Chapter 8 Controlling Processes(控制行程)

◎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的產生

fork-and-exec是UNIX中所有process運作的模式。系統bootup的時候，第一個被執行的process(程式)，其pid為1；經由fork-and-exec程序，啟動各個必要的process，而形成一個功能完整的作業系統。
±
fork是UNIX一個系統呼叫(system call)，process fork時，會複製一個跟自己完全一模一樣的process (with different pid)，並利用系統呼叫完成之傳回值，來區分parent process 與child process，而分別賦予child process不同的功能。
process於程式執行過程中，利用exec執行另一不同的程式，這個程式並且會完全取代原有程式(with the same pid)。
　

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 &
　

◎Monitor Proces with Command Utility : "top" - 一個免費的工具軟體
(top is not a standard UNIX Command)
　

[root@nmc ~]# top

3:56pm up 53 days, 22:03, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
60 processes: 59 sleeping, 1 running, 0 zombie, 0 stopped
CPU states: 0.7% user, 1.9% system, 0.0% nice, 97.2% idle
Mem: 128144K av, 124852K used, 3292K free, 60620K shrd, 82020K buff
Swap: 104412K av, 452K used, 103960K free15784K cached
　

PID USER PRI NI SIZE RSS SHARE STAT LIB %CPU %MEM TIME COMMAND

19512 root 15 0 860 860 664 R 0 2.9 0.6 0:00 top

1 root 0 0 472 472 400 S 0 0.0 0.3 0:04 init

2 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 kflushd

3 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:10 kupdate

4 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 kpiod

5 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:01 kswapd

319 bin 0 0 412 400 320 S 0 0.0 0.3 0:00 portmap

333 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 lockd

334 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 rpciod

343 root 0 0 520 516 428 S 0 0.0 0.4 0:00 rpc.statd

396 root 0 0 472 468 376 S 0 0.0 0.3 0:05 syslogd

405 root 0 0 616 612 304 S 0 0.0 0.4 0:00 klogd

419 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd

422 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd

423 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd

425 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd

426 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd

top Commands

　

q	Exit "top"
u username	Monitor Process Belongs to username
k	kill Process specified
h	"top" Online Help