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洞察 Linux 进程管理

news 来源：原创 2025/8/23 0:53:57

一、进程和线程的概念

1.进程

（1）概念

进程是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程是程序的执行实例，拥有独立的资源（如内存、文件描述符等）。每个进程在创建时会被分配唯一的进程ID，即为PID，也叫进程编号。

（2）特点

资源隔离：进程拥有独立的虚拟地址空间。

独立性：进程崩溃通常不会直接影响其他进程，代表了其高隔离性的特点。

通信成本高：进程间通信（IPC）需通过管道、共享内存、信号、消息队列等机制。

创建开销大：fork()系统调用会复制父进程的上下文。

2.线程

（1）概念

线程是进程中的一个执行单元，是 CPU 调度和分派的基本单位，是进程内的执行单元，共享进程的资源（如内存、文件句柄），但拥有独立的栈和寄存器上下文。

（2）特点

资源共享：线程直接共享进程的内存、全局变量等，通信更高效。

轻量级：线程创建和切换的开销远小于进程。

同步需求：共享资源需通过互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）等机制避免竞态条件。

高风险：一个线程崩溃可能导致整个进程终止（共享地址空间）。

3.进程的状态

运行态（Running）	进程正在 CPU 上执行，系统中处于运行态的进程在某一时刻只有一个（单核 CPU），多核 CPU 环境下可以有多个。
就绪态（Ready）	进程已经准备好运行，只等待 CPU 资源分配。
阻塞态（Blocked）	进程因等待某一事件（如 I/O 操作完成、信号量获取等）而暂时无法继续执行。
停止态（Stopped）	进程被暂停执行，通常是收到了特定信号（如 SIGSTOP）。
僵死态（Zombie）	进程已经终止，但父进程尚未回收其资源（如进程描述符等）。

4.进程和线程之间的联系与对比

（1）联系：

线程隶属于进程，且同一进程内的线程共享同一个进程ID（PID），但每个线程有唯一的线程ID（TID）。

（2）对比：

	进程	线程
资源分配	拥有独立内存空间与系统资源，如文件描述符、打开文件等，进程间资源隔离，一个进程崩溃不影响其他进程，像办公软件进程崩溃不影响浏览器进程。	共享所属进程资源，无独立系统资源，但有独立执行栈与程序计数器记录执行状态。
调度	是系统资源分配和调度基本单位，调度时需保存和恢复内存映射、寄存器状态等大量上下文信息，开销大。	是 CPU 调度和分派基本单位，因共享进程资源，调度时仅保存和恢复执行栈、程序计数器等少量信息，开销小。
创建、销毁和切换开销	创建要分配独立内存与系统资源，销毁需释放，创建、销毁及切换时保存和恢复大量上下文信息，开销均大。	创建和销毁仅分配、释放少量资源，切换时保存和恢复少量上下文信息，开销小且速度快。
通信机制	进程间通信（IPC）依靠管道、消息队列等专门机制，较复杂，要额外同步、互斥操作保证数据安全一致。	可直接访问共享内存变量来通信，方式简单高效，但多线程同时访问共享资源易出现数据竞争，需锁等同步机制保障线程安全。
健壮性	进程间资源隔离，健壮性较高，一个进程崩溃通常不影响其他进程。	同一进程内线程共享资源，一个线程崩溃可能致使整个进程崩溃，健壮性较低。

二、查看进程状态的相关命令

查看进程状态的命令有（常用）：ps、ps ax、ps aux、pgrep、pidof、top

1、ps相关命令（ps、ps ax、ps aux）

ps命令的常用参数表

参数	说明	示例
基础选项
a	显示所有用户的进程（包括其他用户）。	ps a
x	显示无控制终端的进程（如守护进程）。	ps x
ax	组合使用：显示所有进程（包括无终端的进程）。	ps ax
信息控制
-o <字段>	自定义输出字段（支持 `pid`, `user`, `%cpu`, `comm`, `tty`, `stat` 等）。	ps axo pid,user,comm,%cpu
u	显示详细资源占用（用户、CPU、内存等，类似 `ps aux`）。	ps aux
-e	显示所有进程（等效于 `ax`，但属于Unix风格参数）。	ps -e
筛选过滤
-p <PID>	显示指定PID的进程。	ps ax -p 1234
-U <用户>	显示指定用户的进程。	ps ax -U root
-C <命令>	按进程名过滤（支持部分匹配）。	ps ax -C nginx
--ppid <PID>	显示父进程为指定PID的子进程。	ps ax --ppid 1
格式化输出
--sort	按字段排序（`+%cpu` 升序，`-%mem` 降序）。	ps ax --sort=-%cpu
-H	显示进程层级关系（树形结构）。	ps axH
-f	显示完整格式（包括命令行参数）。	ps axf
线程查看
-L	显示线程（LWP列）。	ps axL
-T	显示线程（SPID列）。	ps axT

ps ax的默认输出列

列名	说明	示例
PID	进程的唯一标识符（Process ID）。	1234
TTY	进程关联的终端设备： - `?`：无控制终端（如守护进程）。 - `pts/0`：虚拟终端或SSH会话。	`?` 或 `pts/0`
STAT	进程状态（由多个字符组成，见下方详细说明）。	`Ss`, `R+`, `D`
TIME	进程累计占用CPU的时间（格式为`分钟:秒`）。	`00:01`, `10:23`
COMMAND	启动进程的命令名称或命令行参数： - `[]` 表示内核线程。	`/usr/bin/nginx`, `[kworker]`

ps aux的默认输出列

列名	说明	示例
USER	进程的所有者（用户账号）。	`root`, `nginx`
PID	进程的唯一标识符（Process ID）。	1234
%CPU	进程占用CPU的百分比（单位：%），基于最近一次刷新周期内的使用情况。	`0.5`, `99.0`
%MEM	进程占用物理内存的百分比（单位：%）。	`2.3`, `15.8`
VSZ	虚拟内存大小（Virtual Memory Size，单位：KB），即进程申请的虚拟内存总量。	`123456`（约123MB）
RSS	实际使用的物理内存（Resident Set Size，单位：KB），即进程当前占用的非交换内存。	`65432`（约65MB）
TTY	进程关联的终端设备： - `?`：无控制终端（如守护进程）。 - `pts/0`：虚拟终端或SSH会话。	`?` 或 `pts/0`
STAT	进程状态（由多个字符组成，见下方详细说明）。	`Ss`, `R+`, `Dl`
START	进程启动时间（格式为小时:分钟或日期，取决于运行时长）。	`10:00`, `Jan01`
TIME	进程累计占用CPU的时间（格式为`分钟:秒`）。	`00:01`, `120:45`
COMMAND	启动进程的命令名称或命令行参数： - `[]` 表示内核线程。	`/usr/bin/nginx`, `[kworker]`

2、pgrep

作用：

pgrep 用于根据 进程名、用户、组等条件快速查找进程PID，默认仅输出匹配的进程ID（PID）。
与ps/grep组合相比，pgrep更高效且语法简洁。

pgrep常用参数表

参数	说明	输出新增内容	示例
基础过滤
-u <用户>	按用户过滤进程（用户名或UID）。	仅PID	pgrep -u root
-G <组>	按组过滤进程（组名或GID）。	仅PID	pgrep -G www-data
-x	精确匹配进程名（需全名匹配）。	仅PID	pgrep -x sshd
输出控制
-l	显示进程名（与PID一同输出）。	进程名	1234: nginx
-a	显示完整命令行（需结合`-l`）。	完整命令	1234: nginx: worker process
-c	输出匹配进程的数量（计数）。	数字	3
-d <分隔符>	自定义PID分隔符（默认为换行）。	无，格式变化	`pgrep -d ',' nginx` → `1234,5678`
信号与状态
-f	匹配完整命令行（而非仅进程名）。	无，过滤条件变化	pgrep -f "nginx -g"
-n	仅显示最新（最近启动）的进程PID。	仅PID	pgrep -n nginx
-o	仅显示最旧（最早启动）的进程PID。	仅PID	pgrep -o nginx

3、pidof

命令：

pidof 进程名称示例
pidof nginx      # 输出：1234 5678 （多个nginx进程的PID）
pidof sshd       # 输出：8910       （sshd守护进程的PID）

显示单个PID（-s）：

pidof -s <进程名>  # 仅返回一个PID（通常是最新的进程）示例
pidof -s python3  # 输出：9999 （最近启动的Python3进程PID）

pidof常用参数表

参数	说明
-s	仅返回一个PID（单实例进程适用）。
-c	仅返回与当前运行环境相同根目录（chroot）下的进程PID。
-x	同时匹配执行该脚本的Shell进程PID（用于脚本文件）。
-o <PID>	排除指定PID的进程（可多次使用，如 `-o 1234 -o 5678`）。
-d <分隔符>	自定义PID分隔符（默认是空格）。

4、top

概念：

top 是 Linux 系统中用于 实时监控系统资源使用情况和进程状态 的核心命令行工具。它能动态显示 CPU、内存、交换分区、进程负载等关键指标，帮助用户快速定位性能瓶颈。

（1）top 的核心功能

① 实时刷新：

默认每 3 秒更新一次数据（可配置）。

② 多维度展示：

系统资源概览：

CPU、内存、负载、运行时间等。

进程列表：

按资源占用排序的进程详情（PID、用户、CPU、内存等）。

③ 交互式操作：

支持动态排序、筛选、终止进程等操作。

（2）top内容详解（实例演示）

第一行：系统时间、运行时长、登录用户数、平均负载。

第二行：进程总数及状态统计（运行、睡眠、停止、僵尸）。

第三行：CPU 使用率（用户态 us、内核态 sy、空闲 id、等待I/O wa 等）。

第四行：物理内存使用情况（总量、空闲、已用、缓存）。

第五行：交换分区使用情况。

关键字眼：

PID：进程ID。

USER：进程所有者。

%CPU：CPU 占用百分比。

%MEM：物理内存占用百分比。

VIRT：虚拟内存总量（KB）。

RES：实际物理内存占用（KB）。

SHR：共享内存大小（KB）。

S：进程状态（R=运行, S=睡眠, Z=僵尸等）。

TIME+：累计 CPU 占用时间。

三、进程的前/后台调用

<ctrl>+<z>：

在终端中，当一个进程正在前台运行并占用着 shell 时，按下 Ctrl + Z 组合键可以将该进程暂停并打入后台挂起。此时，进程处于停止状态，但并未终止，它会释放对终端的控制权，让用户可以在 shell 中继续输入其他命令。

bg：

用于将后台挂起的进程在后台运行起来。

fg：

用于把后台进程调回前台。

命令 &：

在命令后面加上 &，可以让该命令对应的进程在后台运行。

jobs：

命令用于查看当前 shell 中在后台的所有工作，即显示所有后台进程的信息，包括进程的编号、状态以及对应的命令等。

四、进程的优先级

1、概念

在 Linux 系统中，进程优先级决定了进程获取 CPU 时间的顺序。优先级高的进程会更频繁地被调度执行，这对系统性能调优和资源管理至关重要。

2、优先级种类

（1）概念

进程也分为“可控的”和“不可控的”，“可控”，说明进程可以被用户或管理员进行修改或手动设置，这种即为静态优先级，而“不可控”，即不能被用户或管理员进行修改等操作，由系统内核根据进程的运行状态来调整（如等待时间、CPU 使用率），优化调度公平性，避免低优先级进程长期饥饿，这种即为动态优先级。

（2）静态优先级的调节

用户通过 nice 或 renice 设置，范围 -20（最高）到 19（最低），能直接影响普通进程的初始调度权重。

nice值
nice值用来调整控制进程优先级的，nice值越低（越负），优先级就越高；Nice 值范围：-20（最高优先级）到 19（最低优先级），默认值为 0

命令格式：

nice -n <调整值> <命令> # 调整值为目标 Nice 值与默认值（0）的差值

示例：

解释：用指定权限-5来打开cat命令

renice值

renice命令可以修改进程的nice值，如renice -5 3595，其中 -5 为你想要修改的nice值为多少，后面的编号3595即为进程编号

Tips：查看进程编号可以用监视（watch）来监控进程的pid，即可看到进程编号，也可以用vim &来查看

命令格式：

renice -5（想要修改的nice值） 16410（进程编号）

（3）进程状态字符解释

字符	说明
R	进程正在运行或在就绪队列中等待 CPU 分配。
S	可中断睡眠：等待事件完成（如 I/O 操作、信号）。
D	不可中断睡眠：通常等待硬件操作（如磁盘 I/O），不能被信号中断。
Z	僵尸进程：进程已终止，但其退出状态未被父进程回收。
T	进程被作业控制信号（如 `SIGSTOP`、`SIGTSTP`）暂停。
t	进程被调试器暂停（如通过 `ptrace` 跟踪）。
X	进程完全终止（极少见，通常瞬间消失）。
<	高优先级：进程的 Nice 值为负（优先级高于默认）。
N	低优先级：进程的 Nice 值为正（优先级低于默认）。
s	会话领导者：进程是会话（Session）的首进程（如 Shell 进程）。
l	多线程：进程是多线程的（有多个轻量级进程 LWP）。
+	前台进程组：进程属于终端的前台进程组（可接收输入）。
L	锁定内存：进程将部分内存锁定（如通过 `mlock` 避免换出）。
I	空闲进程：内核线程处于空闲状态（某些系统显示为 `I`）。

五、进程信号

1.概念：

进程信号是操作系统用于在进程之间传递事件通知的一种机制，它可以让操作系统、其他进程或进程自身向某个进程发送信号，以通知该进程发生了特定的事件，进程接收到信号后会根据信号的类型和自身的状态做出相应的反应。

2.用户可控制的进程信号（表格）

信号名称	信号值	默认行为	典型用途	可否捕获/忽略
`SIGHUP`	1	终止进程	通知进程重新加载配置（如 `nginx -s reload`）。	可
`SIGINT`	2	终止进程	用户按下 `Ctrl+C` 中断前台进程。	可
`SIGQUIT`	3	终止进程并生成核心转储	用户按下 `Ctrl+\` 强制终止并调试（生成 core dump）。	可
`SIGKILL`	9	强制终止进程	无条件终止进程（无法被捕获或忽略）。	否
`SIGTERM`	15	终止进程	请求进程正常退出（允许清理资源），默认的 `kill` 信号。	可
`SIGSTOP`	17，19，23	暂停进程	暂停进程（不可被捕获或忽略），用户按下 `Ctrl+Z`（实际发送 `SIGTSTP`）。	否
`SIGCONT`	18，25，26	继续运行	恢复被暂停的进程（如 `bg`/`fg` 命令）。	可
`SIGTSTP`	20	暂停进程	用户按下 `Ctrl+Z` 暂停前台进程（可捕获处理）。	可
`SIGUSR1`	10	终止进程	用户自定义用途（如通知进程切换日志文件）。	可
`SIGUSR2`	12	终止进程	用户自定义用途（如通知进程更新配置）。	可

3、控制进程信号的命令

（1）killall命令

该命令可以向内核询问一个进程存不存在，如：

killall -<信号名或值> <进程名>     # 向所有同名进程发送信号如
killall -0（信号编号） gedit（进程的名字或编号）

其中的 -0 位为信号编号，且有许多其他数字代表，但用户可以控制的常用信号只有代码这些（上面的表有详细的介绍）：-1 -2 -3 -15 -9 -18 -19 -20

（2）kill命令

kill可以精准的将一个进程杀死（结束）如：

kill -<信号名或值> <PID>          # 向指定 PID 发送信号如
kill -9（信号编号） 16410（进程的名字或编号）

（3）pkill命令

pkill -<信号名或值> <模式>         # 按模式匹配进程并发送信号

pkill可以终止一个用户

我们先创建一个用户test来测试pkill命令，并登录上此test用户

另起一个终端命令行，输入pkill命令

六、systemd守护进程

1.概念

守护进程（Daemon）是一种在后台持续运行的特殊进程，它不与终端直接交互，通常在系统启动时自动启动，并在系统关闭时才停止。

2.作用

守护进程的设计目的是为系统提供各种服务，例如网络服务（如 HTTP 服务器、FTP 服务器）、日志服务、定时任务服务等。它们默默地在后台运行，为其他进程和用户提供支持，确保系统的正常运行。

3.特性（核心）

特性	说明
无控制终端	脱离终端运行（TTY 显示为 `?`），不接收用户直接输入。
后台运行	默默执行任务，不占用用户交互界面。
独立会话	创建新会话（Session）并成为会话领导者（Session Leader）。
脱离父进程	通过两次 `fork()` 脱离原进程，由 `init`（PID=1）接管。
固定工作目录	通常将工作目录设置为根目录（`/`）或特定目录（如 `/var/run`）。
日志输出	将标准输入/输出重定向到文件（如 `/var/log`）或 `syslog`。

4.常用命令表

命令	作用	示例
systemctl start <服务名>	启动服务	sudo systemctl start nginx
systemctl stop <服务名>	停止服务	sudo systemctl stop sshd
systemctl restart <服务名>	重启服务	sudo systemctl restart mysql
systemctl reload <服务名>	重新加载配置（不重启服务）	sudo systemctl reload nginx
systemctl status <服务名>	查看服务状态	systemctl status docker
systemctl enable <服务名>	启用开机自启	sudo systemctl enable httpd
systemctl disable <服务名>	禁用开机自启	sudo systemctl disable postfix
systemctl is-enabled <服务名>	检查服务是否开机自启	systemctl is-enabled cron
systemctl mask <服务名>	禁用服务（阻止手动或自动启动）	sudo systemctl mask apache2
systemctl unmask <服务名>	解除禁用	sudo systemctl unmask apache2

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编程日记 2025/8/19 8:10:21

数据库系统-数据库控制

并发控制事务的ACID特性： 原子性（Atomicity）：事务包含的所有操作要么全部成功（commit提交），要么全部失败（rollback回滚）一致性（Consistency）&a…...

编程日记 2025/8/17 12:59:57

Python Cookbook-5.3 根据对象的属性将对象列表排序

任务需要根据各个对象的某个属性来完成对整个对象列表的排序。解决方案 DSU方法仍然一如既往地有效: def sort_by_attr(sed,attr):intermed [ (getattr(x,attr),i,x) for i,x in enumerate(seg)]intermed.sort()return [ x[-1] for x in intermed def sort_by_attr_inpl…...

编程日记 2025/8/22 5:12:08

Java MCP SDK 开发笔记（一）

MCP 简介 AI 大模型诞生之初，其高度模拟人的对话之能力惊为天人。但我们肯定不希望止步于此—— 工具化就是我们希望 AI 能够完成的目标，由此可以从单纯的对话发展为代替繁复人力的“干活”。这条道路上毋庸置疑 AI 大模型任重道远。而 MCP(Model Contr…...

编程日记 2025/8/21 10:47:00

AF3 OpenFoldDataLoader类_prep_batch_properties_probs方法解读

AlphaFold3 data_modules 模块的 OpenFoldDataLoader 类的 _prep_batch_properties_probs 方法是为每个批次数据准备 recycling 维度的概率分布。它将根据配置文件中的设定为每个批次数据生成 recycling 轮次的概率分布，并存储到 prop_probs_tensor 中，用于后续抽样选择特定…...

编程日记 2025/8/21 23:57:56

寻找字符串数组中的最长共同前缀字符串

问题描述：给定一个字符串数组 strs，编写一个函数来找到这些字符串的最长公共前缀字符串，如果没有则返回空字符串"" 算法思路横向扫描法： 从数组的第一个字符串开始，逐个和后面的字符串比较，逐…...

编程日记 2025/8/20 2:27:07

leetcode_数组 56. 合并区间

56. 合并区间以数组 intervals 表示若干个区间的集合，其中单个区间为 intervals[i] [starti, endi] 。请你合并所有重叠的区间，并返回一个不重叠的区间数组，该数组需恰好覆盖输入中的所有区间。示例 1： 输入：int…...

编程日记 2025/8/19 1:49:14

Jenkins学习（B站教程）

文章目录 1.持续集成CI2.持续交付CD3.持续部署4.持续集成的操作流程5.jenkins简介6.后续安装部署，见视频 bilibili视频 Jenkins是一个开源的、提供友好操作界面的持续集成(CI)工具，起源于Hudson（Hudson是商用的），主要用…...

编程日记 2025/8/22 16:49:44

学习笔记—C++—类和对象（一）

目录类和对象类的定义类定义格式访问限定符类域实例化实例化概念对象的大小 this指针 C和C语言实现Stack对比类和对象类的定义类定义格式 ● class为定义类的关键字，Stack为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后…...

编程日记 2025/8/21 8:35:33

PyTorch 深度学习 || 6. Transformer | Ch6.3 Transformer 简单案例

1. 简单案例这个代码是一个简单的 Transformer 模型的实现，这个例子展示了一个基本的序列到序列（seq2seq）任务，比如将一个数字序列转换为另一个数字序列。可以用于学习和理解 Transformer 的基本结构和工作原理。 import torch import torch.nn as nn import math# 位置…...

编程日记 2025/8/22 11:06:40

体育风暴篮球足球体育球员综合资讯网站模板

源码名称：篮球足球体育球员综合资讯网站模板开发环境：帝国cms7.5 空间支持：phpmysql 带软件采集，可以挂着自动采集发布，无需人工操作！ 演示地址：https://www.52muban.com/shop/184016.html …...

编程日记 2025/8/21 14:13:06

Visual Studio Code SSH 连接超时对策（ keep SSH alive）

文章目录问题解决方法一：配置服务端关于ClientAliveInterval和ClientAliveCountMax1、打开终端，打开SSH配置文件：输入以下命令：2、打开配置文件后，添加以下内容：3、添加后，Esc按 <Enter>…...

编程日记 2025/8/19 2:55:04

Docker容器中的ubuntu apt update报错解决办法

问题现象 # apt update Get:1 http://archive.ubuntu.com/ubuntu noble InRelease [256 kB] Get:2 http://security.ubuntu.com/ubuntu noble-security InRelease [126 kB] Err:2 http://security.ubuntu.com/ubuntu noble-security InRelease At least one invalid signa…...

编程日记 2025/8/22 5:12:18

一、进程和线程的概念

1.进程

（1）概念

（2）特点

2.线程

（1）概念

（2）特点

3.进程的状态

4.进程和线程之间的联系与对比

（1）联系：

（2）对比：

调度

创建、销毁和切换开销

通信机制

健壮性

二、查看进程状态的相关命令

1、ps相关命令（ps、ps ax、ps aux）

ps命令的常用参数表

ps ax的默认输出列

ps aux的默认输出列

2、pgrep

作用：

pgrep常用参数表

3、pidof

命令：

显示单个PID（-s）：

pidof常用参数表

4、top

概念：

（1）top 的核心功能

① 实时刷新：

② 多维度展示：

系统资源概览：

进程列表：

③ 交互式操作：

（2）top内容详解（实例演示）

三、进程的前/后台调用

<ctrl>+<z>：

bg：

fg：

命令 &：

jobs：

四、进程的优先级

1、概念

2、优先级种类

（1）概念

（2）静态优先级的调节

（3）进程状态字符解释

五、进程信号

1.概念：

2.用户可控制的进程信号（表格）

3、控制进程信号的命令

（1）killall命令

（2）kill命令

（3）pkill命令

六、systemd守护进程

1.概念

2.作用

3.特性（核心）

4.常用命令表

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