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[系统运维]Linux 进程监控与服务管理

进程监控

ps指令

进程监控

ps指令

有以下选项

后缀? ? ??	说明
-a	查看所有终端信息
-u	以用户形式显示所有进程信息
-x	显示后台运行的参数

当然也可以不加任何参数，一般直接加 -aux，BSD 风格

?格式为用户+进程id+cpu占用百分比+物理内存占用百分比+虚拟内存占用大小（kb）+实际内存占用大小（kb）+终端信息+运行状态+启动时间+占用的cpu时间+进程名字/启动该进程的指令

扔个运行状态表：

过滤直接利用管道grep

查看父进程

为什么要看这玩意儿呢，主要是为了方便对不同父进程及其子进程分类方便管理

ps -ef可以看到指令的父进程id，System Ｖ风格

后缀	说明
-e	显示所有运行进程
-f	全格式

格式为用户+进程id+父进程id+占用cpu百分比+启动时间+终端名称+占用cpu时间+进程的命令参数（更上面的差不多，就多了个父进程）

找个sshd服务相关进程

可以看到父进程是1号进程，0号进程是内核进程也就是启动的swapper，1号进程是启动的第一个进程，文件在usr/lib/systemd/systemd，主要有以下作用：

执行/etc/init.d中的所有脚本文件，启动系统服务
执行/sbin/getty初始化012三个io文件描述符
执行/bin/login 启动用户登录程序
管理孤儿进程

这里就是用到的作用4

终止进程

Linux kill 命令用于删除执行中的程序或工作，本意是给一个进程发送信号，默认不带参数就是发送信号15，也就是kill -15 pid.

众所周知，linux的信号列表前64个都是预定好的，扔个图

15的本意是软件终止信号，9才是真正的杀死信号，也可以理解为强制终止，有些进程是R状态，正在工作，你输入kill 其实纹丝不动，因为系统认为人家在上班你没办法开除人家，是误操作，如果要强制开除就-9

一般可以用来踢出登录用户，终止某些服务，或者终止僵尸程序

值得注意的是killall 这个指令用于终止父进程id以及其下面的所有子id

查看进程树

?pstree?

常用指令

后缀	作用
-p	显示进程号
-u	显示用户

简单举个例子，找我的进程有哪些：

加个p就有id了：

服务管理

service 指令

服务管理本质就是进程管理，只是在后台运行而已，然后会监听某个端口等待其他程序的请求，比如sshd，防火墙等，因此我们又称为守护进程，

我们可以去这个目录下看看哪些服务可以用service管理：

这只是一部分哈，具体的自己去看

我们随便选个看看状态比如ssh，具体的意思翻译成中文就懂了，不懂就去看计算机网络

值得注意的是这个逼，如果stop了所有链接都要报废，?

查看服务

如果想看所有的系统服务，service --status-all，这样就不用去文件夹里面看，直接这里看更方便?

其中：[+] 代表服务是在启动运行的状态 [-] 代表服务是在关闭停止的状态

如果想看正在运行的就输入service --status-all | grep + ，具体的服务状态用上面的指令，很多英文那个

运行级别

?linux有7种运行级别，众所周知，常用的是3和5，需要用到init 1号进程进行切换

大概说一下：

运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动 
运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆 
运行级别2：多用户状态(没有NFS) 
运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式 
运行级别4：系统未使用，保留 
运行级别5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式 
运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

?输入runlevel可以看到运行级别

输入systemctel get-default查看默认具体的级别名称

也可以用systemtcl set-default设置默认级别，指令为systemtcl set-default + target文件名称

名称这里看

所有级别系统自动启动服务看看文件 /etc/rcS.d：

软链的名称有一定的规则：

?????? S[number][service name] --> ../init.d/servicename

S 表示 Start，开启服务

?????? [number]表示的是该脚本的运行优先级，number越小，脚本的运行优先级就越高

?????? [service name]表示的是服务的名称。

?????? 因此我们如果需要定义一个服务启动的优先级（顺序），则需指定脚本的number即可。

?然后什么级别就对应西面rc+numer.d文件，比如我们这里是5，那么除了启动rcS.d软连接对应的进程外还有

update-rc.d指令

比如我们想修改系统自动启动时候的初始服务，那么我们就可以在对应级别下创建对应的软连接就行，但是比较麻烦，系统提供了一个指令update-rc.d命令可以快速创建。

格式为?update-rc.d?<service name> start|stop| <order number> <run levels>

比如我们在运行级别为5的文件中加入我们希望自动启用的服务器，我们先去init.d看有没有，如果有就直输入?update-rc.d?<service name> start 99 5，这里就不演示了

快速删除指令为

?????? sudo update-rc.d -f <service name> remove

systemctl指令

使用方法为systemctl?start|stop|restart|reload|status +服务名当然还有其他指令（太多了），用法跟service 差不多,但是管理的服务对象跟service有区别，然后这都是临时的，reboot之后就没了

我们随便找个看看，显示的信息跟service一样的。?

Ubuntu记得自己装个防火墙玩玩看，系统不会自动装

用这个指令管理的文件在这里：

可以用systemctl list-unit-files看服务开机启动状态

后面还可以跟其他关键字

关键字? ? ?	描述
-enable	使服务器开机自启
-disable	关闭服务器开机自启

?还可以用is-enabled看是否自动启动，跟那个update-rc.d差不多，比如防火墙

那我们到底用哪个呢，推荐大家用systemctl，这个能实现的功能比service更加全面而且好记

?防火墙

?我们先看一下服务器对应的端口号，ip就不放出来了，只会显示传输层协议

上面是已经开启的端口号，比如22

然后比如说我们想打开端口号为111端口，需要输入以下指令

firewall-cmd --permanent --add-port=111/tcp,当然要超级用户啊

然后要记得reload，firewall-cmd --reload不然修改不起作用

我们再去看启动的服务器netstat -anp | head -20

发现并没有启动啊，因为我们只是开放了这个端口号而已啊，并不代表服务器启动出于监听状态了

?但是我们可以查询这个端口的状态firewall-cmd --query-port=111/tcp

表明防火墙不会阻止外部往端口111的链接

关闭链接需要firewall-cmd --permanent --remove-port=111/tcp

?记得reload

?再查询看看，就变成no了

?动态监控进程

top指令

top跟ps指令比较类似，默认将按照 CPU 使用量的降序显示进程但是有个最大的不同，

默认将按照 CPU 使用量的降序显示进程top在执行一段时间可以动态的监控正在运行的内存。类似于win下的任务管理器。有几个常用的选项：

后缀	说明
-d + num	刷新秒数，默认为3，不写就是3
-i	不显示任何闲置或僵尸进程
-p	通过指定id来监控某个进程的状态

更多的自己man看看。

写个top讲一下，格式跟ps差不多，

进程号+所属用户+动态优先级+静态优先级+虚拟内存占用大小+物理内存+共享内存大小+cpu占用比+内存占用比+内存占用时间+启动进程的指令

这里有必要讲一下优先级的概念，具体的优先级可以用chrt以及nice指令修改优先级，具体使用可以网上搜搜看，这里主要讲一下优先级的定义。

与优先级因子的不同，优先级定义得更加细致，内核中范围从1-139。其中nice定义为-20到19，然后一般对应的真实优先级为100-139，对应的pr值为0-39。大于100的都是非实时操作系统，小于100的都是rtos，比如上面的rt就是指小于100的。

简单来说，实时操作系统需要保证相关的实时进程在较短的时间内响应，不会有较长的延时，并且要求最小的中断延时和进程切换延时。

同样ps -l也可以看优先级，值得注意的是这里的pri跟上面的pr的关系，pri跟pr本质上是一个东西，只是加上了一个正数的一个换算而已。都是越小越优先

调度算法

对于工业上低延迟相应的需求，一般的进程调度算法，无论是O1还是CFS都是无法满足的，所以内核在设计的时候，将实时进程单独映射了100个优先级，这些优先级都要高于正常进程的优先级(nice值)，而实时进程的调度算法也不同，它们采用更简单的调度算法来减少调度开销。

对于实时进程可以用的调度策略是：SCHED_FIFO、SCHED_RR，

而对于非实时进程则是：SCHED_OTHER、SCHED_OTHER、SCHED_IDLE。，俩other对应的策略不同一个是batch一个是others

我们输个chrt -p $$看看当前bash的优先级和调度算法：　$$:? 脚本执行的进程id；

发现这不是实时的

我们大概讲一下各个调度算法

实时进程调度策略：

SCHED_FIFO：以先进先出的队列方式进行调度，在优先级一样的情况下，谁先执行的就先调度谁，除非它退出或者主动释放CPU。
SCHED_RR：以时间片轮转的方式对相同优先级的多个进程进行处理。时间片长度为100ms。

再大概说一下非实时的调度算法：

01算法：老版本的算法，已经逐渐被CFS取代，但是老服务器还是用这个算法?
这个调度器的名字之所以叫做O1，主要是因为其算法的时间复杂度是O1。

O1调度器仍然是根据经典的时间片分配的思路来进行整体设计的。时间片的思路就是将CPU的执行时间分成一小段一小段的，假如是5ms一段。于是多个进程如果要“同时”执行，实际上就是每个进程轮流占用5ms的cpu时间，而从1s的时间尺度上看，这些进程就是在“同时”执行的。
?
而在这种情况下，如何支持优先级呢?

实际上就是将时间片分配成大小不等的若干种，优先级高的进程使用大的时间片，优先级小的进程使用小的时间片。这样在一个周期结速后，优先级大的进程就会占用更多的时间而因此得到特殊待遇。

值得注意的是，这种策略下，cpu会动态观察不同进程的占用cpu情况，然后不断调整pr的值，为±5区间，这也就是为什么这个东西叫动态优先级，而nice叫静态。
CFS完全公平调度：由于其对多核、多CPU系统的支持性能并不好，并且内核功能上要加入cgroup等因素，之后开始启用CFS作为对一般优先级(SCHED_OTHER)进程调度方法。

如果当前有n个进程需要调度执行，那么调度器应该在一个比较小的时间范围内，把这n个进程全都调度执行一遍，并且它们平分cpu时间，这样就可以做到所有进程的公平调度。

而在这种情况下，如何支持优先级呢？

当然，CFS中还需要支持优先级。在新的体系中，优先级是以时间消耗(vruntime增长)的快慢来决定的。

就是说，对于CFS来说，衡量的时间累积的绝对值都是一样纪录在vruntime中的，但是不同优先级的进程时间增长的比率是不同的，高优先级进程时间增长的慢，低优先级时间增长的快。

比如，优先级为19的进程，实际占用cpu为1秒，那么在vruntime中就记录1s。但是如果是-20优先级的进程，那么它很可能实际占CPU用10s，在vruntime中才会纪录1s。

举个CFS例子：如果有两个nice值为0的进程同时占用cpu，那么它们应该每人占50%的cpu，如果将其中一个进程的nice值调整为1的话，那么此时应保证优先级高的进程比低的多占用10%的cpu，就是nice值为0的占55%，nice值为1的占45%。那么它们占用cpu时间的比例为55:45。

多核如何支持完全公平？

对每个CPU核心都维护一个调度队列，这样每个CPU都对自己的队列进程调度即可。每个CPU一个队列，就可以避免对全局队列使用大内核锁，从而提高了并行效率。

当然，这样最直接的影响就是CPU之间的负载可能不均，为了维持CPU之间的负载均衡，CFS要定期对所有CPU进行load balance操作，于是就有可能发生进程在不同CPU的调度队列上切换的行为。

这种操作的过程也需要对相关的CPU队列进行锁操作，从而降低了多个运行队列带来的并行性。

不过总的来说，CFS的并行队列方式还是要比O1的全局队列方式要高效。尤其是在CPU核心越来越多的情况下，全局锁的效率下降显著增加。