1.进程基本概述

定义：进程是已经启动的可执行程序的运行中实例。

/proc目录下以数字为名的目录，每一个目录代表一个进程，保留着进程的属性信息，每一个进程的PID是唯一的，就算进程退出了，其他进程也不会占用其PID

1.1 进程的组成部分

已分配内存的地址空间

安全属性，包括所有权凭据和特权

程序代码的一个或多个执行线程

进程状态

1.2 进程的环境

本地和全局变量

当前调度上下文

分配的系统资源，如文件描述符合网络端口

1.3 进程的产生

现有的(父)进程复制自己的地址空间(fork)来创建一个新的(子)进程结构。

每个新进程分配有一个唯一的进程ID(PID)，满足跟踪和安全性之需。PID与父进程ID(PPID)是新进程环境的元素。

任何进程可创建子进程。所有进程都是第一个系统进程的后代。REHEL7上，第一个系统进程就是systemd。

通过fork例程，子进程继承安全性身份、过去和当前的文件描述符、端口和资源特权、环境变量以及程序代码。随后，子进程可能exec其自己的程序代码。通常，父进程在子进程运行期间处于睡眠状态，设置一个在子进程完成时发出信号的请求(wait)。在退出时，子进程可能以及关闭或丢弃了其资源和环境，剩余的部分被称作僵停。父进程在子进程退出时收到信号而被唤醒，清理剩余结构，然后继续执行其自己的程序代码。

1.4 进程的分类

前台进程：与终端相关的进程，通过终端启动的进程

注意：也可把在前台启动的进程送往后台，以守护模式运行

守护进程：daemon ，与终端无关的进程(如内核)，在系统引导过程中启动的进程

2.进程的状态

Excuting //运行态

ready //就绪态，也可称作睡眠态

Uninterrutible sleep //不可中断的睡眠。不可随时会唤醒，只有当IO资源加载成功后才能唤醒

Interruptible sleep // 可中断的睡眠。可随时唤醒

Zombie //僵尸进程。正常运行结束了，但是不释放占据的内存资源

Stopped //停止态，暂停于内存中，但不会被调度，除非手动启动

进程睡眠的原因

当一个执行中的进程，需要加载额外的IO资源的时候，由于IO设备的速度太慢，所以会转入睡眠状态等待，交出CPU给其他进程，以免浪费剩余执行时间。

在多任务处理操作系统中，每个CPU(或CPU核心)在一个时间点处理一个进程。在进程运行时，它对CPU的时间和资源分配的直接要求会有变化。进程分配有一个状态，它随着环境要求而改变。

Linux进程状态

标志 内核定义的状态和描述

R TASK_RUNNING： 进程正在CPU上执行，或者正在等待运行。处于运行中(或可运行)状态时，进程可能正在执行用户例程或内核例程(系统调用)，或已排队并就绪

S TASK_INTERRUPTIBLE :进程处于睡眠状态且正在等待某一条件：硬件请求、系统资源访问或信号。当事件或信号满足该条件时，该进程将返回运行中。

D TASK_UNINTERRUPTIBLE：此进程也在睡眠，但与S状态不同，不会响应传递的信号。仅在特定的条件下使用，其中进程可能会导致意外的设备状态

K TASK_KILLABLE ：进程处于睡眠状态，与不可中断的D状态相同，但有所修改。允许等待中的任务通过响应信号而被中断(彻底退出)。实用程序通常可中断的进程状态显示为D状态

T TASK_STOPPED:进程已被停止(暂停)，通常是通过用户或其他进程发出的信号。进程可以通过另一信号返回运行中状态，继续执行(恢复)

Z EXIT_ZOMBIE :子进程在退出时向父进程发出信号。除进程身份(PID)之外的所有资源都已释放。

X EXIT_DEAD :当父进程清理(获取)剩余的子进程结构时，进程现在已彻底释放。此状态从不会在进程列出实用程序中看到

< 高优先级进程

N 低优先级进程

前台进程组中的进程

| 多线路进程

s 会话进程首进程

3.进程优先级

3.1Linux进程调度与多任务

现代计算机每台配备数百个CPU，每个CPU上具有多个核心，它们可以并执行数以百计的指令。但是所有这些系统往往具有一个共同点：它们需要运行的进程数量总是超出实际具有的核心数。

通过时间分片技术、Linux(和其他操作系统)实际能够运行的进程数(和线程数)可以超出可用的实际处理单元数。操作系统进程调度程序将在单个核心上的进程之间快速切换，从而给用户一种有多个进程的同时运行的印象。

执行此切换的Linux内核部分称为进程调度程序。

3.2 进程优先级

进程优先级范围：0-139，数字越小，优先级越高

0-99 实时优先级，内核调整

100-139 静态优先级，用户可控制

进程优先级的特点

获得更多的CPU运行时间

更优先获得CPU运行的机会

要修改进程的优先级可以通过调整进程的nice值来实现，nice值越小，优先级越高

nice值的范围是(-20，19)，-20对应100 ，19对应139

3.3 相对优先级

由于不是每个进程都与其他进程同样重要，可告知调度程序为不同的进程使用不同的调度策略。常规系统上运行的大多数进程使用的调度策略称为SCHED_OTHER(也称为SCHED_NORMAL)，但还有一些其他策略可用于不同的目的。

由于并非所有进程都以同样的方式创建，可为采用SCHED_NORMAL策略运行的进程指定相对优先级。此优先级称为进程的nice值。一个进程可以有40种不同级别的nice值。

这些nice级别的范围是从-20到19.默认情况下，进程将继承其父进程的nice级别，通常为0

nice级别越高，表示优先级越低(该进程容易将其CPU使用量让其他进程)

nice级别越低，表示优先级越高(该进程更加不倾向于让出CPU)

如果不存在资源争用(例如当活动进程数小于可用CPU核心数时)，即使nice级别高的进程也将仍使用它们可使用的所有可用CPU资源。当请求CPU时间的进程数超过可用核心数时，nice级别较高的进程将比nice级别较低的进程收到更少的CPU时间。

3.4 nice级别与权限

为很少占CPU资源的进程设置较低的nice级别可能会对同一系统上运行的其他进程的性能造成负面影响，所以紧允许root用户设置负nice级别以及降低现有进程的nice级别

普通非特权用户仅允许是指正的nice级别，只能对现有进行级别提升nice级别，而不能降低nice级别。

3.5 进程优先级调整

调整nice值

```

//调整以及启动的进程的nice值

renice NI PID (例：renice 3 3704)

//在启动时指定nice值(-20，19)

nice -n NI (COMMAND)

```

4.进程管理命令

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

4.1 ps(process state)命令用于列出当前的进程，可以显示详细的进程信息，包括：

用户标识符(UID)，它确定进程的特权

唯一进程识别符(PID)

CPU和已经花费的时间

进程在各种位置上分配的内存数量

进程的位置STDOUT，称为控制终端

当前的进程状态

ps支持是三种选项格式：

UNIX(POSIX)选项、可以分组但必须以连字符开头

BSD选项，可以分组但不可与连字符同用

GNU长选项，以双连字符开头

ps(process state)，显示进程信息，注意事项：

加了[ ]中括号的，表示内核进程，通常位于顶部

exiting或defunct表示僵尸进程