一、程序

1.1什么是程序

• 是一组计算机能识别和执行的指令，运行于电子计算机上，满足人们某种需求的信息化工具
• 用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集

二、进程

2.1什么是进程

(1)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语境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
• 都由其父进程创建

(2)进程创建：

• CentOS6：是init第一个进程，CentOS7：是systemd第一个进程
• 进程：都由其父进程创建

(3)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。

(4)进程和线程的区别：

• 线程是程序执行的最小单位，而进程是操作系统分配资源的最小单位；
• 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；

怎么查看进程中的线程？
第一步：先查看系统进程号：pstree -p
第二步：grep -i threads /proc/PID号/status

2.2进程使用内存的问题

内存使用会出现的问题：

• 内存泄漏：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：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,类似红杏出墙
• 内存不足：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）太少。
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：
（1）限制java进程的max heap，并且降低java程序的worker数量，从而降低内存使用
（2）给系统增加swap空间

2.3进程状态

（1）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

（2）僵尸进程:
一个进程结束了，但是如果该进程的父进程先结束了，那么该进程就不会变成僵尸进程，因为每个进程结束的时候，系统都会扫描当前系统中所运行的所有进程，看有没有哪个进程是刚刚结束的这个进程的子进程，如果是的话，就由Init来接管它，成为它的父进程子进程退出后init会回收其占用的相关资源。但是当子进程比父进程先结束，而父进程又没有回收子进程，释放子进程占用的资源，此时子进程将成为一个僵厂进程。

总结：父进程退出子进程没有退出 ，那么这些子进程就没有父进程来管理了， 就变成僵尸进程。子进程已经结束了，父进程没有意识到。

2.4进程之间通讯

同一主机：

• pipe:管道,单向传输
• socket:套接字文件,双工通信
• Memory-maped 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锁住，则其它进程想修改甚至读取这些资源，都将被阻塞，直到锁被打开
• semaphore:信号量，一种计数器

不同主机：socket=IP和端口号

• RPC：远程调用
• MQ：消息队列，生产者和消费者。如：Kafka，RabbitMQ，ActiveMQ

2.5进程的优先级OS

进程优先级调整：

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

2.6进程分类

操作系统分类：
（1）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。
（2）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。
进程类型分类：
（1）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
（2）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：
（1）CPU-Bound：CPU 密集型，非交互
（2）IO-Bound：IO 密集型，交互

三、进程管理相关命令

3.1ps命令

ps可以查看进程当前状态的快照，默认显示当前终端中的进程，Linux系统各进程的相关信息均保存在/proc/数字 目录/status下的各文件中

 1 查看静态的进程统计信息
 2 "ps aux" 可以查看系统中所有的进程；
 3 "ps -le" 可以查看系统中所有的进程，而且还能看到进程的父进程的 PID 和进程优先级；
 4 "ps -l" 只能看到当前 Shell 产生的进程；
 5 
 6 常用选项
 7 -a：显示当前终端下的所有进程信息，包括其他用户的进程。与“x”选项结合时将示系统中所有的进程信息。
 8 -u：使用以用户为主的格式输出进程信息。
 9 -x：显示当前用户在所有终端下的进程信息。
10 -e：显示系统内的所有进程信息。
11 -l：使用长（Long）格式显示进程信息。
12 -f：使用完整的（Full）格式显示进程信
13 -k：对属性排序,属性前加 - 表示倒序
14 -o：显示定制的信息 pid、cmd、%cpu、%mem

PRI (最终值) = PRI (原始值) + NI

修改 NI 值时有几个注意事项：

• NI范围：是 -20~19，越小越好。
• 普通用户调整NI值的范围是：0~19，而且只能调整自己的进程。
• 普通用户只能调高 NI 值，而不能降低。如原本 NI 值为 0，则只能调整为大于 0。
• 只有 root 用户才能设定进程 NI 值为负值，而且可以调整任何用户的进程。

3.2top命令

top 命令可以动态地持续监听进程地运行状态，与此同时，该命令还提供了一个交互界面，用户可以根据需要，人性化地定制自己的输出，进而更清楚地了进程的运行状态。

 1 选项：
 2 -d 秒数：指定 top 命令每隔几秒更新。默认是 3 秒；
 3 -b：使用批处理模式输出。一般和"-n"选项合用，用于把 top 命令重定向到文件中；
 4 -n 次数：指定 top 命令执行的次数。一般和"-"选项合用；
 5 -p 进程PID：仅查看指定 ID 的进程；
 6 -s：使 top 命令在安全模式中运行，避免在交互模式中出现错误；
 7 -u 用户名：只监听某个用户的进程；
 8 
 9 在 top 命令的显示窗口中，还可以使用如下按键，进行一下交互操作：
10 ? 或 h：显示交互模式的帮助；
11 c：按照 CPU 的使用率排序，默认就是此选项；
12 M：按照内存的使用率排序；
13 N：按照 PID 排序；
14 T：按照 CPU 的累积运算时间排序，也就是按照 TIME+ 项排序；
15 k：按照 PID 给予某个进程一个信号。一般用于中止某个进程，信号 9 是强制中止的信号；
16 r：按照 PID 给某个进程重设优先级（Nice）值；
17 q：退出 top 命令；

缓冲（buffer）和缓存（cache）的区别：

• 缓存（cache）是在读取硬盘中的数据时，把最常用的数据保存在内存的缓存区中，再次读取该数据时，就不去硬盘中读取了，而在缓存中读取。
• 缓冲（buffer）是在向硬盘写入数据时，先把数据放入缓冲区,然后再一起向硬盘写入，把分散的写操作集中进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提高系统性能。

简单来说，缓存（cache）是用来加速数据从硬盘中"读取"的，而缓冲（buffer）是用来加速数据"写入"硬盘的。

3.3pgrep命令

pgrep命令：查看指定的进程
-U 指定用户
-l: 显示进程名
-a: 显示完整格式的进程名
-P: 显示指定进程的子进程

3.4pstree

pstree：以树形结构列出进程信息

常用选项：
-a：显示启动每个进程对应的完整指令，包括启动进程的路径、参数等
-p：显示PID
-T：不显示线程thread,默认显示线程
-u：显示用户切换
-H：pid高亮显示指定进程及其前辈进程

3.5lsof

lsof：是列举系统中已经被打开的文件。通过 lsof 命令，我们就可以根据文件找到对应的进程信息，也可以根据进程信息找到进程打开的文件。

lsof [选项]

 实验：删除大文件不释放空间

3.6监控系统资源vmstat

vmstat命令：可用来监控 CPU 使用、进程状态、内存使用、虚拟内存使用、硬盘输入/输出状态等信息。

五大系统资源：

cpu利用率：怎么查看(top，ps aux)

内存利用率：(free)

磁盘：(df，fdisk -l，lsblk)

磁盘读写性能：(dd，vmstat，iostat)

带宽：网络资源

四、进程管理

4.1手动启动(jobs,fg,bg)

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

"命令&",把命令放入后台执行(具有交互性质的命令不建议放入后台比如ping命令)

让作业运行于后台(并行执行)：
运行中的作业：Ctrl+z

jobs,fg,bs命令使用

4.2结束进程kill,killall

(1)kill

命令格式：
kill [信号] PID 
kill 命令会向操作系统内核发送一个信号（多是终止信号）和目标进程的 PID，然后系统内核根据收到的信号类型，对指定进程进行相应的操作。

(2)killall

命令格式：
killall [选项] [信号] 进程名
killall 也是用于关闭进程的一个命令，但和 kill 不同的是，killall 命令不再依靠 PID 来杀死单个进程，而是通过程序的进程名来杀死一类进程，也正是由于这一点，该命令常与 ps、pstree 等命令配合使用
-i：交互式，询问是否要杀死某个进程
-I：忽略进程名的大小写

五、计划任务

5.1at一次性

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

5.2crontab周期

1 crontab [选项] [file]

 

在书写 crontab 定时任务时，需要注意以下几个事项：

• 6 个选项都不能为空，必须填写。如果不确定，则使用“*”代表任意时间。
• crontab 定时任务的最小有效时间是分钟，最大有效时间是月。
• 在定义时间时，日期和星期最好不要在一条定时任务中出现，因为它们都以天为单位，非常容易让管理员混淆。
• 在定时任务中，不管是直接写命令，还是在脚本中写命令，最好都使用绝对路径。有时使用相对路径的命令会报错。