Что является средствами управления ос linux

Управление процессами в Linux

Как вы думаете, операционная система Linux может автоматически позаботиться сама о себе? Когда работает все нормально или вам не нужны никакие нестандартные возможности — вполне да. Но иногда может понадобиться ваше вмешательство в ее работу.

В Linux для каждой отдельной программы, при ее запуске создается процесс. Неважно запускаете программу вы вручную самостоятельно или это делает система или ядро. Например, программа инициализации, которая запускается сразу после завершения загрузки ядра тоже имеет свой процесс с идентификатором 0. Процессы в linux можно описать как контейнеры, в которых хранится вся информация о состоянии и выполнении программы. Если программа работает хорошо, то все нормально, но если она зависла или вам нужно настроить ее работу может понадобиться управление процессами в Linux.

В этой статье будет затронута обширная тема, мы рассмотрим такие возможности:

• Просмотр запущенных процессов
• Просмотр информации о процессах
• Поиск процессов в Linux
• Изменение приоритета процессов
• Завершение процессов
• Ограничение памяти доступной процессу

Я не мог не включить в статью первые пункты, но они очень просты и мы не будем разбирать их очень подробно. Но вот все остальное может показаться сложным и недостаточно описанным.

Что такое процесс?

Начнем с того, что разберемся в терминах. По сути, процесс — это каждая программа. Как я уже говорил для каждой запускаемой программы создается отдельный процесс. В рамках процесса программе выделяется процессорное время, оперативная память и другие системные ресурсы. У каждого процесса есть свой идентификатор, Proccess ID или просто PID, по ним, чаще всего и определяются процессы Linux. PID определяется неслучайно, как я уже говорил, программа инициализации получает PID 1, а каждая следующая запущенная программа — на единицу больше. Таким образом PID пользовательских программ доходит уже до нескольких тысяч.

На самом деле, процессы Linux не настолько абстрактны, какими они вам сейчас кажутся. Их вполне можно попытаться пощупать. Откройте ваш файловый менеджер, перейдите в корневой каталог, затем откройте папку /proc. Видите здесь кучу номеров? Так вот это все — PID всех запущенных процессов. В каждой из этих папок находится вся информация о процессе.

Например, посмотрим папку процесса 1. В папке есть другие под каталоги и много файлов. Файл cmdline содержит информацию о команде запуска процесса:

Поскольку у меня используется система инициализации Systemd, то и первый процесс запускается для нее. С помощью каталога /proc можно сделать все. Но это очень неудобно, особенно учитывая количество запущенных процессов в системе. Поэтому для реализации нужных задач существуют специальные утилиты. Перейдем к рассмотрению утилит, которые позволяют реализовать управление процессами в Linux.

Управление процессами в Linux

В Linux есть очень большое количество утилит для решения различных задач по управлению процессами. Это и такие многофункциональные решения, как htop, top, а также простые утилиты, например, ps, kill, killall, who и т д. Я не буду рассматривать в этой статье графические утилиты, и top тоже рассматривать не буду. Первое потому что слишком просто, второе — потому что htop лучше. Мы остановимся на работе с программой htop и ее аналогами в форме утилит в стиле GNU, одна утилита — одна функция.

Давайте установим htop, если она у вас еще не установлена. В Ubuntu это делается так:

sudo apt install htop

В других дистрибутивах вам нужно просто использовать свой менеджер пакетов. Имя пакета такое же.

Посмотреть запущенные процессы

Это очень простая задача, и также просто она решается. Для этого существует множество утилит, начиная от обычной ps, до более продвинутых интерактивных top, htop и так далее.

Открыв htop, мы сразу видим список запущенных процессов. Конечно, здесь отображены не все процессы linux, их-то в системе очень много, вы уже знаете, все они на один экран не поместятся. По умолчанию выводятся процессы, запущенные от имени вашего пользователя:

Вы можете увидеть такую информацию о процессе:

• PID — идентификатор процесса
• USER — пользователь, от которого был запущен процесс
• PRI — приоритет процесса linux на уровне ядра (обычно NI+20)
• NI — приоритет выполнения процесса от -20 до 19
• S — состояние процесса
• CPU — используемые ресурсы процессора
• MEM — использованная память
• TIME — время работы процесса

К отображению можно добавить и дополнительные параметры, но эти главные. Добавить параметры можно с помощью меню Setup. Там все очень просто, читайте подсказки и следуйте указаниям. Например, добавлен параметр PPID:

Очень важной особенностью программы есть то, что вы можете сортировать процессы в Linux по нужному параметру. Просто кликните по названию параметра, оно выделится зеленым и будет выполнена сортировка. Например, хотите посмотреть в каком порядке запускались процессы, сортируем по PID:

Также есть интересная возможность разместить процессы в виде дерева. Вы сможете увидеть, каким процессом был запущен тот или иной процесс. Для отображения дерева нажмите кнопку F5:

Почти те же действия вы можете выполнять с помощью программы ps. Только здесь нет такого удобного интерактивного режима. Все делается с помощью опций.

Рассмотрим основные опции, которые будем использовать:

• -e — вывести информацию обо всех процессах
• -a — вывести информацию обо всех наиболее часто запрашиваемых процессах
• -t — показывать только процессы из этого терминала
• -p — показывать информацию только об указанном процессе
• -u — показывать процессы только определенного пользователя

Одним словом, чтобы посмотреть все активные на данный момент процессы в linux, используется сочетание опций aux:

Программа показывает все те же параметры, только здесь нет интерактивного интерфейса. Думаете здесь нельзя отсортировать процессы, но ошибаетесь, можно. Для этого есть опция sort. Вы можете сортировать их по любому полю, например:

Список будет отсортирован в обратном порядке, внизу значения больше, вверху — меньше. Если нужно в обратном порядке, добавьте минус:

В качестве поля для сортировки могут быть использованы приоритеты процессов Linux или любые другие параметры. Также вы можете обрезать вывод, если не нужно выводить всю информацию:

Казалось бы, у ps нет возможности стоить деревья процессов. Но не совсем, для этого существует отдельная команда:

Поиск процессов в Linux

Список процессов, это хорошо. Но иногда, когда какой-нибудь процесс завис и нужно убить процесс Linux или нам нужно провести с ним какие-либо действия, нужно выделить этот процесс из списка, узнать его PID и информацию о нем.

Чтобы найти процесс linux в htop можно использовать кнопку F3. Нажмите F3 и наберите нужное слово. Дальше чтобы перейти к следующему вхождению нажимайте F2 или Esc для завершения поиска:

Для поиска процессов в htop можно использовать также фильтр htop. Нажмите F4, введите слово и будут выведены только процессы linux, имя которых включает это слово.

В утилите ps фильтрации нет, но зато мы можем использовать утилиту grep, перенаправив вывод ps на нее чтобы найти процесс linux:

ps aux | grep chromium

Это очень часто употребляемая команда.

Изменение приоритета процессов

Приоритет процесса linux означает, насколько больше процессорного времени будет отдано этому процессу по сравнению с другими. Так мы можем очень тонко настроить какая программа будет работать быстрее, а какая медленнее. Значение приоритета может колебаться от 19 (минимальный приоритет) до -20 — максимальный приоритет процесса linux. Причем, уменьшать приоритет можно с правами обычного пользователя, но чтобы его увеличить нужны права суперпользователя.

В htop для управления приоритетом используется параметр Nice. Напомню, что Priv, это всего лишь поправка, она в большинстве случаев больше за Nice на 20. Чтобы изменить приоритет процесса просто установите на него курсор и нажимайте F7 для уменьшения числа (увеличения приоритета) или F8 — для увеличения числа.

Но и для решения этой задачи управления процессами Linux необязательно использовать htop. Вы можете сделать все и другими командами. Например, команда nice. С помощью нее вы можете указать приоритет для запускаемого процесса:

nice -n 10 apt-get upgrade

Или изменить приоритет для уже существующего по его pid:

renice -n 10 -p 1343

Завершение процессов в Linux

Если процесс завис и не отвечает, его необходимо завершить. В htop, чтобы убить процесс Linux, просто установите курсор на процесс и нажмите F9:

Система для управления процессами использует определенные сигналы, есть сигналы, которые указывают процессу завершиться. Вот несколько основных сигналов:

• SIGTERM — попросить процесс сохранить данные и завершится
• SIGKILL — завершить процесс немедленно, без сохранения

Вообще сигналов есть несколько десятков, но мы не будем их рассматривать. Отправим сигнал SIGKILL:

Также можно воспользоваться утилитой kill:

Также можно уничтожить процесс по имени:

Ограничение процессов

Управление процессами в Linux позволяет контролировать практически все. Вы уже видели что можно сделать, но можно еще больше. С помощью команды ulimit и конфигурационного файла /etc/security/limits.conf вы можете ограничить процессам доступ к системным ресурсам, таким как память, файлы и процессор. Например, вы можете ограничить память процесса Linux, количество файлов и т д.

Запись в файле имеет следующий вид:

• домен — имя пользователя, группы или UID
• тип — вид ограничений — soft или hard
• элемент — ресурс который будет ограничен
• значение — необходимый предел

Жесткие ограничения устанавливаются суперпользователем и не могут быть изменены обычными пользователями. Мягкие, soft ограничения могут меняться пользователями с помощью команды ulimit.

Рассмотрим основные ограничения, которые можно применить к процессам:

• nofile — максимальное количество открытых файлов
• as — максимальное количество оперативной памяти
• stack — максимальный размер стека
• cpu — максимальное процессорное время
• nproc — максимальное количество ядер процессора
• locks — количество заблокированных файлов
• nice — максимальный приоритет процесса

Например, ограничим процессорное время для процессов пользователя sergiy:

sergiy hard nproc 20

Посмотреть ограничения для определенного процесса вы можете в папке proc:

Max cpu time unlimited unlimited seconds
Max file size unlimited unlimited bytes
Max data size unlimited unlimited bytes
Max stack size 204800 unlimited bytes
Max core file size 0 unlimited bytes
Max resident set unlimited unlimited bytes
Max processes 23562 23562 processes
Max open files 1024 4096 files
Max locked memory 18446744073708503040 18446744073708503040 bytes
Max address space unlimited unlimited bytes
Max file locks unlimited unlimited locks
Max pending signals 23562 23562 signals
Max msgqueue size 819200 819200 bytes
Max nice priority 0 0
Max realtime priority 0 0
Max realtime timeout unlimited unlimited us

Ограничения, измененные, таким образом вступят в силу после перезагрузки. Но мы можем и устанавливать ограничения для текущего командного интерпретатора и создаваемых им процессов с помощью команды ulimit.

Вот опции команды:

• -S — мягкое ограничение
• -H — жесткое ограничение
• -a — вывести всю информацию
• -f — максимальный размер создаваемых файлов
• -n — максимальное количество открытых файлов
• -s — максимальный размер стека
• -t — максимальное количество процессорного времени
• -u — максимальное количество запущенных процессов
• -v — максимальный объем виртуальной памяти

Например, мы можем установить новое ограничение для количества открываемых файлов:

Установим лимит оперативной памяти:

ulimit -Sv 500000

Напоминаю, что это ограничение будет актуально для всех программ, выполняемых в этом терминале.

Выводы

Вот и все. Теперь управление процессами в Linux не вызовет у вас проблем. Мы рассмотрели очень даже подробно эту тему. Если у вас остались вопросы или есть предложения по дополнению статьи, пишите в комментариях!

Источник

Изучаем процессы в Linux. Управление процессами

Обновл. 12 Июл 2021 |

Процесс — это экземпляр запущенной программы. Всякий раз, когда в терминале выполняется какая-нибудь команда (например, команда pwd ), система создает/запускает новый процесс.

Типы процессов

В Linux существует три основных типа процессов:

Процессы переднего плана (или «интерактивные процессы») — они инициализируются и управляются с помощью терминального сеанса. Другими словами, необходимым условием для запуска таких процессов является наличие пользователя, подключенного к системе; они не запускаются автоматически как часть системных функций/служб. Когда команда/процесс выполняется на переднем плане, то они полностью занимают запустивший их терминал. Вы не сможете использовать другие команды, т.к. приглашение оболочки будет недоступно, пока данный процесс выполняется на переднем плане.

Фоновые процессы (или «автоматические процессы») — это процессы, не подключенные к терминалу; они не ожидают пользовательского ввода данных. Таким образом, другие процессы могут выполняться параллельно с процессом, запущенным в фоновом режиме, поскольку им не нужно ждать его завершения.

Демоны (англ. «daemons») — это особый тип фоновых процессов, которые запускаются при старте системы и продолжают работать в виде службы; они не умирают. Такие процессы запускаются как системные задачи (службы). Однако при этом они могут управляться пользователем через init-процесс (о котором мы поговорим чуть позже). Например, к демонам относится служба электронных сообщений sendmail и sshd — служба, принимающая от клиентов запросы на соединения по протоколу ssh. За исключением процесса init и некоторых других, процессы демонов обычно имеют окончание d в своем имени.

Как Linux идентифицирует процессы?

Поскольку Linux является многопользовательской системой, разные пользователи могут запускать различные программы, при этом каждый запущенный экземпляр программы должен быть однозначно идентифицирован ядром.

Процессы запущенной программы имеют уникальный пятизначный номер — PID (сокр. от «Process IDentificator» — «идентификатор процесса»), а также PPID (сокр. от «Parent Process IDentificator» — «идентификатор родительского процесса»). В связи с этим процессы дополнительно разделяют на две группы:

Родительские процессы — это процессы, которые во время своего выполнения создают другие процессы.

Дочерние процессы — эти процессы, создаваемые другими процессами во время своего выполнения.

Прародителем всех процессов в системе является процесс init (от англ. «initialization») — первая программа, которая выполняется при загрузке Linux и управляет всеми другими процессами в системе. init запускается самим ядром и всегда имеет PID = 1, поэтому у него в принципе нет родительского процесса.

Примечание: В любой момент времени в системе не существует двух процессов с одинаковым PID. Вновь создаваемому процессу может быть назначен ранее использованный свободный PID.

Состояния процесса в Linux

Когда процесс передает ядру запрос, который не может быть исполнен сразу же, то процесс «погружается в сон/ожидание» и «пробуждается», когда запрос может быть удовлетворен. В связи с этим, в зависимости от текущей ситуации, процесс, во время своего выполнения, может переходить из одного состояния в другое:

Рассмотрим основные состояния процесса:

Выполнение — процесс либо запущен (текущий процесс в системе), либо готов к запуску (ожидает передачи на выполнение процессору).

Ожидание — процесс ожидает наступления некоторого события (пользовательского ввода, сигнала от другого процесса и т.п.) или выделения системных ресурсов. Кроме того, ядро также различает два типа ожидающих процессов:

прерываемые ожидающие процессы — могут быть прерваны сигналами;

непрерываемые ожидающие процессы — процессы ожидают непосредственно на аппаратном уровне и не могут быть прерваны каким-либо событием/сигналом.

Завершен — процесс был остановлен, как правило, путем получения сигнала штатного завершения работы exit().

Зомби — иногда, когда родительский процесс убивается до завершения дочернего процесса, дочерние процессы становятся «осиротевшими», при этом в качестве нового родителя (с соответствующим изменением PPID) им назначается процесс init. Убитые процессы, но при этом все еще отображающиеся в таблице процессов, называются процессами зомби (они мертвы и не используются).

Как получить идентификатор (PID) процесса

Для отображения идентификатора нужного вам процесса можно использовать команду pidof, например:

$ pidof init
$ pidof bash
$ pidof systemd

Примечание: На вышеприведенном скриншоте вы можете видеть, что процессу init назначен PID=1 , а процессу systemd — PID=881 , хотя системой инициализации в Debian является именно systemd. Детально о том, почему возникла такая путаница, читайте здесь.

Чтобы вывести PID и PPID текущей оболочки, выполните:

$ echo $$
$ echo $PPID

Запуск интерактивного процесса в Linux

Как только вы выполните какую-нибудь команду или программу (например, firefox ), она создаст в системе соответствующий процесс. Вы можете запустить процесс переднего плана (он будет подключен к терминалу, ожидая пользовательского ввода) следующим образом:

Запуск фонового процесса в Linux

Запуск процесса в фоновом режиме полезен только для программ, которые не нуждаются в пользовательском вводе (через оболочку). Перевод задания в фоновый режим обычно выполняется, когда ожидается, что выполнение задания займет много времени.

Кроме этого, в оболочку встроена утилита управления заданиями jobs, которая позволяет легко управлять несколькими процессами, переключая их между передним планом и фоновым исполнением. Также, с помощью jobs процессы могут быть сразу запущены в фоновом режиме.

Чтобы запустить процесс в фоновом режиме, используйте символ & после имени запускаемой программы. В этом случае процесс не будет принимать пользовательский ввод, пока не переместится на передний план:

Вы также можете отправить процесс в фоновый режим, приостановив его с помощью сочетания клавиш Ctrl+Z. Данное сочетание клавиш отправит процессу сигнал SIGSTOP , тем самым переведя его в режим ожидания:

$ firefox #После Enter нажмите Ctrl+Z
$ jobs

Чтобы продолжить выполнение вышеупомянутой приостановленной команды в фоновом режиме, используйте команду bg (от англ. «begin»):

Чтобы отправить фоновый процесс на передний план, используйте команду fg (от англ. «foreground») вместе с идентификатором задания следующим образом:

Отслеживание активных процессов

Существует несколько различных инструментов для просмотра/перечисления запущенных в системе процессов. Двумя традиционными и хорошо известными из них являются команды ps и top:

Команда ps

Отображает информацию об активных процессах в системе, как показано на следующем скриншоте:

$ ps
$ ps -e | head #(head – фильтр, отображающий только первые 10 строк вывода команды «ps -e»)

Для получения дополнительной информации о процессах, запущенных текущим пользователем, применяется опция -f :

Столбцы, присутствующие в выводе команды ps , имеют следующие значения:

UID — идентификатор пользователя, которому принадлежит процесс (тот, от чьего имени происходит выполнение).

PID — идентификатор процесса.

PPID — идентификатор родительского процесса.

C — загрузка CPU процессом.

STIME — время начала выполнения процесса.

TTY — тип терминала, связанного с процессом.

TIME — количество процессорного времени, потраченного на выполнение процесса.

CMD — команда, запустившая этот процесс.

Также можно отобразить информацию по конкретному процессу, используя команду ps -f [PID] , например:

Есть и другие опции, которые можно использовать вместе с командой ps :

-a — показывает информацию о процессах по всем пользователям;

-x — показывает информацию о процессах без терминалов;

-u — показывает дополнительную информацию о процессе по заданному UID или имени пользователя;

-e — отображение расширенной информации.

Если вы хотите вывести вообще всю информацию по всем процессам системы, то используйте команду ps –aux :

Обратите внимание на выделенный заголовок. Команда ps поддерживает функцию сортировки процессов по соответствующим столбцам. Например, чтобы отсортировать список процессов по потреблению ресурсов процессора (в порядке возрастания), введите команду:

$ ps -aux —sort=%cpu

Если вы ходите выполнить сортировку по потреблению памяти (в порядке убывания), то добавьте к имени интересующего столбца знак минуса:

$ ps -aux —sort=-%mem

Еще один очень популярный пример использования команды ps — это объединение её и команды grep для поиска заданного процесса по его имени:

$ ps -aux | grep bash

Команда top

Команда top отображает информацию о запущенных процессах в режиме реального времени:

PID — идентификатор процесса.

USER — пользователь, которому принадлежит процесс.

PR — приоритет процесса на уровне ядра.

NI — приоритет выполнения процесса от -20 до 19 .

VIRT — общий объем (в килобайтах) виртуальной памяти (физическая память самого процесса; загруженные с диска файлы библиотек; память, совместно используемая с другими процессами и т.п.), используемой задачей в данный момент.

RES — текущий объем (в килобайтах) физической памяти процесса.

SHR — объем совместно используемой с другими процессами памяти.

S (сокр. от «STATUS») — состояние процесса:

S (сокр. от «Sleeping») — прерываемое ожидание. Процесс ждет наступления события.

I (сокр. от «Idle») — процесс бездействует.

R (сокр. от «Running») — процесс выполняется (или поставлен в очередь на выполнение).

Z (сокр. от «Zombie») — зомби-процесс.

%CPU — процент используемых ресурсов процессора.

%MEM — процент используемой памяти.

TIME+ — количество процессорного времени, потраченного на выполнение процесса.

COMMAND — имя процесса (команды).

Также в сочетании с основными символами состояния процесса (S от «STATUS») вы можете встретить и дополнительные:

— процесс с высоким приоритетом;

N — процесс с низким приоритетом;

l — многопоточный процесс;

s — лидер сессии.

Примечание: Все процессы объединены в сессии. Процессы, принадлежащие к одной сессии, определяются общим идентификатором сессии — идентификатором процесса, который создал эту сессию. Лидер сессии — это процесс, идентификатор сессии которого совпадает с его идентификаторами процесса и группы процессов.

Команда glances

Команда glances — это относительно новый инструмент мониторинга системы с расширенными функциями:

Примечание: Если в вашей системе отсутствует данная утилита, то установить её можно с помощью следующих команд:

$ yum install -y glances

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install glances

Управление процессами в Linux

Также в Linux присутствуют некоторые команды для управления процессами:

kill — посылает процессу сигнал завершения работы;

pkill — завершает процесс по его имени;

pgrep — ищет процесс по его имени (и, опционально, по имени запустившего его пользователя);

killall — завершает все активные процессы.

Ниже приведены несколько основных примеров их использования:

$ pgrep -u diego firefox
$ kill 6516
$ pgrep -u diego firefox
$ pgrep -u diego glances
$ pkill glances
$ pgrep -u diego glances

Отправка сигналов процессам

Основополагающим способом управления процессами в Linux является отправка им соответствующих сигналов. Для перечисления списка всех доступных сигналов, введите команду:

Чтобы отправить процессу нужный сигнал, используйте команды kill , pkill или pgrep , о которых мы упоминали ранее. Но программы могут реагировать на сигналы только в том случае, если они запрограммированы на распознавание этих сигналов.

Большинство сигналов предназначены для внутреннего использования системой или для программистов, когда они пишут код. Ниже приведены наиболее полезные сигналы:

SIGHUP (1) — отправляется процессу, когда его управляющий терминал закрыт.

SIGINT (2) — отправляется процессу управляющим терминалом, когда пользователь прерывает процесс нажатием клавиш Ctrl+C.

SIGQUIT (3) — отправляется процессу, если пользователь посылает сигнал выхода Ctrl+D.

SIGKILL (9) — этот сигнал немедленно завершает (убивает) процесс, и процесс не будет выполнять никаких операций очистки за собой.

SIGTERM (15) — сигнал завершения программы (отправляется командой kill по умолчанию).

SIGTSTP (20) — отправляется процессу управляющим терминалом с запросом на остановку; инициируется пользователем нажатием клавиш Ctrl+Z.

Ниже приведены примеры команды kill для уничтожения приложения firefox с помощью PID, после его зависания:

$ pgrep -u diego firefox
2275 #ответ терминала
$ kill 9 2275

$ kill -SIGKILL 2275

Чтобы убить приложение, используя его имя, применяются команды pkill или killall , например:

Изменение приоритета процесса

В системе Linux все активные процессы имеют определенный приоритет выполнения, задаваемый так называемым nice-значением. Процессы с более высоким приоритетом обычно получают больше процессорного времени, чем процессы с более низким приоритетом. Однако пользователь с root-правами может повлиять на это с помощью команд nice и renice.

Узнать значение приоритета команды можно по выводу команды top (столбец NI):

Используйте команду nice , чтобы задать NI-значение для запускаемого процесса. Имейте в виду, что обычные пользователи могут задавать данный параметр в диапазоне от 0 до 20 тем процессам, которыми они владеют. Только пользователь root может использовать отрицательные значения приоритета.

Чем больше nice-значение, тем меньшим приоритетом будет обладать процесс. Например, вы можете задать приоритет для запускаемого процесса следующим образом:

$ nice -n 10 firefox

Чтобы изменить приоритет уже запущенного процесса, используйте команду renice следующим образом:

$ renice +8 5547
$ renice +8 1151

На данный момент это всё! Если у вас есть какие-либо вопросы или дополнительные идеи, вы можете поделиться ими с нами с помощью комментариев.

Поделиться в социальных сетях:

В чем разница между su и sudo в Linux?

Комментариев: 1

Написано что у каждого процесса есть свой уникальный пятизначный номер, но в терминале их гораздо меньше. Оставшиеся недописанные цифры это не показывающиеся нули слева?

Добавить комментарий Отменить ответ

• Словарь программиста
• Урок №1. Введение в программирование
• Что делать после установки Windows?
• 70+ бесплатных ресурсов для изучения программирования
• Создание игры «Тетрис»
• Создание игры «Змейка»
• Создание игры «Сапер»
• Cоздание игры «Breakout»
• Что такое Linux?
• Сравнение Linux и Windows

Источник