一、進(jìn)程的概念

1、什么是進(jìn)程

比如：開(kāi)發(fā)寫(xiě)的代碼我們稱(chēng)為程序，那么將開(kāi)發(fā)的代碼運(yùn)行起來(lái)。我們稱(chēng)為進(jìn)程。
總結(jié)一句話就是：當(dāng)我們運(yùn)行一個(gè)程序，那么我們將運(yùn)行的程序叫進(jìn)程。
當(dāng)程序運(yùn)行為進(jìn)程后，系統(tǒng)會(huì)為該進(jìn)程分配內(nèi)存，以及進(jìn)程運(yùn)行的身份和權(quán)限。
在進(jìn)程運(yùn)行的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)有各種指標(biāo)來(lái)表示當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)。

2、程序和進(jìn)程的區(qū)別

（1）程序是數(shù)據(jù)和指令的集合，是一個(gè)靜態(tài)的概念。比如/bin/ls、/bin/cp等二進(jìn)制文件。同時(shí)程序可以長(zhǎng)期存在系統(tǒng)中。

（2）進(jìn)程是程序運(yùn)行的過(guò)程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念。進(jìn)程是存在生命周期的概念的，也就是說(shuō)進(jìn)程會(huì)隨著程序的終止而銷(xiāo)毀，不會(huì)永久存在系統(tǒng)中。

3、進(jìn)程的生命周期

生命周期就是指一個(gè)對(duì)象的生老病死。

圖1.png

當(dāng)父進(jìn)程接收到任務(wù)調(diào)度時(shí)，會(huì)通過(guò)fock派生子進(jìn)程來(lái)處理，那么子進(jìn)程會(huì)繼承父進(jìn)程屬性。

（1）子進(jìn)程在處理任務(wù)代碼時(shí)，父進(jìn)程會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)中。
（2）子進(jìn)程在處理任務(wù)代碼后，會(huì)執(zhí)行退出，然后喚醒父進(jìn)程來(lái)回收子進(jìn)程的資源。
（3）如果子進(jìn)程在處理任務(wù)過(guò)程中，父進(jìn)程退出了，子進(jìn)程沒(méi)有退出，那么這些子進(jìn)程就沒(méi)有父進(jìn)程來(lái)管理了，就變成僵尸進(jìn)程。

每個(gè)進(jìn)程父進(jìn)程叫PPID，子進(jìn)程則叫PID。

二、監(jiān)控進(jìn)程狀態(tài)

程序在運(yùn)行后，我們需要了解進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)。查看進(jìn)程的狀態(tài)分為 靜態(tài) 和 動(dòng)態(tài) 兩種方式。

1、靜態(tài)進(jìn)程

使用ps命令查看當(dāng)前的進(jìn)程狀態(tài)（靜態(tài)）

（1）ps -aux常用組合

ps -aux常用組合，查看進(jìn)程用戶、PID、占用cpu百分比、占用內(nèi)存百分比、執(zhí)行的命令等。

圖2.png

（2）STAT狀態(tài)詳解

STAT狀態(tài)的Ss、S< 、S、S+、R、R+、D、T、Z 等等，都是什么意思？

（3）案例

1）ps命令模擬查看 R+ S+ T

• 同一臺(tái)虛擬機(jī)開(kāi)啟兩個(gè)窗口
• 終端1 輸入vim fxtx ,然后停止不輸入任何東西，轉(zhuǎn)到終端2
• 終端2 運(yùn)行ps命令查看狀態(tài)

[root@oldboy ~]# ps aux | grep fxtx       #S表示睡眠模式，+表示前臺(tái)運(yùn)行
root       7880  0.0  0.2 151528  5200 pts/1    S+   15:51   0:00 vim fxtx
root       7897  0.0  0.0 112708   976 pts/0    R+   16:06   0:00 grep --color=auto fxtx

• 終端1 掛起vim命令，按下：ctrl+z ，回到終端2
• 終端2 再次運(yùn)行ps命令查看狀態(tài)

[root@oldboy ~]# ps aux | grep fxtx      #T表示停止?fàn)顟B(tài)
root       7880  0.0  0.2 151528  5200 pts/1    T    15:51   0:00 vim fxtx
root       7901  0.0  0.0 112708   976 pts/0    S+   16:16   0:00 grep --color=auto fxtx

2）tar命令模擬查看 D+

• 同一臺(tái)虛擬機(jī)開(kāi)啟兩個(gè)窗口
• 終端1 輸入tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/ ,然后轉(zhuǎn)到終端2
• 終端2 運(yùn)行ps命令查看狀態(tài)

#使用tar打包文件時(shí)，可以通過(guò)終端不斷查看狀態(tài)，由S+，R+變?yōu)镈+
[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz       
root 7903 4.0  0.0 123680 1332 pts/1  D+ 16:19 0:00 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/
root 7906 0.0  0.0 112708  988 pts/0  R+ 16:19 0:00 grep --color=auto etc.tar.gz

[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz
root 7903 16.0 0.0 123812  1332 pts/1 S+ 16:19 0:01 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/

[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz
root 7903 16.5 0.0 123812  1548 pts/1 R+ 16:19 0:01 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/
root 7910  0.0 0.0 112708   988 pts/0 R+ 16:19 0:00 grep --color=auto etc.tar.gz

[root@oldboy ~]# ps aux | grep etc.tar.gz
root 7903 15.3  0.0 123812 1548 pts/1 S+ 16:19 0:01 tar -czf etc.tar.gz /etc/ /usr/ /var/
root 7912  0.0  0.0 112708  988 pts/0 R+ 16:19 0:00 grep --color=auto etc.tar.gz

2、動(dòng)態(tài)進(jìn)程

（1）top命令

使用top命令查看當(dāng)前的進(jìn)程狀態(tài)(動(dòng)態(tài))
top命令可以模擬查看 R S

圖3.png

圖4.png

#Tasks: 92 total    當(dāng)前進(jìn)程的總數(shù)
#3 running          正在運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)
#89 sleeping        睡眠的進(jìn)程數(shù)
#0 stopped          停止的進(jìn)程數(shù)    掛起
#0 zombie           僵尸進(jìn)程數(shù)
#%Cpu(s): 0.0 us    系統(tǒng)用戶進(jìn)程使用CPU百分比
#0.3 sy             內(nèi)核中的進(jìn)程占用CPU百分比，通常內(nèi)核是于硬件進(jìn)行交互
#0.0 ni             優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程占用cpu的百分比
#99.7 id            空閑CPU的百分比
#0.0 wa             CPU等待IO完成的時(shí)間
#0.0 hi             硬中斷，占的CPU百分比
#0.0 si             軟中斷，占的CPU百分比
#0.0 st             虛擬機(jī)占用物理CPU的時(shí)間

（2）中斷

1）什么是中斷

中斷是系統(tǒng)用來(lái)響應(yīng)硬件設(shè)備請(qǐng)求的一種機(jī)制，它會(huì)打斷進(jìn)程的正常調(diào)度和執(zhí)行，然后調(diào)用內(nèi)核中的中斷處理程序來(lái)響應(yīng)設(shè)備的請(qǐng)求。

2）為什么要有中斷

中斷其實(shí)是一種異步的事件處理機(jī)制，可以提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。

3）中斷帶來(lái)的問(wèn)題

由于中斷處理程序會(huì)打斷其他進(jìn)程的運(yùn)行，所以，為了減少對(duì)正常進(jìn)程運(yùn)行調(diào)度的影響，中斷處理程序就需要盡可能快地運(yùn)行。如果中斷本身要做的事情不多，那么處理起來(lái)也不會(huì)有太大問(wèn)題；但如果中斷要處理的事情很多，中斷服務(wù)程序就有可能要運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間。特別是，中斷處理程序在響應(yīng)中斷時(shí)，還會(huì)臨時(shí)關(guān)閉中斷。這就會(huì)導(dǎo)致上一次中斷處理完成之前，其他中斷都不能響應(yīng)，也就是說(shuō)中斷有可能會(huì)丟失。

4）系統(tǒng)中的軟中斷

事實(shí)上，為了解決中斷處理程序執(zhí)行過(guò)長(zhǎng)和中斷丟失的問(wèn)題，Linux 將中斷處理過(guò)程分成了兩個(gè)階段，也就是上半部和下半部：

• 上半部用來(lái)快速處理中斷，它在中斷禁止模式下運(yùn)行，主要處理跟硬件緊密相關(guān)工作。
• 下半部用來(lái)延遲處理上半部未完成的工作，通常以內(nèi)核線程的方式運(yùn)行。

5）Linux軟中斷與硬中斷小結(jié)

Linux 中的中斷處理程序分為上半部和下半部：

• 上半部對(duì)應(yīng)硬件中斷，用來(lái)快速處理中斷。
• 下半部對(duì)應(yīng)軟中斷，用來(lái)異步處理上半部未完成的工作。

Linux 中的軟中斷包括網(wǎng)絡(luò)收發(fā)、定時(shí)、調(diào)度、等各種類(lèi)型，可以通過(guò)查看 /proc/softirqs 來(lái)觀察軟中斷的運(yùn)行情況。

（3）top 常見(jiàn)指令