Chapter 9 Linux的程序管理 (Process management)

◎What is Process
    UNIX中Pocess代表一個具有獨立記憶空間、可單獨運作的”工作程式”(Program)，每一件系統或User的工作均由各種不同的process完成之

◎Why Process
    UNIX中，很多resource的管理，必須藉由process的控制來完成

◎Process ID

   UNIX每一個程序都有一個唯一的識別代號，我們稱之為程序代號(process id or pid)

◎How Process Works
   每一process在必要情況之下由其Parent Process產生，完成工作之後會自動釋放所有佔用的系統資源，結束並離開系統。
　

• Process的結束
  

process及child process。 如果因某些原因，parent process在其結束前即已不存在，此 process即成為所謂的Zombie process(or defunct process)，無法正常結束。 Child process通常會隨著parent process結束而結束，因此手動結束process “init”(系統第一個啟動的process, pid為1)，將會造成系統當機。(目前大部分的UNIX作業系統會禁止你手動停止init的執行)

◎Process的管理相關指令

 1. Monitor Proces with Command : ps

• You can always monitor process information currently running in the system, which including: process owner , CPU usage , memory(real & virtual) usage, command name, PID(Process ID) etc.
  　

• Monitor Process whith "ps"

  [root@nmc ~]# ps 　 PID TTY TIME CMD 19325 pts/0 00:00:00 login 19413 pts/0 00:00:00 su 19414 pts/0 00:00:00 tcsh 19442 pts/0 00:00:00 ps 19443 pts/0 00:00:00 awk [root@nmc ~]# ps aux | more USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 0.0 0.3 1120 472 ? S Jul05 0:04 init root 2 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kflushd] root 3 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:10 [kupdate] root 4 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kpiod] root 5 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:01 [kswapd] bin 319 0.0 0.3 1216 400 ? S Jul05 0:00 portmap root 333 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [lockd] root 334 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [rpciod] root 343 0.0 0.4 1164 516 ? S Jul05 0:00 rpc.statd root 396 0.0 0.3 1168 468 ? S Jul05 0:05 syslogd root 405 0.0 0.4 1348 612 ? S Jul05 0:00 klogd nobody 419 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd nobody 422 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd nobody 423 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd nobody 425 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd nobody 426 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd daemon 437 0.0 0.2 1144 296 ? S Jul05 0:00 /usr/sbin/atd root 451 0.0 0.4 1328 564 ? S Jul05 0:00 crond root 469 0.0 0.3 1156 460 ? S Jul05 0:01 inetd [root@nmc ~]# ps aux --sort:pid | more USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 0.0 0.3 1120 472 ? S Jul05 0:04 init root 2 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kflushd] root 3 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:10 [kupdate] root 4 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kpiod] root 5 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:01 [kswapd] bin 319 0.0 0.3 1216 400 ? S Jul05 0:00 portmap root 333 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [lockd] root 334 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [rpciod] ...

• ps 各欄位意義 
  USER: Username of the process owner 
  PID: Process ID 
  %CPU: CPU time/elapsed time 
  %MEM: Fraction of system memory consumed 
  SIZE: Virtural memory used (K) 
  RSS: Real memory used 
  TTY: Terminal port associated with process 
  STAT: Process state
      R Running
      S Sleeping
      I Idle
      Z Zombie 
  START: Time or date process started 
  TIME: Total CPU time used 
  COMMAND: Command line being executed 

• 程式名稱最後一個字是 d 者, 表示是 daemon 伺服程式. 如 inetd, httpd, nfsd, named
  　

2. pstree -- 顯示執行程序的樹狀結構

• 可以使用 pstree將目前執行中的程序以樹狀結構顯示。
• 可以使用 pstree -p 顯示樹狀結構, 同時也顯示PID, 在其中, 你可以發現"init"的PID是1, 是系統第一個執行的程序。
　
• [root@test /root]# pstree
  init-+-apmd
         |-atd
         |-bdflush
         |-crond
         |-gdm-binary---gdm-binary-+-X
         |                         `-startkde-+-Xsession---xcin
         |                                    |-kwrapper
         |                                    `-ssh-agent
         |-gpm
         |-httpd---3*[httpd]
         |-kalarmd
         ....以下省略
  　

  指令對程序名稱相同者會自動合併， "|-httpd---3*[httpd]" 表示有 3 個 httpd 程序在系統中。

3. kill pid -- 結束 Process 的執行

• 可以使用 kill命令中止 process的執行
  
  [root@test /root]# ps
  　

  PID	TTY	TIME	CMD
  19325	pts/0	00:00:00	login
  19413	pts/0	00:00:00	su
  19414	pts/0	00:00:00	tcsh
  19442	pts/0	00:00:00	ps
  19443	pts/0	00:00:00	awk

  [root@test /root]# kill 19443
  　

4. nice/renice -- Process Priority的改變

• Linux process共分40個等級 (-20 ~ 19)，優先等級較高者可以有比較高的CPU使用權。
  等級最高者為『-20』，最低者為『19』，預設值為『0』。
  
  3.1. Specify Priority Before Program Submitted
  
  [root@dragon1 /root]# myprogram1 &
  -->為指定等級，myprogram1 Priority為 0
  
  [root@dragon1 /root]# nice myprogram2 &
  -->使用nice，未指定等級，myprogram2 Priority為10
  
  [root@dragon1 /root]# nice -16 myprogram3 &
  -->myprogram3 Priority為16
  
  [root@dragon1 /root]# nice --14 myprogram4 &
  -->myprogram4 Priority為-14 
  
  *一般user僅能降低屬於自己process的priority (from 0 to 19), priority -20 ~ -1僅superuser可以指定
  
  3.2. Change Process Priority After Submitted
  
  [root@dragon1 /root]# renice -9 PID
  -->將Process ID為PID的process priority 改為 -9 
  
  　

◎背景執行程式

程式執行不一定要在螢幕前進行，可以用背景程式管理的指令來達成目的，如 &, bg, fg, jobs等.

1. &

   語法： [root@test/root]# command &

  Example: [root @test /root]#find / -name test & <==將該執行程序丟到背景執行

2. jobs

   說明： 使用 jobs 就可以知道背景中執行的工作項目有那些.
      Example: [root @test /root]#jobs
            [1]+  Stopped    find / -name test &  <==顯示有一個工作在背景下，狀態為停止。

3. fg

  說明：將背景中的指令移到螢幕前來動作

     Example: [root @test /root]# jobs
           [1]-  Running                 find / -name test &
           [2]+  Stopped                 vi test
           [root @test /root]# fg %1

4. bg

  說明：將背景中的程式由 stopped 變成 Running

     Example: [root @test /root]#jobs
           [1]-  Stopped                 find / -name test &
           [root @test /root]# bg %1
           [root @test /root]# jobs
           [1]-  Running                 find / -name test &