一、进程和线程的概念
1.进程
（1）概念
进程是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程是程序的执行实例，拥有独立的资源（如内存、文件描述符等）。每个进程在创建时会被分配唯一的进程ID，即为PID，也叫进程编号。
（2）特点
资源隔离：进程拥有独立的虚拟地址空间。
独立性：进程崩溃通常不会直接影响其他进程，代表了其高隔离性的特点。
通信成本高：进程间通信（IPC）需通过管道、共享内存、信号、消息队列等机制。
创建开销大：fork()系统调用会复制父进程的上下文。
2.线程
（1）概念
线程是进程中的一个执行单元，是 CPU 调度和分派的基本单位，是进程内的执行单元，共享进程的资源（如内存、文件句柄），但拥有独立的栈和寄存器上下文。
（2）特点
资源共享：线程直接共享进程的内存、全局变量等，通信更高效。
轻量级：线程创建和切换的开销远小于进程。
同步需求：共享资源需通过互斥锁（mutex）、信号量（semaphore） 等机制避免竞态条件。
高风险：一个线程崩溃可能导致整个进程终止（共享地址空间）。
3.进程的状态
| 运行态（Running） | 进程正在 CPU 上执行，系统中处于运行态的进程在某一时刻只有一个（单核 CPU），多核 CPU 环境下可以有多个。 |
| 就绪态（Ready） | 进程已经准备好运行，只等待 CPU 资源分配。 |
| 阻塞态（Blocked） | 进程因等待某一事件（如 I/O 操作完成、信号量获取等）而暂时无法继续执行。 |
| 停止态（Stopped） | 进程被暂停执行，通常是收到了特定信号（如 SIGSTOP）。 |
| 僵死态（Zombie） | 进程已经终止，但父进程尚未回收其资源（如进程描述符等）。 |
4.进程和线程之间的联系与对比
（1）联系：
线程隶属于进程，且同一进程内的线程共享同一个进程ID（PID），但每个线程有唯一的线程ID（TID）。
（2）对比：
| 进程 | 线程 | |
| 资源分配 | 拥有独立内存空间与系统资源，如文件描述符、打开文件等，进程间资源隔离，一个进程崩溃不影响其他进程，像办公软件进程崩溃不影响浏览器进程。 | 共享所属进程资源，无独立系统资源，但有独立执行栈与程序计数器记录执行状态。 |
调度 | 是系统资源分配和调度基本单位，调度时需保存和恢复内存映射、寄存器状态等大量上下文信息，开销大。 | 是 CPU 调度和分派基本单位，因共享进程资源，调度时仅保存和恢复执行栈、程序计数器等少量信息，开销小。 |
创建、销毁和切换开销 | 创建要分配独立内存与系统资源，销毁需释放，创建、销毁及切换时保存和恢复大量上下文信息，开销均大。 | 创建和销毁仅分配、释放少量资源，切换时保存和恢复少量上下文信息，开销小且速度快。 |
通信机制 | 进程间通信（IPC）依靠管道、消息队列等专门机制，较复杂，要额外同步、互斥操作保证数据安全一致。 | 可直接访问共享内存变量来通信，方式简单高效，但多线程同时访问共享资源易出现数据竞争，需锁等同步机制保障线程安全。 |
健壮性 | 进程间资源隔离，健壮性较高，一个进程崩溃通常不影响其他进程。 | 同一进程内线程共享资源，一个线程崩溃可能致使整个进程崩溃，健壮性较低。 |
二、查看进程状态的相关命令
查看进程状态的命令有（常用）：ps、ps ax、ps aux、pgrep、pidof、top
1、ps相关命令（ps、ps ax、ps aux）
ps命令的常用参数表
| 参数 | 说明 | 示例 |
| 基础选项 | ||
| a | 显示所有用户的进程（包括其他用户）。 | ps a |
| x | 显示无控制终端的进程（如守护进程）。 | ps x |
| ax | 组合使用：显示所有进程（包括无终端的进程）。 | ps ax |
| 信息控制 | ||
| -o <字段> | 自定义输出字段（支持 pid, user, %cpu, comm, tty, stat 等）。 | ps axo pid,user,comm,%cpu |
| u | 显示详细资源占用（用户、CPU、内存等，类似 ps aux）。 | ps aux |
| -e | 显示所有进程（等效于 ax，但属于Unix风格参数）。 | ps -e |
| 筛选过滤 | ||
| -p <PID> | 显示指定PID的进程。 | ps ax -p 1234 |
| -U <用户> | 显示指定用户的进程。 | ps ax -U root |
| -C <命令> | 按进程名过滤（支持部分匹配）。 | ps ax -C nginx |
| --ppid <PID> | 显示父进程为指定PID的子进程。 | ps ax --ppid 1 |
| 格式化输出 | ||
| --sort | 按字段排序（+%cpu 升序，-%mem 降序）。 | ps ax --sort=-%cpu |
| -H | 显示进程层级关系（树形结构）。 | ps axH |
| -f | 显示完整格式（包括命令行参数）。 | ps axf |
| 线程查看 | ||
| -L | 显示线程（LWP列）。 | ps axL |
| -T | 显示线程（SPID列）。 | ps axT |
ps ax的默认输出列
| 列名 | 说明 | 示例 |
| PID | 进程的唯一标识符（Process ID）。 | 1234 |
| TTY | 进程关联的终端设备： - ?：无控制终端（如守护进程）。- pts/0：虚拟终端或SSH会话。 | ? 或 pts/0 |
| STAT | 进程状态（由多个字符组成，见下方详细说明）。 | Ss, R+, D |
| TIME | 进程累计占用CPU的时间（格式为分钟:秒）。 | 00:01, 10:23 |
| COMMAND | 启动进程的命令名称或命令行参数： - [] 表示内核线程。 | /usr/bin/nginx, [kworker] |
ps aux的默认输出列
| 列名 | 说明 | 示例 |
| USER | 进程的所有者（用户账号）。 | root, nginx |
| PID | 进程的唯一标识符（Process ID）。 | 1234 |
| %CPU | 进程占用CPU的百分比（单位：%），基于最近一次刷新周期内的使用情况。 | 0.5, 99.0 |
| %MEM | 进程占用物理内存的百分比（单位：%）。 | 2.3, 15.8 |
| VSZ | 虚拟内存大小（Virtual Memory Size，单位：KB），即进程申请的虚拟内存总量。 | 123456（约123MB） |
| RSS | 实际使用的物理内存（Resident Set Size，单位：KB），即进程当前占用的非交换内存。 | 65432（约65MB） |
| TTY | 进程关联的终端设备： - ?：无控制终端（如守护进程）。- pts/0：虚拟终端或SSH会话。 | ? 或 pts/0 |
| STAT | 进程状态（由多个字符组成，见下方详细说明）。 | Ss, R+, Dl |
| START | 进程启动时间（格式为小时:分钟或日期，取决于运行时长）。 | 10:00, Jan01 |
| TIME | 进程累计占用CPU的时间（格式为分钟:秒）。 | 00:01, 120:45 |
| COMMAND | 启动进程的命令名称或命令行参数： - [] 表示内核线程。 | /usr/bin/nginx, [kworker] |
2、pgrep
作用：
pgrep 用于根据 进程名、用户、组等条件快速查找进程PID，默认仅输出匹配的进程ID（PID）。
与ps/grep组合相比，pgrep更高效且语法简洁。
pgrep常用参数表
| 参数 | 说明 | 输出新增内容 | 示例 |
| 基础过滤 | |||
| -u <用户> | 按用户过滤进程（用户名或UID）。 | 仅PID | pgrep -u root |
| -G <组> | 按组过滤进程（组名或GID）。 | 仅PID | pgrep -G www-data |
| -x | 精确匹配进程名（需全名匹配）。 | 仅PID | pgrep -x sshd |
| 输出控制 | |||
| -l | 显示进程名（与PID一同输出）。 | 进程名 | 1234: nginx |
| -a | 显示完整命令行（需结合-l）。 | 完整命令 | 1234: nginx: worker process |
| -c | 输出匹配进程的数量（计数）。 | 数字 | 3 |
| -d <分隔符> | 自定义PID分隔符（默认为换行）。 | 无，格式变化 | pgrep -d ',' nginx → 1234,5678 |
| 信号与状态 | |||
| -f | 匹配完整命令行（而非仅进程名）。 | 无，过滤条件变化 | pgrep -f "nginx -g" |
| -n | 仅显示最新（最近启动）的进程PID。 | 仅PID | pgrep -n nginx |
| -o | 仅显示最旧（最早启动）的进程PID。 | 仅PID | pgrep -o nginx |
3、pidof
命令：
pidof 进程名称示例
pidof nginx # 输出：1234 5678 （多个nginx进程的PID）
pidof sshd # 输出：8910 （sshd守护进程的PID）显示单个PID（-s）：
pidof -s <进程名> # 仅返回一个PID（通常是最新的进程）示例
pidof -s python3 # 输出：9999 （最近启动的Python3进程PID）pidof常用参数表
| 参数 | 说明 |
| -s | 仅返回一个PID（单实例进程适用）。 |
| -c | 仅返回与当前运行环境相同根目录（chroot）下的进程PID。 |
| -x | 同时匹配执行该脚本的Shell进程PID（用于脚本文件）。 |
| -o <PID> | 排除指定PID的进程（可多次使用，如 -o 1234 -o 5678）。 |
| -d <分隔符> | 自定义PID分隔符（默认是空格）。 |
4、top
概念：
top 是 Linux 系统中用于 实时监控系统资源使用情况和进程状态 的核心命令行工具。它能动态显示 CPU、内存、交换分区、进程负载等关键指标，帮助用户快速定位性能瓶颈。
（1）top 的核心功能
① 实时刷新：
默认每 3 秒更新一次数据（可配置）。
② 多维度展示：
系统资源概览：
CPU、内存、负载、运行时间等。
进程列表：
按资源占用排序的进程详情（PID、用户、CPU、内存等）。
③ 交互式操作：
支持动态排序、筛选、终止进程等操作。
（2）top内容详解（实例演示）
第一行：系统时间、运行时长、登录用户数、平均负载。
第二行：进程总数及状态统计（运行、睡眠、停止、僵尸）。
第三行：CPU 使用率（用户态 us、内核态 sy、空闲 id、等待I/O wa 等）。
第四行：物理内存使用情况（总量、空闲、已用、缓存）。
第五行：交换分区使用情况。
关键字眼：
PID：进程ID。
USER：进程所有者。
%CPU：CPU 占用百分比。
%MEM：物理内存占用百分比。
VIRT：虚拟内存总量（KB）。
RES：实际物理内存占用（KB）。
SHR：共享内存大小（KB）。
S：进程状态（R=运行, S=睡眠, Z=僵尸等）。
TIME+：累计 CPU 占用时间。
三、进程的前/后台调用
<ctrl>+<z>：
在终端中，当一个进程正在前台运行并占用着 shell 时，按下 Ctrl + Z 组合键可以将该进程暂停并打入后台挂起。此时，进程处于停止状态，但并未终止，它会释放对终端的控制权，让用户可以在 shell 中继续输入其他命令。
bg：
用于将后台挂起的进程在后台运行起来。
fg：
用于把后台进程调回前台。
命令 &：
在命令后面加上 &，可以让该命令对应的进程在后台运行。
jobs：
命令用于查看当前 shell 中在后台的所有工作，即显示所有后台进程的信息，包括进程的编号、状态以及对应的命令等。
四、进程的优先级
1、概念
在 Linux 系统中，进程优先级决定了进程获取 CPU 时间的顺序。优先级高的进程会更频繁地被调度执行，这对系统性能调优和资源管理至关重要。
2、优先级种类
（1）概念
进程也分为“可控的”和“不可控的”，“可控”，说明进程可以被用户或管理员进行修改或手动设置，这种即为静态优先级，而“不可控”，即不能被用户或管理员进行修改等操作，由系统内核根据进程的运行状态来调整（如等待时间、CPU 使用率），优化调度公平性，避免低优先级进程长期饥饿，这种即为动态优先级。
（2）静态优先级的调节
用户通过 nice 或 renice 设置，范围 -20（最高）到 19（最低），能直接影响普通进程的初始调度权重。
nice值
nice值用来调整控制进程优先级的，nice值越低（越负），优先级就越高；Nice 值范围：-20（最高优先级）到 19（最低优先级），默认值为 0
命令格式：
nice -n <调整值> <命令> # 调整值为目标 Nice 值与默认值（0）的差值
示例 ：
解释：用指定权限-5来打开cat命令
renice值
renice命令可以修改进程的nice值，如renice -5 3595，其中 -5 为你想要修改的nice值为多少，后面的编号3595即为进程编号
Tips：查看进程编号可以用监视（watch）来监控进程的pid，即可看到进程编号，也可以用vim &来查看
命令格式：
renice -5（想要修改的nice值） 16410（进程编号）
（3）进程状态字符解释
| 字符 | 说明 |
| R | 进程正在运行或在就绪队列中等待 CPU 分配。 |
| S | 可中断睡眠：等待事件完成（如 I/O 操作、信号）。 |
| D | 不可中断睡眠：通常等待硬件操作（如磁盘 I/O），不能被信号中断。 |
| Z | 僵尸进程：进程已终止，但其退出状态未被父进程回收。 |
| T | 进程被作业控制信号（如 SIGSTOP、SIGTSTP）暂停。 |
| t | 进程被调试器暂停（如通过 ptrace 跟踪）。 |
| X | 进程完全终止（极少见，通常瞬间消失）。 |
| < | 高优先级：进程的 Nice 值为负（优先级高于默认）。 |
| N | 低优先级：进程的 Nice 值为正（优先级低于默认）。 |
| s | 会话领导者：进程是会话（Session）的首进程（如 Shell 进程）。 |
| l | 多线程：进程是多线程的（有多个轻量级进程 LWP）。 |
| + | 前台进程组：进程属于终端的前台进程组（可接收输入）。 |
| L | 锁定内存：进程将部分内存锁定（如通过 mlock 避免换出）。 |
| I | 空闲进程：内核线程处于空闲状态（某些系统显示为 I）。 |
五、进程信号
1.概念：
进程信号是操作系统用于在进程之间传递事件通知的一种机制，它可以让操作系统、其他进程或进程自身向某个进程发送信号，以通知该进程发生了特定的事件，进程接收到信号后会根据信号的类型和自身的状态做出相应的反应。
2.用户可控制的进程信号（表格）
| 信号名称 | 信号值 | 默认行为 | 典型用途 | 可否捕获/忽略 |
SIGHUP | 1 | 终止进程 | 通知进程重新加载配置（如 nginx -s reload）。 | 可 |
SIGINT | 2 | 终止进程 | 用户按下 Ctrl+C 中断前台进程。 | 可 |
SIGQUIT | 3 | 终止进程并生成核心转储 | 用户按下 Ctrl+\ 强制终止并调试（生成 core dump）。 | 可 |
SIGKILL | 9 | 强制终止进程 | 无条件终止进程（无法被捕获或忽略）。 | 否 |
SIGTERM | 15 | 终止进程 | 请求进程正常退出（允许清理资源），默认的 kill 信号。 | 可 |
SIGSTOP | 17，19，23 | 暂停进程 | 暂停进程（不可被捕获或忽略），用户按下 Ctrl+Z（实际发送 SIGTSTP）。 | 否 |
SIGCONT | 18，25，26 | 继续运行 | 恢复被暂停的进程（如 bg/fg 命令）。 | 可 |
SIGTSTP | 20 | 暂停进程 | 用户按下 Ctrl+Z 暂停前台进程（可捕获处理）。 | 可 |
SIGUSR1 | 10 | 终止进程 | 用户自定义用途（如通知进程切换日志文件）。 | 可 |
SIGUSR2 | 12 | 终止进程 | 用户自定义用途（如通知进程更新配置）。 | 可 |
3、控制进程信号的命令
（1）killall命令
该命令可以向内核询问一个进程存不存在，如：
killall -<信号名或值> <进程名> # 向所有同名进程发送信号如
killall -0（信号编号） gedit（进程的名字或编号）其中的 -0 位为信号编号，且有许多其他数字代表，但用户可以控制的常用信号只有代码这些（上面的表有详细的介绍）：-1 -2 -3 -15 -9 -18 -19 -20
（2）kill命令
kill可以精准的将一个进程杀死（结束）如：
kill -<信号名或值> <PID> # 向指定 PID 发送信号如
kill -9（信号编号） 16410（进程的名字或编号）（3）pkill命令
pkill -<信号名或值> <模式> # 按模式匹配进程并发送信号pkill可以终止一个用户
我们先创建一个用户test来测试pkill命令，并登录上此test用户
另起一个终端命令行，输入pkill命令
六、systemd守护进程
1.概念
守护进程（Daemon）是一种在后台持续运行的特殊进程，它不与终端直接交互，通常在系统启动 时自动启动，并在系统关闭时才停止。
2.作用
守护进程的设计目的是为系统提供各种服务，例如网络服务（如 HTTP 服务器、FTP 服务器）、日 志服务、定时任务服务等。它们默默地在后台运行，为其他进程和用户提供支持，确保系统的正常 运行。
3.特性（核心）
| 特性 | 说明 |
| 无控制终端 | 脱离终端运行（TTY 显示为 ?），不接收用户直接输入。 |
| 后台运行 | 默默执行任务，不占用用户交互界面。 |
| 独立会话 | 创建新会话（Session）并成为会话领导者（Session Leader）。 |
| 脱离父进程 | 通过两次 fork() 脱离原进程，由 init（PID=1）接管。 |
| 固定工作目录 | 通常将工作目录设置为根目录（/）或特定目录（如 /var/run）。 |
| 日志输出 | 将标准输入/输出重定向到文件（如 /var/log）或 syslog。 |
4.常用命令表
| 命令 | 作用 | 示例 |
| systemctl start <服务名> | 启动服务 | sudo systemctl start nginx |
| systemctl stop <服务名> | 停止服务 | sudo systemctl stop sshd |
| systemctl restart <服务名> | 重启服务 | sudo systemctl restart mysql |
| systemctl reload <服务名> | 重新加载配置（不重启服务） | sudo systemctl reload nginx |
| systemctl status <服务名> | 查看服务状态 | systemctl status docker |
| systemctl enable <服务名> | 启用开机自启 | sudo systemctl enable httpd |
| systemctl disable <服务名> | 禁用开机自启 | sudo systemctl disable postfix |
| systemctl is-enabled <服务名> | 检查服务是否开机自启 | systemctl is-enabled cron |
| systemctl mask <服务名> | 禁用服务（阻止手动或自动启动） | sudo systemctl mask apache2 |
| systemctl unmask <服务名> | 解除禁用 | sudo systemctl unmask apache2 |
