Как linux работает с процессами

Все, что вам нужно знать о процессах в Linux

Оригинал: All You Need To Know About Processes in Linux [Comprehensive Guide]
Автор: Aaron Kili
Дата публикации: 31 марта 2017 года
Перевод: А. Кривошей
Дата перевода: август 2017 г.

В этой статье мы дадим базовое понимание процессов и кратко рассмотрим управление процессами в Linux с помощью специальных команд.
Процесс относится к выполнению программы — он представляет собой запущенный экземпляр программы, составленный из инструкций, данных, считанных из файлов, других программ, или полученных от пользователя.

Типы процессов

В Linux есть два основных типа процессов:

Процессы переднего плана (также известны как интерактивные процессы) — они инициализируются и контролируются в терминальной сессии. Другими словами, для запуска таких процессов в системе должен находиться пользователь, они не запускаются автоматически как часть системных служб.
Фоновые процессы (также известны как неинтерактивные/автоматические процессы) — не подключены к терминалу. Они не ждут ввода от пользователя.

Что такое демоны

Это специальные типы фоновых процессов, которые запускаются при загрузке системы и остаются запущенными в виде служб, они не завершаются. Демоны запускаются как системные задачи, спонтанно. Тем не менее, пользователь может контролировать их через процесс init.

Создание процессов в Linux

Обычно новый процесс создается уже существующим процессом, который делает в памяти свою точную копию. Дочерний процесс получает то же окружение, что и его родительский процесс, отличается только номер ID.

Есть два распространенных способа создания нового процесса в Linux:

1. С помощью функции System(). Этот способ сравнительно прост, однако неэффективен и создает определенные риски с точки зрения безопасности.
2. С помощью функций fork() и exec() — более продвинутая техника с точки зрения гибкости, скорости и безопасности.

Как Linux идентифицирует процессы?

Поскольку Linux — многопользовательская система, и различные пользователи могут одновременно запускать разные программы, каждый запущенный экземпляр программы должен получать уникальный идентификатор от ядра системы.
Программы идентифицируются по ID процесса (PID), а также по ID родительского процесса (PPID), поэтому процессы можно разделить на следующие категории:

Родительские процессы — это процессы, которые в процессе работы создают другие процессы.
Дочерние процессы — это процессы, созданные другими процессами.

Процесс Init

Процесс Init — это родительский процесс для всех процессов в системе, это первая программа, которая исполняется при загрузке системы Linux; он управляет всеми другими процессами в системе. Init запускается непосредственно ядром системы, поэтому он в принципе не имеет родительского процесса.

Процесс Init всегда получает ID 1. Он функционирует как приемный родитель для всех осиротевших процессов.

Для определения ID процесса можно использовать команду pidof:

Найти ID процесса и ID родительского процесса для системной оболочки можно с помощью команд:

Запуск процессов в Linux

При старте команды или программы (например cloudcmd – CloudCommander), она запускает процесс в системе. Вы можете запустить процесс переднего плана (интерактивный), как показано ниже, он подключится к терминалу и пользователь сможет взаимодействовать с ним:

Фоновые процессы в Linux

Для запуска фонового процесса (неинтерактивного) используется символ &, при этом процесс не сможет читать ввод от пользователя, пока не будет перемещен на передний план.

Вы также можете отправить процесс на задний план, приостановив его с помощью [Ctrl + Z], это отправит сигнал SIGSTOP процессу, тем самым прекратив его работу; он простаивает:

Для продолжения выполнения приостановленного в фоне процесса, используется команда bg:

Для перевода процесса из фонового режима на передний план используется команда fg вместе с ID:

Состояние процесса в Linux

В зависимости от различных обстоятельств состояние процесса во время работы может меняться. В Linux процесс может находиться в следующих состояниях:

Running (работа) — процесс работает (он является текущим процессом в системе) или готов к работе (ждет выделения ресурсов процессора).
Waiting (ожидание) — в этом состоянии процесс ждет события, которое должно запустить его, или выделения системных ресурсов.
Кроме того, ядро системы делит процессы в состоянии ожидания на два типа: перываемые процессы, состояние ожидания которых может быть прервано сигналом, и непрерываемые, состояние ожидания которых может быть прервано только аппаратным способом.
Stopped (остановка) — в этом состоянии процесс останавливает работу, обычно после получения соответствующего сигнала. Например, процесс может быть остановлен для отладки.
Zombie (зомби) — процесс мертв, то есть он был остановлен, но в системе осталась выполняемая им задача.

Как просмотреть активные процессы в Linux

В Linux есть несколько утилит для просмотра запущенных в системе процессов, наиболее широко известны команды ps и top:

1. Команда ps

Она выводит информацию о выбранных активных процессах, как показано ниже.

2. top – утилита системного мониторинга

top — это мощная утилита, которая позволяет в режиме реального времени просматривать список запущенных процессов, как показано ниже:

3. glances – утилита системного мониторинга

glances — это сравнительно новая утилита для мониторинга активности системы с продвинутыми возможностями:

Есть также еще несколько полезных программ, которые вы можете использовать для просмотра списка активных процессов, почитать о них можно по ссылкам ниже.

Управление процессами в Linux

В Linux также имеются команды для управления процессами, например kill, pkill, pgrep и killall. Ниже приведено несколько примеров их использования:

Если вы хотите подробно изучить использование этих команд, информация по ссылкам ниже.

Обратите внимание, что с их помощью вы можете завршать зависшие приложения, которые тормозят вашу систему.

Отправка сигналов процессу

Фундаментальный способ управления процессами в Linux — это отправка им сигналов, которых имеется достаточно много. Посмотреть список всех сигналов можно с помощью команды:

Для отправки сигналов процессу используются описанные выше команды kill, pkill или pgrep. Однако программа ответит на сигнал, только если она запрограммирована распознавать такой сигнал.

Большинство сигналов предназначены для использования системой или программистами при написании кода. Следующие сигналы могут быть полезны пользователю:

SIGHUP 1 – отправляется процессу при закрытии контролирующего его терминала.
SIGINT 2 – отправляется процессу контролирующим его терминалом, если пользователь прерывает работу процесса клавишами [Ctrl+C].
SIGQUIT 3 – отправляется процессу, если пользователь посылает сигнал выхода из программы [Ctrl+D].
SIGKILL 9 – этот сигнал немедленно завершает (убивает) процесс без выполнения любых операций очистки файлов, логов и т.д.
SIGTERM 15 – это сигнал завершения работы программы (он по умоланию отправляется командой kill).
SIGTSTP 20 – отправляется процессу контролирующим его терминалом с запросом на остановку (terminal stop); инициируется при нажатии [Ctrl+Z].

Ниже приведены примеры использования команд kill для завершения работы Firefox при его зависании с использованием PID:

Для завершения программы с использованием ее названия используются команды pkill или killall:

Изменение приоритета процесса

В Linux все активные процессы имеют определенное значение приоритета (nice). Процессы с более высоким приоритетом обычно получают больше процессорного времени, чем процессы с более низким приоритетом.

Однако пользователь с привилегиями root может менять приоритет с помощью команд nice и renice.
В выводе команды top столбец NI отображает значения nice для процессов.

Вы можете использовать команду nice, чтобы задать значение nice процесса. Не забывайте, что обычный пользователь может присвоить процессу значение nice от 0 до 20, только если это процесс ему принадлежит.
Отрицательные значения nice может использовать только пользователь root.

Для понижения приоритета процесса используется команда renice:

Другие статьи об управлении процессами в Linux вы найдете на странице «Процессы в Linux-системе».

Источник

Работа с процессами в Linux

Список процессов

Вывести на экран список текущих процессов, запущенных пользователем, можно командой:

Чтобы посмотреть список всех процессов с дополнительной информацией, вводим:

Мы увидим, примерно, следующее:

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 661 0.0 0.0 4072 8 tty1 Ss+ Jul03 0:00 /sbin/mingetty
root 662 0.0 0.0 4072 8 tty2 Ss+ Jul03 0:00 /sbin/mingetty
root 16355 0.0 0.0 171636 3308 pts/0 S 15:46 0:00 sudo su
root 16366 0.0 0.0 140896 1556 pts/0 S 15:46 0:00 su
root 16368 0.0 0.0 108316 1944 pts/0 S 15:46 0:00 bash
root 18830 0.0 0.0 110244 1172 pts/0 R+ 16:20 0:00 ps u

• USER — учетная запись пользователя, от которой запущен процесс.
• PID — идентификатор процесса.
• %CPU — потребление процессорного времени в процентном эквиваленте.
• %MEM — использование памяти в процентах.
• VSZ — Virtual Set Size. Виртуальный размер процесса (в килобайтах).
• RSS — Resident Set Size. Размер резидентного набора (количество 1K-страниц в памяти).
• TTY — терминал, из под которого был запущен процесс.
• STAT — текущее состояние процесса. Могут принимать значения:
  1. R — выполнимый процесс;
  2. S — спящий;
  3. D — в состоянии подкачки на диске;
  4. T — остановлен;
  5. Z — зомби.
  6. W — не имеет резидентных страниц;
  7. Дмитрий Моск — IT-специалист.
     Настройка серверов, компьютерная помощь.

Как управлять процессами в операционной системе Linux

Источник

Основы Linux от основателя Gentoo. Часть 2 (3/5): Управление процессами

В этом отрывке рассмотрены команды управления процессами. Вы научитесь замораживать процессы, размораживать, отправлять в фоновый режим, изменять приоритет, просматривать запущенные процессы и жестоко их убивать. Введено понятие сигналов. Рассмотрены такие команды, как bg, fg, jobs, kill, nohup, nice, renice, ps и top.

Навигация по основам Linux от основателя Gentoo:

Часть I

1. BASH: основы навигации (вступление)
2. Управление файлами и директориями
3. Ссылки, а также удаление файлов и директорий
4. Glob-подстановки (итоги и ссылки)

Часть II

Управление процессами

Запуск xeyes

Для изучения управления процессами, какой-нибудь процесс необходимо сначала запустить. Убедитесь, что у вас запущен X (графический сервер — прим. пер.) и выполните следующую команду:

$ xeyes -center red

Вы увидите всплывающее окошко xeyes и красные глаза, следящие за курсором мыши. Также, обратите внимание, что у вас не появилось приглашения для ввода команд в терминале.

Остановка процесса

Чтобы вернуть приглашение, вы должны нажать Control-C (часто пишется как Ctrl-C или ^C):

Вы получили назад свое приглашение, но и окно xeyes исчезло. Фактически, процесс был «убит». Вместо завершения по Control-C, мы можем просто остановить процесс с помощью Control-Z:

На этот раз вы получите приглашение bash’a, а окно xeyes останется сверху. Если вы с ним немного поиграете, возможно заметите, что глаза заморожены на одном месте. Если окно xeyes будет перекрыто другим окном и затем снова открыто, вы увидите, что оно даже не перерисовалось. Процесс не делает ничего. Он на самом деле остановлен.

fg и bg

Чтобы процесс «растормошить» и запустить обратно, мы можем вывести его на передний план используя команду fg (от англ. foreground — прим. пер.):

$ fg
(test it out, then stop the process again)
Control-Z
$

А теперь продолжим его в фоне с помощью команды bg (от англ. backgroud — прим. пер.):

Прекрасно! Процесс xeyes сейчас запущен в фоновом режиме, а мы снова имеем приглашение bash.

Использование «&»

Если нам нужно сразу запустить xeyes в фоновом режиме (вместо использования Control-Z и bg), мы можем просто добавить «&amp» (амперсанд) в конец команды xeyes:

$ xeyes -center blue &amp
[2] 16224

Несколько фоновых процессов

Теперь в фоне у нас одновременно работают красные и синие xeyes. Мы можем просмотреть список заданий с помощью jobs:

Число в левой колонке — это порядковый номер задания, который bash присваивает ему при запуске. Плюс (+) у второго задания значит, что это «текущее задание», оно будет выведено на передний план при вводе fg. Вы также можете вывести на передний план конкретное задание указывая его номер; например, fg 1 сделает таковым красный xeyes. Следующая колонка это идентификатор процесса или сокращенно pid, любезно добавленный в вывод благодаря опции -l. Наконец, состояние обоих процессов «Running» (выполняется) и их командная строка справа.

Введение в сигналы

Чтобы убить, остановить, или продолжить процесс, Linux использует специальную форму взаимодействия, называемую сигналы. Отправляя сигнал некоторому процессу, вы можете его завершить, остановить, или сделать что-нибудь еще. Это то, что происходит на самом деле, когда вы нажимаете Control-C, Control-Z, или используете bg и fg — вы указываете bash отправить процессу определенный сигнал. Сигналы также можно отправить с помощью команды kill указав ей как параметр id процесса (pid):

Как можно заметить, kill не обязательно «убивает» процесс, хотя может и это. Используя опцию -s, kill может отправить процессу любой сигнал. Linux убивает, останавливает или продолжает процессы когда они получают SIGINT, SIGSTOP, или SIGCONT сигнал соответственно. Есть и другие сигналы, которые вы можете отправить процессам; некоторые сигналы могут обрабатываться внутри самих программ. Вы можете узнать о сигналах которые обрабатывает конкретная программа поискав в ее man’е секцию SIGNALS.

SIGTERM и SIGINT

Если вы хотите убить процесс, есть несколько вариантов. По-умолчанию, kill отправляет SIGTERM, который отличается от SIGINT отправляемого по Control-C, но обычно имеет тот же эффект:

Полное убийство

Процесс может игнорировать оба сигнала, SIGTERM и SIGINT, либо по своему усмотрению, либо потому, что он остановлен, либо еще как-то «застрял». В этом случае, может быть необходимо использование большого молотка — сигнала SIGKILL. Процесс не может игнорировать SIGKILL:

nohup

Терминал в котором вы запускаете задания, называется терминалом управления заданиями. Некоторые шеллы (но не bash по-умолчанию), отправляют сигнал SIGHUP фоновым заданиям когда вы выходите, заставляя их завершаться. Для защиты процессов от такого поведения, используйте nohup когда запускаете процесс:

Используем ps для вывода списка процессов

Команда jobs, которую мы использовали ранее выводит только те процессы, которые были запущены в вашей сессии bash. Чтобы увидеть все процессы в вашей системе, используйте ps совместно с опциями a и x:

Здесь приведены только первые 5 процессов, поскольку обычно список процессов очень длинный. Команда дает вам «слепок» всего, что в данный момент выполняется на машине, однако в нем много лишней информации. Если бы вы, не указали ax, вы бы получили список только тех процессов, которые принадлежат вам, и которые есть в управляющем терминале. Команда ps x покажет все ваши процессы, даже те, которых нет в управляющем терминале. Если использовать ps a, то будет получен список процессов из терминалов всех пользователей.

Просмотр «леса» и «деревьев»

Вы также можете просмотреть и другую информацию о каждом процессе. Опция —forest позволяет легко просмотреть иерархию процессов и даст вам представление о том, как различные процессы в системе взаимосвязаны между собой. Если один процесс запускает другой процесс, то запущенный будет называться его потомком. В выводе —forest, родители находятся слева, а потомки появляются как ветки справа:

«u» и «l» опции ps

Опции u и l могут быть использованы в любой комбинации с опциями a, x с целью получения более подробной информации о процессах:

Использование top

Если вы обнаружили, что запускаете ps несколько раз подряд, пытаясь рассмотреть происходящие изменения, возможно вам стоит воспользоваться top. Программа top отображает постоянно обновляющийся список процессов, наряду с другой полезной информацией:

Каждый процесс имеет свое значение приоритета, которое Linux использует для разделения времени CPU. Вы можете указать приоритет процесса при его запуске, с помощью команды nice:

$ nice -n 10 oggenc /tmp/song.wav

С тех пор, как приоритет стал называться nice, он стал легче для запоминания, так, большее значение nice делает «хорошо» (nice — хорошо, замечательно; прим. пер.) другим процессам, позволяя им получить более приоритетный доступ к времени CPU. По-умолчанию, процессы запускаются с приоритетом 0, поэтому установка приоритета в 10 для oggenc значит, что он будет давать больше времени поработать другим процессам. Как правило, это означает, что oggenc даст возможность другим процессам выполняться со своей обычной скоростью, не зависимо от того, сколько времени процессора хочет сам oggenc. Вы могли видеть эти «уровни любезности» в колонке NI у ps и top ранее.

renice

Команда nice может изменять приоритет процессов только во время их запуска. Если вам необходимо изменить приоритет работающего процесса, воспользуйтесь командой renice:

$ renice 10 641
641: old priority 0, new priority 10

Спасибо Dmitry Minsky (Dmitry.Minsky@gmail.com) за перевод.

Об авторах

Daniel Robbins

Дэниэль Роббинс — основатель сообщества Gentoo и создатель операционной системы Gentoo Linux. Дэниэль проживает в Нью-Мехико со свой женой Мэри и двумя энергичными дочерьми. Он также основатель и глава Funtoo, написал множество технических статей для IBM developerWorks, Intel Developer Services и C/C++ Users Journal.

Chris Houser

Крис Хаусер был сторонником UNIX c 1994 года, когда присоединился к команде администраторов университета Тэйлора (Индиана, США), где получил степень бакалавра в компьютерных науках и математике. После он работал во множестве областей, включая веб-приложения, редактирование видео, драйвера для UNIX и криптографическую защиту. В настоящий момент работает в Sentry Data Systems. Крис также сделал вклад во множество свободных проектов, таких как Gentoo Linux и Clojure, стал соавтором книги The Joy of Clojure.

Aron Griffis

Эйрон Гриффис живет на территории Бостона, где провел последнее десятилетие работая в Hewlett-Packard над такими проектами, как сетевые UNIX-драйвера для Tru64, сертификация безопасности Linux, Xen и KVM виртуализация, и самое последнее — платформа HP ePrint. В свободное от программирования время Эйрон предпочитает размыщлять над проблемами программирования катаясь на своем велосипеде, жонглируя битами, или болея за бостонскую профессиональную бейсбольную команду «Красные Носки».

Источник

Читайте также:  System windows form messagebox