load average: 0.00, 0.01, 0.00

08:55:54                            #系统当前时间
up 11:03                            #系统己开机运行时长，10小时50分钟
3 users                             #当前有三个用户登录
load average: 0.00, 0.01, 0.00      #系统的平均负载，1分钟，5分钟，15分钟


#查看变化
[root@rocky86 ~]# ping -f 127.1

[root@rocky86 ~]# uptime

w命令

[root@rocky86 ~]# w
08:55:55 up 11:03,  3 users, load average: 0.00, 0.01, 0.00
USER      TTY     FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
root     pts/0    10.0.0.1         Tue19   10:05m  0.33s  0.33s -bash
root     pts/1    10.0.0.1         Tue20   10:31m  0.16s  0.12s -bash
root     pts/2    10.0.0.1         08:40    3.00s  0.03s  0.00s w

系统平均负载：指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数,通常每个CPU内核的当前活动进程数不大于3，那么系统的性能良好。如果每个CPU内核的任务数大于5，那么此主机的性能有严重问题。

如：linux主机是1个双核CPU，当Load Average 为6的时候说明机器已经被充分使用

显示CPU相关统计 mpstat

来自于 sysstat 包

安装：

1	[root@rocky ~]# yum install sysstat -y

格式：

mpstat [ options ] [ <interval> [ <count> ] ]

#常用选项
-P {cpu_list|ALL}              #查看指定CPU，可以写成 0,1,2 0-2   2-
-I {SUM|CPU|SCPU|ALL}          #显示指定中断数
-o JSON                        #以JSON格式输出

范例：

#查看当前主机所有cpu运行情况
[root@rocky86 ~]# mpstat
Linux 4.18.0-372.9.1.el8.x86_64 (rocky86.m51.magedu.com) 08/24/2022 _x86_64_ 
(2 CPU)
09:13:00 AM CPU   %usr   %nice   %sys %iowait   %irq   %soft %steal %guest 
%gnice   %idle
09:13:00 AM all    0.73    0.01    0.49    0.35    0.92    0.30    0.00    0.00 
   0.00   97.19
   
#查看第一颗cpu运行情况
[root@rocky86 ~]# mpstat -P 0
Linux 4.18.0-372.9.1.el8.x86_64 (rocky86.m51.magedu.com) 08/24/2022 _x86_64_ 
(2 CPU)
09:13:37 AM CPU   %usr   %nice   %sys %iowait   %irq   %soft %steal %guest 
%gnice   %idle
09:13:37 AM    0    0.75    0.01    0.48    0.00    0.89    0.26    0.00    0.00 
   0.00   97.61
   
#查看所有
[root@rocky86 ~]# mpstat -P ALL
Linux 4.18.0-372.9.1.el8.x86_64 (rocky86.m51.magedu.com) 08/24/2022 _x86_64_ 
(2 CPU)
05:11:23 PM CPU   %usr   %nice   %sys %iowait   %irq   %soft %steal %guest 
%gnice   %idle
05:11:23 PM all    0.16    0.00    0.23    0.68    0.22    0.10    0.00    0.00 
   0.00   98.61
05:11:23 PM    0    0.17    0.00    0.25    0.00    0.22    0.11    0.00    0.00 
   0.00   99.25
05:11:23 PM    1    0.15    0.01    0.21    1.35    0.23    0.09    0.00    0.00 
   0.00   97.97

输出字段说明

%user                       #用户空间，应用程序占比
%nice                       #以nice优先级运行的进程用户态时间
%sys                        #内核空间，内核占比
%iowait                     #io等待占比
%irq                        #硬中断占比
%soft                       #软中断占比
%steal                      #虚拟化消耗占比
%guest                      #运行虚拟化主机cpu自身时间的占比
%gnice                      #运行虚拟cpu上的nice 进程的占比
%idle                       #空闲时间占比

查看进程实时状态 top 和 htop

top

top 提供动态的实时进程状态

有许多内置命令

帮助：h 或 ？ ，按 q 或esc 退出帮助

排序：
P：以占据的CPU百分比,%CPU
M：占据内存百分比,%MEM
T：累积占据CPU时长,TIME+

首部信息显示：
uptime信息：l命令
tasks及cpu信息：t命令
cpu分别显示：1 (数字)
memory信息：m命令

退出命令：q
修改刷新时间间隔：s
终止指定进程：k
保存文件：W

top命令栏位信息简介

us：用户空间
sy：内核空间
ni：调整nice时间
id：空闲
wa：等待IO时间
hi：硬中断
si：软中断（模式切换）
st：虚拟机偷走的时间

top选项：

-c             #显示命令信息
-d #           #指定刷新时间间隔，默认为3秒
-b             #全部显示所有进程
-n #           #刷新多少次后退出
-H             #线程模式
-u user        #查看指定用户的进程

示例：

1	top -H -p `pidof mysqld`

范例:

1	[root@ubuntu2004 ~]# top -u postgres -c

htop

选项：

1
2
3

-d #: 指定延迟时间；
-u UserName: 仅显示指定用户的进程
-s COLUME: 以指定字段进行排序

子命令：

s：跟踪选定进程的系统调用
l：显示选定进程打开的文件列表
a：将选定的进程绑定至某指定CPU核心
t：显示进程树

内存空间 free

free 可以显示内存空间使用状态

格式：

1	free [OPTION]

常用选项：

-b               #以字节为单位
-m               #以MB为单位
-g               #以GB为单位
-h               #易读格式
-o               #不显示-/+buffers/cache行
-t               #显示RAM + swap的总和
-s n             #刷新间隔为n秒
-c n             #刷新n次后即退出

向/proc/sys/vm/drop_caches中写入相应的修改值，会清理缓存。建议先执行sync（sync 命令将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中，包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件）。执行echo 1、2、3 至/proc/sys/vm/drop_caches, 达到不同的清理目的

如果因为是应用有像内存泄露、溢出的问题时，从swap的使用情况是可以比较快速可以判断的，但通过执行free 反而比较难查看。但核心并不会因为内存泄露等问题并没有快速清空buffer或cache（默认值是0），生产也不应该随便去改变此值。

一般情况下，应用在系统上稳定运行了，free值也会保持在一个稳定值的。当发生内存不足、应用获取不到可用内存、OOM错误等问题时，还是更应该去分析应用方面的原因，否则，清空buffer，强制腾出free的大小，可能只是把问题给暂时屏蔽了。

排除内存不足的情况外，除非是在软件开发阶段，需要临时清掉buffer，以判断应用的内存使用情况；或应用已经不再提供支持，即使应用对内存的时候确实有问题，而且无法避免的情况下，才考虑定时清空buffer。

范例:

[root@centos6 ~]#free 
             total       used       free     shared   buffers     cached
Mem:       1003020     177964     825056        240      16604      59932
-/+ buffers/cache:     101428     901592
Swap:      2097148          0    2097148

root@ubuntu2004:~# free -h
             total       used       free     shared buff/cache   available
Mem:          1.9Gi       338Mi       167Mi       1.0Mi       1.4Gi       1.4Gi
Swap:         2.0Gi         0B       2.0Gi

说明: man 5 proc

[root@centos8 ~]#man proc
......
/proc/sys/vm/drop_caches (since Linux 2.6.16)
Writing to this file causes the kernel to drop clean caches, dentries, and 
inodes from memory, causing that memory to become free. This can be useful for
memory management testing and performing reproducible filesystem 
benchmarks.Because writing to this file causes the benefits of caching to be lost, it can degrade overall system performance.


To free pagecache, use:
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

To free dentries and inodes, use:
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

To free pagecache, dentries and inodes, use:
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

Because writing to this file is a nondestructive operation and dirty objects are not freeable, the user should run sync(1) first

范例: 清理缓存

[root@centos8 ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches
0

[root@centos8 ~]# dd if=/dev/zero of=/f1.img bs=1M count=1024

[root@centos8 ~]# free -h
             total       used       free     shared buff/cache   available
Mem:          1.8Gi       355Mi       724Mi       9.0Mi       726Mi       1.2Gi
Swap:         2.0Gi         0B       2.0Gi


[root@centos8 ~]#echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
[root@centos8 ~]#free -h
             total       used       free     shared buff/cache   available
Mem:          1.8Gi       320Mi       1.3Gi       9.0Mi       152Mi       1.3Gi
Swap:         2.0Gi         0B       2.0Gi

进程对应的内存映射 pmap

格式：

1	pmap [options] pid [...]

常用选项

1	-x: 显示详细格式的信息

范例：

pmap 1

另外一种实现

1	cat /proc/PID/maps

范例:

[root@centos8 ~]#pmap 33477
33477:   ping 127.0.0.1
000055f708aa7000     56K r-x-- ping
000055f708cb5000      4K r---- ping
000055f708cb6000      4K rw--- ping
000055f708cb7000    140K rw---   [ anon ]
000055f70a7cc000    132K rw---   [ anon ]
00007fe73fb13000   2528K r---- LC_COLLATE
00007fe73fd8b000    108K r-x-- libpthread-2.28.so
00007fe73fda6000   2044K ----- libpthread-2.28.so
00007fe73ffa5000      4K r---- libpthread-2.28.so
00007fe73ffa6000      4K rw--- libpthread-2.28.so
00007fe73ffa7000     16K rw---   [ anon ]
00007fe73ffab000     12K r-x-- libdl-2.28.so
00007fe73ffae000   2044K ----- libdl-2.28.so
00007fe7401ad000      4K r---- libdl-2.28.so
00007fe7401ae000      4K rw--- libdl-2.28.so
00007fe7401af000     88K r-x-- libz.so.1.2.11
00007fe7401c5000   2044K ----- libz.so.1.2.11

范例：

#查看系统调用
[root@centos7 ~]#dnf -y install strace
[root@centos7 ~]#strace ls
execve("/usr/bin/ls", ["ls"], 0x7ffd4b9dad50 /* 25 vars */) = 0
brk(NULL)                               = 0x55ed4c7d7000
arch_prctl(0x3001 /* ARCH_??? */, 0x7ffd500ae390) = -1 EINVAL (Invalid argument)
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
openat(AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=73944, ...}) = 0
mmap(NULL, 73944, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7fce5dfa7000
close(3)                                = 0


#查看库调用
[root@centos7 ~]#yum -y install ltrace
[root@centos7 ~]# ltrace ls
__libc_start_main(0x402910, 1, 0x7ffcca28b1b8, 0x4129a0 <unfinished ...>
strrchr("ls", '/')                                                               
                         = nil
setlocale(LC_ALL, "")                                                           
                          = "en_US.utf8"
bindtextdomain("coreutils", "/usr/share/locale")                                 
                         = "/usr/share/locale"
textdomain("coreutils")

虚拟内存信息 vmstat

格式：

1	vmstat [options] [delay [count]]

显示项说明：

procs:
    r：可运行（正运行或等待运行）进程的个数，和核心数有关
    b：处于不可中断睡眠态的进程个数(被阻塞的队列的长度)
memory：
    swpd:   交换内存的使用总量
    free：  空闲物理内存总量
    buffer：用于buffer的内存总量
    cache： 用于cache的内存总量
swap:
    si：从磁盘交换进内存的数据速率(kb/s)
    so：从内存交换至磁盘的数据速率(kb/s)
io：
    bi：从块设备读入数据到系统的速率(kb/s)
    bo: 保存数据至块设备的速率
system：
    in: interrupts         中断速率，包括时钟
    cs: context switch     进程切换速率
cpu：
    us:Time spent running non-kernel code
    sy: Time spent running kernel code
    id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.
    wa: Time spent waiting for IO.  2.5.41前，包括in idle.
    st: Time stolen from a virtual machine.  2.6.11前, unknown.

选项：

1	-s 显示内存的统计数据

范例：

[root@centos8 ~]#vmstat  
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r b   swpd   free   buff cache   si   so   bi   bo   in   cs us sy id wa st
1  0      0 1125284   5308 404636    0    0     1     1   25   33  0  0 100  0
0


[root@centos8 ~]#vmstat 1 3
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r b   swpd   free   buff cache   si   so   bi   bo   in   cs us sy id wa st
0  0      0 1125408   5308 404676    0    0     1     1   25   33  0  0 100  0
0
0  0      0 1125248   5308 404676    0    0     0     0  165  236  0  0 100  0
0
0  0      0 1125188   5308 404676    0    0     0     0  146  216  0  0 100  0
0


[root@centos8 ~]#vmstat -s
      1849460 K total memory
       314348 K used memory
       264424 K active memory
       192500 K inactive memory
      1125128 K free memory
         5308 K buffer memory
       404676 K swap cache
      2097148 K total swap
            0 K used swap
      2097148 K free swap
         2519 non-nice user cpu ticks
         1027 nice user cpu ticks
        10178 system cpu ticks
     36616214 idle cpu ticks
          294 IO-wait cpu ticks
         5043 IRQ cpu ticks
         5150 softirq cpu ticks
            0 stolen cpu ticks
       249439 pages paged in
       301109 pages paged out
            0 pages swapped in
            0 pages swapped out
      9338473 interrupts
     12059933 CPU context switches
   1578443646 boot time
        19386 forks

统计CPU和设备IO信息 iostat

iostat 可以提供更丰富的IO性能状态数据

此工具由sysstat包提供

#常用选项:
-c                 #只显示CPU行
-d                 #显示设备〈磁盘)使用状态
-k                 #以千字节为为单位显示输出
-t                 #在输出中包括时间戳
-x                 #在输出中包括扩展的磁盘指标

范例：

[root@centos8 ~]#iostat 
Linux 4.18.0-80.el8.x86_64 (centos8.localdomain) 01/09/2020 _x86_64_ (4 CPU)
avg-cpu: %user   %nice %system %iowait %steal   %idle
          0.01    0.00    0.06    0.00   0.00   99.93
           
           
Device             tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               0.31         2.57         3.52     238227     326708
scd0              0.01         0.14         0.00      13140          0


[root@centos8 ~]#iostat 1 3
Linux 4.18.0-80.el8.x86_64 (centos8.localdomain) 01/09/2020 _x86_64_ (4 CPU)
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.01    0.00    0.06    0.00    0.00   99.93
           
           
Device             tps   kB_read/s   kB_wrtn/s   kB_read   kB_wrtn
sda               0.31         2.57         3.52     238227     326708
scd0              0.01         0.14         0.00      13140          0


avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.25    0.00    0.00   99.75
           
Device             tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               0.00         0.00         0.00          0          0
scd0              0.00         0.00         0.00          0          0

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
           
Device             tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               0.00         0.00         0.00          0          0
scd0              0.00         0.00         0.00          0          0


tps：该设备每秒的传输次数（Indicate the number of transfers per second that were 
issued to the device.）。"一次传输"意思是"一次I/O请求"。多个逻辑请求可能会被合并为"一次I/O请求"。"一次传输"请求的大小是未知的。


kB_read/s：每秒从设备（drive expressed）读取的数据量；
kB_wrtn/s：每秒向设备（drive expressed）写入的数据量；
kB_read：读取的总数据量；
kB_wrtn：写入的总数量数据量；这些单位都为Kilobytes。

范例:

[root@centos8 ~]# iostat -d sda -t -k 1 3
Linux 4.18.0-193.el8.x86_64 (centos8.wangxiaochun.com) 11/24/2020 _x86_64_ (2 CPU)
11/24/2020 03:08:50 PM
Device            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read   kB_wrtn
sda             26.51       893.96       310.78     219458     76293

11/24/2020 03:08:51 PM
Device             tps    kB_read/s    kB_wrtn/s   kB_read   kB_wrtn
sda               0.00         0.00         0.00         0         0

11/24/2020 03:08:52 PM
Device             tps   kB_read/s   kB_wrtn/s   kB_read   kB_wrtn
sda               0.00         0.00         0.00         0         0

范例:

[root@rocky ~]# iostat -d nvme0n1  1 3 -x
Linux 5.14.0-427.13.1.el9_4.x86_64 (rocky) 	11/28/24 	_x86_64_	(2 CPU)

Device            r/s     rkB/s   rrqm/s  %rrqm r_await rareq-sz     w/s     wkB/s   wrqm/s  %wrqm w_await wareq-sz     d/s     dkB/s   drqm/s  %drqm d_await dareq-sz     f/s f_await  aqu-sz  %util
nvme0n1          0.14      5.57     0.00   0.09    0.24    38.63    0.06      3.45     0.01  15.03    1.36    53.24    0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.01


Device            r/s     rkB/s   rrqm/s  %rrqm r_await rareq-sz     w/s     wkB/s   wrqm/s  %wrqm w_await wareq-sz     d/s     dkB/s   drqm/s  %drqm d_await dareq-sz     f/s f_await  aqu-sz  %util
nvme0n1          0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00


Device            r/s     rkB/s   rrqm/s  %rrqm r_await rareq-sz     w/s     wkB/s   wrqm/s  %wrqm w_await wareq-sz     d/s     dkB/s   drqm/s  %drqm d_await dareq-sz     f/s f_await  aqu-sz  %util
nvme0n1          0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00      0.00     0.00   0.00    0.00     0.00    0.00    0.00    0.00   0.00


#输出说明
r/s:             #每秒合并后读的请求数
w/s:             #每秒合并后写的请求数
rsec/s：         #每秒读取的扇区数；
wsec/：          #每秒写入的扇区数。
rKB/s：          #The number of read requests that were issued to the device per second；
wKB/s：          #The number of write requests that were issued to the device per second；
rrqm/s：          #每秒这个设备相关的读取请求有多少被Merge了（当系统调用需要读取数据的时候，VFS将请求发到各个FS，如果FS发现不同的读取请求读取的是相同Block的数据，FS会将这个请求合并Merge）；
wrqm/s：          #每秒这个设备相关的写入请求有多少被Merge了。
%rrqm:            #The percentage of read requests merged together before being sent to the device.
%wrqm:            #The percentage of write requests merged together before being sent to the device.
avgrq-sz          #平均请求扇区的大小
avgqu-sz          #是平均请求队列的长度。毫无疑问，队列长度越短越好。 
await：           #每一个IO请求的处理的平均时间（单位是微秒毫秒）。这里可以理解为IO的响应时间，一般地系统IO响应时间应该低于5ms，如果大于10ms就比较大了。这个时间包括了队列时间和服务时间，也就是说，一般情况下，await大于svctm，它们的差值越小，则说明队列时间越短，反之差值越大，队列时间越长，说明系统出了问题。
svctm             #表示平均每次设备I/O操作的服务时间（以毫秒为单位）。如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于svctm的值，则表示I/O队列等待太长，系统上运行的应用程序将变慢。
%util：            #在统计时间内所有处理IO时间，除以总共统计时间。例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒在处理IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/1 = 80%，所以该参数暗示了设备的繁忙程度。一般地，如果该参数是100%表示设备已经接近满负荷运行了（当然如果是多磁盘，即使%util是100%，因为磁盘的并发能力，所以磁盘使用未必就到了瓶颈）。

监视磁盘I/O iotop

来自于iotop包

iotop命令是一个用来监视磁盘I/O使用状况的top类工具iotop具有与top相似的UI，其中包括PID、用户、I/O、进程等相关信息，可查看每个进程是如何使用IO

iotop输出

第一行：Read和Write速率总计
第二行：实际的Read和Write速率
第三行：参数如下：

线程ID（按p切换为进程ID）

优先级

用户

磁盘读速率

磁盘写速率

swap交换百分比

IO等待所占的百分比

iotop常用参数

-o, --only           #只显示正在产生I/O的进程或线程，除了传参，可以在运行过程中按o生效
-b, --batch          #非交互模式，一般用来记录日志
-n NUM, --iter=NUM   #设置监测的次数，默认无限。在非交互模式下很有用
-d SEC, --delay=SEC  #设置每次监测的间隔，默认1秒，接受非整形数据例如1.1
-p PID, --pid=PID    #指定监测的进程/线程
-u USER, --user=USER #指定监测某个用户产生的I/O
-P, --processes      #仅显示进程，默认iotop显示所有线程
-a, --accumulated    #显示累积的I/O，而不是带宽
-k, --kilobytes      #使用kB单位，而不是对人友好的单位。在非交互模式下，脚本编程有用
-t, --time           #加上时间戳，非交互非模式
-q, --quiet          #禁止头几行，非交互模式，有三种指定方式
-q                   #只在第一次监测时显示列名
-qq                  #永远不显示列名
-qqq                 #永远不显示I/O汇总

交互按键

left和right方向键：改变排序
r：反向排序
o：切换至选项--only
p：切换至--processes选项
a：切换至--accumulated选项
q：退出
i：改变线程的优先级

显示网络带宽使用情况 iftop

通过EPEL源的 iftop 包

1	[root@centos8 ~]# iftop -ni eth0

查看网络实时吞吐量 nload

nload 是一个实时监控网络流量和带宽使用情况，以数值和动态图展示进出的流量情况,通过EPEL源安装

界面操作

1
2
3

上下方向键、左右方向键、enter键或者tab键都就可以切换查看多个网卡的流量情况
按 F2 显示选项窗口
按 q 或者 Ctrl+C 退出 nload

范例：

#默认只查看第一个网络的流量进出情况
nload

#在nload后面指定网卡，可以指定多个,按左右键分别显示网卡状态
nload eth0 eth1

#设置刷新间隔：默认刷新间隔是100毫秒，可通过 -t 命令设置刷新时间（单位是毫秒）
nload -t 500 eth0

#设置单位：显示两种单位一种是显示Bit/s、一种是显示Byte/s，默认是以Bit/s，也可不显示/s
#-u h|b|k|m|g|H|B|K|M|G 表示的含义： h: auto, b: Bit/s, k: kBit/s, m: MBit/s, H: auto, B: Byte/s, K: kByte/s, M: MByte/s
nload -u M eth0

查看进程网络带宽的使用情况 nethogs

NetHogs是一个开源的命令行工具（类似于Linux的top命令），用来按进程或程序实时统计网络带宽使用率。

github网站: https://github.com/raboof/nethogs/

#红帽系统的nethogs包来自于EPEL源
[root@rocky8 ~]# yum -y install nethogs
[root@ubuntu1804 ~]# apt -y install nethogs
[root@ubuntu1804 ~]# nethogs

网络监视工具iptraf-ng

来自于iptraf-ng包,可以进网络进行监控,对终端窗口大小有要求.

[root@centos8 ~]# yum info iptraf-ng
Last metadata expiration check: 0:20:24 ago on Sat 04 Jul 2020 12:17:23 PM CST.
Installed Packages
Name         : iptraf-ng
Version     : 1.1.4
Release     : 18.el8
Architecture : x86_64
Size         : 676 k
Source       : iptraf-ng-1.1.4-18.el8.src.rpm
Repository   : @System
From repo   : BaseOS
Summary     : A console-based network monitoring utility
URL         : https://github.com/iptraf-ng/iptraf-ng/
License     : GPLv2+
Description : IPTraf-ng is a console-based network monitoring utility. IPTraf 
gathers
             : data like TCP connection packet and byte counts, interface 
statistics
             : and activity indicators, TCP/UDP traffic breakdowns, and LAN 
station
             : packet and byte counts. IPTraf-ng features include an IP traffic 
monitor
             : which shows TCP flag information, packet and byte counts, ICMP
             : details, OSPF packet types, and oversized IP packet warnings;
             : interface statistics showing IP, TCP, UDP, ICMP, non-IP and other 
IP
             : packet counts, IP checksum errors, interface activity and packet 
size
             : counts; a TCP and UDP service monitor showing counts of incoming 
and
             : outgoing packets for common TCP and UDP application ports, a LAN
             : statistics module that discovers active hosts and displays 
statistics
             : about their activity; TCP, UDP and other protocol display filters 
so
             : you can view just the traffic you want; logging; support for
Ethernet,
             : FDDI, ISDN, SLIP, PPP, and loopback interfaces; and utilization of 
the
             : built-in raw socket interface of the Linux kernel, so it can be 
used
             : on a wide variety of supported network cards.


[root@centos8 ~]# yum -y install iptraf-ng

#对终端窗口大小有要求,如果太小否则无法显示
[root@centos8 ~]# iptraf-ng
fatal: This program requires a screen size of at least 80 columns by 24 lines
Please resize your window

系统资源统计 dstat

dstat由pcp-system-tools包提供，但安装dstat包即可, 可用于代替 vmstat,iostat功能

格式：

1	dstat [-afv] [options..] [delay [count]]

常用选项

-c                       #显示cpu相关信息
-C #,#,...,total
-d                       #显示disk相关信息
-D total,sda,sdb,...
-g                       #显示page相关统计数据
-m                       #显示memory相关统计数据
-n                       #显示network相关统计数据
-p                       #显示process相关统计数据
-r                       #显示io请求相关的统计数据
-s                       #显示swapped相关的统计数据
--tcp
--udp
--unix
--raw
--socket
--ipc
--top-cpu:                #显示最占用CPU的进程
--top-io:                 #显示最占用io的进程
--top-mem:                #显示最占用内存的进程
--top-latency:            #显示延迟最大的进程

范例：

[root@centos8 ~]# yum -y install dstat
[root@centos8 ~]# dstat 1 6
You did not select any stats, using -cdngy by default.
----total-usage---- -dsk/total- -net/total- ---paging-- ---system--
usr sys idl wai stl| read writ| recv send|  in   out | int   csw 
  0   0  99   0   0|   0 2687k|  64   601 |   0     0 | 256   164
  0   0 100   0   0|   0     0 |  64   330 |   0     0 | 121   155
  0   0 100   0   0|   0     0 |  64   330 |   0     0 | 104   144
  0   0 100   0   0|   0     0 |  64   330 |   0     0 | 110   145
  0   0  99   0   0|   0     0 |  64   330 |   0     0 | 100   130

综合监控工具 glances

此工具可以通过EPEL源安装,CentOS 8 目前已提供,但测试有问题

格式：

1	glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-o output]

内建命令：

a Sort processes automatically     l Show/hide logs
c Sort processes by CPU%           b Bytes or bits for network I/O
m Sort processes by MEM%           w Delete warning logs
p Sort processes by name           x Delete warning and critical logs
i Sort processes by I/O rate       1 Global CPU or per-CPU stats
d Show/hide disk I/O stats         h Show/hide this help screen
f Show/hide file system stats      t View network I/O as combination
n Show/hide network stats          u View cumulative network I/O
s Show/hide sensors stats          q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
y Show/hide hddtemp stats

常用选项：

-b:                     以Byte为单位显示网卡数据速率
-d:                     关闭磁盘I/O模块
-f /path/to/somefile:   设定输入文件位置
-o  {HTML|CSV}:         输出格式
-m:                     禁用mount模块
-n:                     禁用网络模块
-t #:                   延迟时间间隔
-1:                     每个CPU的相关数据单独显示

C/S模式下运行glances命令

服务器模式：

glances -s -B IPADDR

IPADDR: 指明监听的本机哪个地址,端口默认为61209/tcp
客户端模式：

glances -c IPADDR

IPADDR：要连入的服务器端地址

注意: 不同版本不兼容

1 2	[root@centos7 ~]# glances -c 10.0.0.8 Client and server not compatible: Client version: 2.5.1 / Server version: 3.1.4.1

查看进程打开文件 lsof

lsof：list open files，查看当前系统文件的工具。在linux环境下，一切皆文件，用户通过文件不仅可以访问常规数据，还可以访问网络连接和硬件如传输控制协议 (TCP) 和用户数据报协议 (UDP)套接字等，系统在后台都为该应用程序分配了一个文件描述符

命令选项：

-a:                   列出打开文件存在的进程
-c<进程名>:            列出指定进程所打开的文件
-g:                   列出GID号进程详情
-d<文件号>:            列出占用该文件号的进程
+d<目录>:              列出目录下被打开的文件
+D<目录>:              递归列出目录下被打开的文件
-n<目录>:              列出使用NFS的文件
-i<条件>:              列出符合条件的进程(4、6、协议、:端口、 @ip )
-p<进程号>:            列出指定进程号所打开的文件
-u:                   列出UID号进程详情
-h:                   显示帮助信息
-v:                   显示版本信息。
-n:                   不反向解析网络名字

范例：

#lsof 列出当前所有打开的文件
[root@rocky ~]# lsof | head
COMMAND    PID TID TASKCMD     USER   FD      TYPE             DEVICE SIZE/OFF       NODE NAME
systemd      1                 root  cwd       DIR              253,0      270        128 /
systemd      1                 root  rtd       DIR              253,0      270        128 /
systemd      1                 root  txt       REG              253,0    98160  134759361 /usr/lib/systemd/systemd
systemd      1                 root  mem       REG              253,0   582178   67444125 /etc/selinux/targeted/contexts/files/file_contexts.bin
systemd      1                 root  mem       REG              253,0   153600     235792 /usr/lib64/libgpg-error.so.0.32.0
systemd      1                 root  mem       REG              253,0   636848     235837 /usr/lib64/libpcre2-8.so.0.11.0
systemd      1                 root  mem       REG              253,0   102552     235374 /usr/lib64/libz.so.1.2.11
systemd      1                 root  mem       REG              253,0   904712     235571 /usr/lib64/libm.so.6
systemd      1                 root  mem       REG              253,0  1714256     275093 /usr/lib64/libp11-kit.so.0.3.1


#查看当前哪个进程正在使用此文件
[root@rocky ~]# lsof /var/log/messages
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF      NODE NAME
rsyslogd 922 root    5w   REG  253,0  1498617 201447914 /var/log/messages

#查看由登陆用户启动而非系统启动的进程
lsof `tty`
[root@rocky ~]# lsof /dev/pts/3 
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
bash    1326 root    0u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3
bash    1326 root    1u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3
bash    1326 root    2u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3
bash    1326 root  255u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3
lsof    3652 root    0u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3
lsof    3652 root    1u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3
lsof    3652 root    2u   CHR  136,3      0t0    6 /dev/pts/3

#指定进程号，可以查看该进程打开的文件
lsof -p 9527

[root@rocky ~]# lsof -p `pidof bc`
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF      NODE NAME
bc      3762 root  cwd    DIR  253,0     4096 201326726 /root
bc      3762 root  rtd    DIR  253,0      270       128 /
bc      3762 root  txt    REG  253,0    91384 201329604 /usr/bin/bc
bc      3762 root  mem    REG  253,0  2387008    235568 /usr/lib64/libc.so.6
bc      3762 root  mem    REG  253,0    26988  67237467 /usr/lib64/gconv/gconv-modules.cache
bc      3762 root  mem    REG  253,0   346132  67237371 /usr/lib/locale/C.utf8/LC_CTYPE
bc      3762 root  mem    REG  253,0   195080    235366 /usr/lib64/libtinfo.so.6.2
bc      3762 root  mem    REG  253,0   358168    235756 /usr/lib64/libreadline.so.8.1
bc      3762 root  mem    REG  253,0   844720    235564 /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
bc      3762 root    0u   CHR  136,2      0t0         5 /dev/pts/2
bc      3762 root    1u   CHR  136,2      0t0         5 /dev/pts/2
bc      3762 root    2u   CHR  136,2      0t0         5 /dev/pts/2


#查看指定程序打开的文件
lsof -c httpd

[root@rocky ~]# lsof -c bc
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF      NODE NAME
bc      3762 root  cwd    DIR  253,0     4096 201326726 /root
bc      3762 root  rtd    DIR  253,0      270       128 /
bc      3762 root  txt    REG  253,0    91384 201329604 /usr/bin/bc
bc      3762 root  mem    REG  253,0  2387008    235568 /usr/lib64/libc.so.6
bc      3762 root  mem    REG  253,0    26988  67237467 /usr/lib64/gconv/gconv-modules.cache
bc      3762 root  mem    REG  253,0   346132  67237371 /usr/lib/locale/C.utf8/LC_CTYPE
bc      3762 root  mem    REG  253,0   195080    235366 /usr/lib64/libtinfo.so.6.2
bc      3762 root  mem    REG  253,0   358168    235756 /usr/lib64/libreadline.so.8.1
bc      3762 root  mem    REG  253,0   844720    235564 /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
bc      3762 root    0u   CHR  136,2      0t0         5 /dev/pts/2
bc      3762 root    1u   CHR  136,2      0t0         5 /dev/pts/2
bc      3762 root    2u   CHR  136,2      0t0         5 /dev/pts/2


#查看指定用户打开的文件
lsof -u root | more　　

#查看指定目录下被打开的文件，参数+D为递归列出目录下被打开的文件，参数+d为列出目录下被打开的文件
lsof +D /var/log/ 
lsof +d /var/log/　　
 
#查看所有网络连接，通过参数-i查看网络连接的情况，包括连接的ip、端口等以及一些服务的连接情况，例如：sshd等。也可以通过指定ip查看该ip的网络连接情况
lsof -i –n      
lsof -i@127.0.0.1
 
#查看端口连接情况，通过参数-i:端口可以查看端口的占用情况，-i参数还有查看协议，ip的连接情况等
lsof -i :80 -n
 
#查看指定进程打开的网络连接，参数-i、-a、-p等，-i查看网络连接情况，-a查看存在的进程，-p指定进程
lsof -i –n -a -p 9527
 
#查看指定状态的网络连接，-n:no host names, -P:no port names,-i TCP指定协议，-s指定协议状态通过多个参数可以清晰的查看网络连接情况、协议连接情况等
lsof -n -P -i TCP -s TCP:ESTABLISHED

范例：利用 lsof 恢复正在使用中的误删除的文件

lsof |grep /var/log/messages
rm -f /var/log/messages
lsof |grep /var/log/messages
cat /proc/653/fd/6
cat /proc/653/fd/6 > /var/log/messages

CentOS 8 新特性 cockpit

由cockpit包提供,当前Ubuntu和CentOS7也支持此工具

Cockpit 是CentOS 8 取入的新特性，是一个基于 Web 界面的应用，它提供了对系统的图形化管理

监控系统活动（CPU、内存、磁盘 IO 和网络流量）
查看系统日志条目
查看磁盘分区的容量
查看网络活动（发送和接收）
查看用户帐户
检查系统服务的状态
提取已安装应用的信息
查看和安装可用更新（如果以 root 身份登录）并在需要时重新启动系统
打开并使用终端窗口

范例：安装 cockpit

[root@centos8 ~]# dnf -y install cockpit
[root@centos8 ~]# systemctl enable --now cockpit.socket
Created symlink /etc/systemd/system/sockets.target.wants/cockpit.socket → 
/usr/lib/systemd/system/cockpit.socket.

打开浏览器，访问以下地址：

1	https://<cockpit主机>:9090

信号发送 kill

kill：内部命令，可用来向进程发送控制信号，以实现对进程管理,每个信号对应一个数字，信号名称以 SIG开头（可省略），不区分大小写

显示当前系统可用信号：

1 2	kill -l trap -l

查看帮助：man 7 signal

常用信号：

1) SIGHUP   无须关闭进程而让其重读配置文件
2) SIGINT   中止正在运行的进程；相当于Ctrl+c
3) SIGQUIT  相当于ctrl+\
9) SIGKILL  强制杀死正在运行的进程,可能会导致数据丢失,慎用!
15) SIGTERM 终止正在运行的进程，默认信号
18) SIGCONT 继续运行
19) SIGSTOP 后台休眠

指定信号的方法 :

信号的数字标识：1, 2, 9
信号完整名称：SIGHUP，sighup
信号的简写名称：HUP，hup

向进程发送信号：

按PID：

1	kill [-s sigspec \| -n signum \| -sigspec] pid \| jobspec ... or kill -l [sigspec]

范例：

kill  -1   pid
kill  -n 9 pid
kill  -s SIGINT pid

[root@centos8 ~]# kill -int `pidof ping`
[root@centos8 ~]# kill -sigint `pidof ping`

按名称：killall 来自于psmisc包

1	killall [-SIGNAL] comm…

按模式：

1	pkill [options] pattern

常用选项

-SIGNAL
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正发起运行命令者
-t terminal: 与指定终端相关的进程
-l: 显示进程名（pgrep可用）
-a: 显示完整格式的进程名（pgrep可用）
-P pid: 显示指定进程的子进程

范例：查看HUP信号

#许多服务的支持的reload操作，实际就是发送了HUP信号
#service httpd reload 即相当于 killall -1 httpd
[root@centos6 ~]#grep -A 10 -w reload -m 1 /etc/init.d/httpd 
reload() {
    echo -n $"Reloading $prog: "
    if ! LANG=$HTTPD_LANG $httpd $OPTIONS -t >&/dev/null; then
        RETVAL=6
        echo $"not reloading due to configuration syntax error"
        failure $"not reloading $httpd due to configuration syntax error"
    else
        # Force LSB behaviour from killproc
        LSB=1 killproc -p ${pidfile} $httpd -HUP
        RETVAL=$?
        if [ $RETVAL -eq 7 ]; then

范例：利用 0 信号实现进程的健康性检查

[root@centos8 ~]#man kill
If signal is 0, then no actual signal is sent, but error checking is still 
performed.

[root@centos8 ~]#killall -0 ping
[root@centos8 ~]#echo $?
0

[root@centos8 ~]#killall -0 ping
ping: no process found

[root@centos8 ~]#echo $?
1

#此方式有局限性，即使进程处于停止或僵尸状态，此方式仍然认为是进程是健康的

范例: pkill和pgrep支持正则表达式

[root@centos8 ~]# pkill '^p'

[root@centos8 ~]# pgrep -a '^p'
9278 pickup -l -t unix -u
9281 ping 1.1.1.1
9311 ping 2.2.2.2

范例: 关掉指定端口的进程

1	[root@rocky8 ~]# fuser -k -9 80/tcp

范例: nginx服务的信号

[root@centos8 ~]#man nginx
     SIGUSR1         Reopen log files.
     SIGUSR2         Upgrade the nginx executable on the fly.
     SIGWINCH         Shut down worker processes gracefully.
     
     
[root@wang-liyun-pc ~]# cat /etc/logrotate.d/nginx 
/apps/nginx/logs/*.log {
   daily
   rotate 100
   missingok
   notifempty
   nocompress
   delaycompress
   create 644 nginx nginx
   postrotate
      if [ -f /apps/nginx/logs/nginx.pid ]; then
          kill -USR1 `cat /apps/nginx/logs/nginx.pid`  #发送USR1信号,重新打开日志文件
      fi
   endscript
}

作业管理

Linux的作业控制

前台作业：通过终端启动，且启动后一直占据终端
后台作业：可通过终端启动，但启动后即转入后台运行（释放终端）

让作业运行于后台

运行中的作业： Ctrl+z
尚未启动的作业： COMMAND &

后台作业虽然被送往后台运行，但其依然与终端相关；退出终端，将关闭后台作业。如果希望送往后台后，剥离与终端的关系

nohup COMMAND &>/dev/null &
screen;COMMAND
tmux；COMMAND

查看当前终端所有作业：

jobs

作业控制：

1
2
3

fg [[%]JOB_NUM]：把指定的后台作业调回前台
bg [[%]JOB_NUM]：让送往后台的作业在后台继续运行
kill [%JOB_NUM]： 终止指定的作业

范例: 后台运行的进程和终端关系

#终端1运行后台进程
[root@centos8 ~]#ping 127.0.0.1 &
[1] 30545

#终端2 可以查看到进程
[root@centos8 ~]#ps aux|grep ping
root       30545  0.0  0.2  32408  2416 pts/0   S    12:25   0:00 ping127.0.0.1
root       30547  0.0  0.1  12108   988 pts/2   S+   12:25   0:00 grep --color=auto ping

#关闭终端1后,在终端2查看不到进程
[root@centos8 ~]#ps aux|grep ping
root       30552  0.0  0.1  12108  1084 pts/2   S+   12:25   0:00 grep --color=auto ping

范例: nohup

[root@centos8 ~]# rpm -qf `which nohup`
coreutils-8.30-6.el8_1.1.x86_64

[root@centos8 ~]# nohup ping 127.0.0.1
nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'

[root@centos8 ~]# tail -f nohup.out
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=16 ttl=64 time=0.037 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=17 ttl=64 time=0.040 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=18 ttl=64 time=0.042 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=19 ttl=64 time=0.047 ms

[root@centos8 ~]# nohup ping 127.0.0.1 &> /dev/null &
[1] 9640

[root@centos8 ~]# ps aux| grep nohup
root        9642  0.0  0.1  12108   992 pts/0   S+   10:28   0:00 grep --color=auto nohup

[root@centos8 ~]# pstree -p |grep ping
           |-sshd(753)-+-sshd(9415)---sshd(9417)---bash(9446)---ping(9640)
           
#关闭对应的终端,再观察进程的父进程
[root@centos8 ~]# pstree -p |grep ping
           |-ping(9640)

并行运行

利用后台执行，实现并行功能，即同时运行多个进程，提高效率

方法1

cat all.sh
f1.sh&
f2.sh&
f3.sh&

方法2

1	(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)

方法3

1	f1.sh&f2.sh&f3.sh&

范例：多组命令实现并行

1	[root@centos8 ~]# { ping -c3 127.1; ping 127.2; }& { ping -c3 127.3 ;ping 127.4; }&

范例:

[root@centos8 ~]#cat scanhost.sh
#!/bin/bash
NET=10.0.0
for i in {1..254};do
   { ping -c1 -W1 ${NET}.${i} &> /dev/null && echo ${NET}.${i} is up || echo ${NET}.${i} is down; }&
done
wait


[root@centos8 ~]#cat scan_host.sh
#!/bin/bash
net=10.0.0
for i in {1..254};do
   { 
    if ping -c1 -W1 $net.$i &> /dev/null;then
        echo $net.$i is up
    else
        echo $net.$i is down
    fi
   }&
done
wait

任务计划

通过任务计划，可以让系统自动的按时间或周期性任务执行任务

注意: 学习本节需要实现邮件通知,学习内容前必须安装并启动邮件服务

范例: 环境准备

1 2	[root@centos8 ~]# yum -y install postfix [root@centos8 ~]# systemctl enable --now postfix

未来的某时间点执行一次任务

at 指定时间点，执行一次性任务
batch 系统自行选择空闲时间去执行此处指定的任务

周期性运行某任务

cron

一次性任务

at 工具

由包 at 提供
依赖与atd服务,需要启动才能实现at任务
at队列存放在/var/spool/at目录中,ubuntu存放在/var/spool/cron/atjobs目录下
执行任务时PATH变量的值和当前定义任务的用户身份一致

at 命令：

1	at [option] TIME

常用选项：

-V                  #显示版本信息
-t time             #时间格式 [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss] 
-l                  #列出指定队列中等待运行的作业；相当于atq
-d N                #删除指定的N号作业；相当于atrm
-c N                #查看具体作业N号任务
-f file             #指定的文件中读取任务
-m                  #当任务被完成之后，将给用户发送邮件，即使没有标准输出

注意：

作业执行命令的结果中的标准输出和错误以执行任务的用户身份发邮件通知给 root
默认CentOS 8 最小化安装没有安装邮件服务,需要自行安装

TIME：定义出什么时候进行 at 这项任务的时间

1
2
3

HH:MM [YYYY-mm-dd]
noon, midnight, teatime（4pm）,tomorrow
now+#{minutes,hours,days, OR weeks}

范例：at 时间格式

HH:MM 在今日的 HH:MM 进行，若该时刻已过，则明天此时执行任务
02:00    

HH:MM YYYY-MM-DD   规定在某年某月的某一天的特殊时刻进行该项任务
02:00 2016-09-20   

HH:MM[am|pm] [Month] [Date]
06pm March 17
17:20 tomorrow

HH:MM[am|pm] + number [minutes|hours|days|weeks]， 在某个时间点再加几个时间后才进行该项任务
now + 5 min 
02pm + 3 days

at 任务执行方式：

交互式
输入重定向
at -f file

/etc/at.{allow,deny} 控制用户是否能执行at任务

白名单：/etc/at.allow 默认不存在，只有该文件中的用户才能执行at命令
黑名单：/etc/at.deny 默认存在，拒绝该文件中用户执行at命令，而没有在at.deny 文件中的使用者则可执行
如果两个文件都不存在，只有 root 可以执行 at 命令

[root@rocky ~]# at 03:55
warning: commands will be executed using /bin/sh
at> touch 123
at> <EOT>   # Ctrl+d

范例: ubuntu at任务存放路径

[root@ubuntu2004 ~]#ll /var/spool/cron/
total 20
drwxr-xr-x 5 root   root    4096 Apr 23  2020 ./
drwxr-xr-x 5 root   root    4096 Dec 12 17:42 ../
drwxrwx--T 2 daemon daemon  4096 Dec 12 17:47 atjobs/
drwxrwx--T 2 daemon daemon  4096 Dec 12 17:47 atspool/
drwx-wx--T 2 root   crontab 4096 Feb 14  2020 crontabs/

[root@ubuntu2004 ~]#ll /var/spool/cron/atjobs/
total 16
drwxrwx--T 2 daemon daemon 4096 Dec 12 17:47 ./
drwxr-xr-x 5 root   root   4096 Apr 23  2020 ../
-rwx------ 1 root   daemon 2875 Dec 12 17:36 a000010198e058*
-rw------- 1 daemon daemon    6 Dec 12 17:46 .SEQ

周期性任务计划 cron

周期性任务计划cron相关的程序包：

cronie：主程序包，提供crond守护进程及相关辅助工具
crontabs：包含CentOS提供系统维护任务
cronie-anacron：cronie的补充程序，用于监控cronie任务执行状况，如:cronie中的任务在过去该运行的时间点未能正常运行，则anacron会随后启动一次此任务

cron 依赖于crond服务，确保crond守护处于运行状态：

#CentOS 7 以后版本:
systemctl status crond

#CentOS 6:
service crond status

cron任务分为

系统cron任务：系统维护作业，/etc/crontab 主配置文件， /etc/cron.d/ 子配置文件
用户cron任务：红帽系统保存在 /var/spool/cron/USERNAME,Ubuntu 系统存放在/var/spool/cron/crontabs/USERNAME，利用 crontab 命令管理

计划任务日志：/var/log/cron

系统cron计划任务

/etc/crontab 格式说明，详情参见 man 5 crontab

注释行以 # 开头

[root@centos8 ~]#cat /etc/crontab 
SHELL=/bin/bash   #默认的SHELL类型
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin  #默认的PATH变量值,可修改为其它路径
MAILTO=root                         #默认标准输出和错误发邮件给root,可以指向其它用户
# For details see man 4 crontabs
# Example of job definition:
# .---------------- minute (0 - 59)
# | .------------- hour (0 - 23)
# | | .---------- day of month (1 - 31)
# | | | .------- month (1 - 12) OR jan,feb,mar,apr ...
# | | | | .---- day of week (0 - 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
# | | | | |
# * * * * * user-name command to be executed

计划任务时间表示法：

(1) 特定值
     给定时间点有效取值范围内的值
(2) *
     给定时间点上有效取值范围内的所有值,表示“每...”,放在星期的位置表示不确定
(3) 离散取值
     #,#,#
(4) 连续取值
     #-#
(5) 在指定时间范围上，定义步长
     /#: #即为步长
 
(6) 特定关健字
@yearly   0 0 1 1 *
@annually 0 0 1 1 *
@monthly  0 0 1 * *
@weekly   0 0 * * 0
@daily    0 0 * * *
@hourly   0 * * * *
@reboot Run once after reboot

范例:

1
2

[root@centos8 ~]# man 5 crontab
For example, "0-23/2" can be used in the 'hours' field to specify command execution for every other hour (the alternative in the V7 standard is "0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22")

范例：每个月日期和星期几字段的关系

1
2
3

[root@centos8 ~]#man 5 crontab
Note: The day of a command's execution can be specified in the following two fields — 'day of   month', and 'day of week'. If both fields are restricted 
(i.e., do not contain the "*" character), the command will be run when either field matches the current time. For example, "30 4 1,15 * 5" would cause a command to be run at 4:30 am on the 1st and 15th of each month, plus every Friday.

范例：

#晚上9点10分运行echo命令,输出信息仍会发送到root 邮箱
10 21 * * * wang /bin/echo "Howdy!"

#每3小时echo和wall命令
0 */3 * * * wang /bin/echo "howdy";  wall "welcome to Magedu!"

crond任务相关文件:

/etc/crontab         配置文件
/etc/cron.d/         配置文件
/etc/cron.hourly/    脚本
/etc/cron.daily/     脚本
/etc/cron.weekly/    脚本
/etc/cron.monthly/   脚本

用户计划任务

crontab命令:

每个用户都有专用的cron任务文件：/var/spool/cron/USERNAME
默认标准输出和错误会被发邮件给对应的用户,如：wang创建的任务就发送至wang的邮箱
root能够修改其它用户的作业
用户的cron 中默认 PATH=/usr/bin:/bin,如果使用其它路径,在任务文件的第一行加PATH=/path或者加入到计划任务执行的脚本中
第六个字段指定要运行的命令。该行的整个命令部分，直至换行符或“％”字符，指定的shell执行. 除非使用反斜杠（\）进行转义，否则该命令中的“％”字符将变为换行符，并且第一个％之后的所有数据将作为标准输入发送到该命令。

crontab命令格式：

1	crontab [-u user] [-l \| -r \| -e] [-i]

常用选项：

-l               #列出所有任务
-e               #编辑任务
-r               #移除所有任务
-i               #同-r一同使用，以交互式模式移除指定任务
-u user          #指定用户管理cron任务,仅root可运行

控制用户执行计划任务：

1	/etc/cron.{allow,deny}

范例：修改默认的cron的文本编辑工具

#Ubuntu默认的cron文本编辑器是nano可以修改为vim
root@ubuntu1804:~# crontab -e
no crontab for root - using an empty one

Select an editor. To change later, run 'select-editor'.
  1. /bin/nano       <---- easiest
  2. /usr/bin/vim.basic
  3. /usr/bin/vim.tiny
  4. /bin/ed
  
Choose 1-4 [1]:
root@ubuntu1804:~# cat /etc/profile.d/env.sh
export EDITOR=vim

范例：PATH变量

#方法1,在计划任务配置中指定PATH
[root@centos8 ~]# crontab -l
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
* * * * * useradd hehe;echo $PATH


#方法2,在脚本中指定PATH变量
[root@centos8 ~]# crontab -l
* * * * * /data/test.sh

[root@centos8 ~]# cat /data/test.sh
#!/bin/bash
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
useradd hehe
echo $PATH

范例:

1
2
3

[root@rocky8 ~]# echo @reboot echo reboot | crontab 
[root@rocky8 ~]# crontab -l
@reboot echo reboot

范例：

[root@centos8 ~]# cat /usr/bin/disk_check.sh 
#!/bin/bash
WARNING=10
df | sed -En '/^\/dev\/sd/s@^([^ ]+).* ([0-9]+)%.*@\1 \2@p'| while read DEVICE USE;do
   [ $USE -gt $WARNING ] && echo "$DEVICE will be full,USE:$USE" | mail -s diskfull root
done

[root@centos8 ~]# crontab -l
*/10 * * * * check_disk.sh

范例:

[root@centos8 ~]# cat check_disk.sh 
#!/bin/bash
df | awk  -F ' +|%'  '/^\/dev\/sd/{if($5 > 10){system("echo "$1" will be full,use:" $5 "| mail -s warning root@wangxiaochun.com")} }'

[root@centos8 ~]# crontab -l
*/10 * * * * /root/check_disk.sh

范例:

[root@centos8 ~]# cat check_disk2.sh 
#!/bin/bash
WARNING=2
df | awk  -F ' +|%'  '/^\/dev\/sd/{print $1,$5}'|while read DISK USE;do 
if [ $USE -gt $WARNING ];then
   echo "$DISK will be full,use:$USE" | mail -s diskwarning root@wangxiaochun.com
fi
done


[root@centos8 ~]#crontab -l
*/10 * * * * /root/check_disk2.sh

面试题：11月每天的6-12点之间每隔2小时执行/app/bin/test.sh

#在6,8,10,12点整共4次分别执行test.sh
[root@centos8 ~]#crontab -l
0 6-12/2 * 11 * /app/bin/test.sh


#以下配置只会在5,7,9,11点整执行
0 5-12/2 * 11 * /app/bin/test.sh

注意：运行结果的标准输出和错误以邮件通知给相关用户

1 2	(1) COMMAND > /dev/null (2) COMMAND &> /dev/null

cron任务中不建议使用%，它有特殊用途，它表示换行的特殊意义，且第一个%后的所有字符串会被将成当作命令的标准输入,如果在命令中要使用%，则需要用 \ 转义

注意：将%放置于单引号中是不支持的

范例：在crontab中%的用法

1 2	30 2 * * * /bin/cp -a /etc/ /data/etc`date +\%F_\%T` 30 2 * * * /bin/cp -a /etc/ /data/etc`date +‘%F_%T’` 有问题

范例: 在crontab中%的用法

[root@centos8 ~]#crontab -l
* * * * *   mail -s "test" wang%wang,%%how are you?%

[root@centos8 ~]# cat /var/spool/mail/wang
From root@centos8.localdomain Sat Jul  4 23:58:01 2020
Return-Path: <root@centos8.localdomain>
X-Original-To: wang
Delivered-To: wang@centos8.localdomain
Received: by centos8.localdomain (Postfix, from userid 0)
     id 0B03860272; Sat,  4 Jul 2020 23:58:01 +0800 (CST)
Date: Sat, 04 Jul 2020 23:58:01 +0800
To: wang@centos8.localdomain
Subject: test
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
Content-Transfer-Encoding: 7bit
Message-Id: <20200704155801.0B03860272@centos8.localdomain>
From: root@centos8.localdomain (root)

wang,

how are you?

[root@centos8 ~]#

思考：

(1) 如何在秒级别运行任务？

1	for min in 0 1 2; do echo "hi"; sleep 20; done

(2) 如何实现每7分钟运行一次任务?

sleep命令：

sleep NUMBER[SUFFIX]...


SUFFIX: 
s:  秒, 默认
m:  分 
h:  小时
d:  天

范例:

1
2
3

[root@centos8 ~]# usleep 
warning: usleep is deprecated, and will be removed in near future!
warning: use "sleep 1e-06" instead...

范例：

[root@centos8 ~]# time usleep 1000000
warning: usleep is deprecated, and will be removed in near future!
warning: use "sleep 1" instead...
real 0m1.001s
user 0m0.001s
sys 0m0.000s
You have new mail in /var/spool/mail/root

[root@centos8 ~]# time ls
all.sh anaconda-ks2.cfg at.txt scanhost.sh
real 0m0.004s
user 0m0.001s
sys 0m0.003s

[root@centos8 ~]# time sleep 0.2
real 0m0.202s
user 0m0.001s
sys 0m0.000s

进程和内存管理

什么是进程

进程结构

进程相关概念

物理地址空间和虚拟地址空间

用户和内核空间

c代码和内存布局之间的对应关系

进程使用内存问题

内存泄漏: Memory Leak

内存溢出: Memory Over Overflow

内存不足: OOM

进程状态

LRU 算法

IPC进程间通信

进程优先级

进程分类

进程管理和性能相关的工具

进程树pstree

进程信息 ps

查看进程信息 prtstat

设置和调整进程优先级

搜索进程

pgrep

pidof

负载查询 uptime

显示CPU相关统计 mpstat

查看进程实时状态 top 和 htop

top

htop

内存空间 free

进程对应的内存映射 pmap

虚拟内存信息 vmstat

统计CPU和设备IO信息 iostat

监视磁盘I/O iotop

显示网络带宽使用情况 iftop

查看网络实时吞吐量 nload

查看进程网络带宽的使用情况 nethogs

网络监视工具iptraf-ng

系统资源统计 dstat

综合监控工具 glances

查看进程打开文件 lsof

CentOS 8 新特性 cockpit

信号发送 kill

作业管理

并行运行

任务计划

一次性任务

周期性任务计划 cron

系统cron计划任务

用户计划任务