实验9 linux进程管理与系统监视.docx

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实验9linux进程管理与系统监视

广东技术师范学院实验报告

学院：

广东技术师范学院

专业：

软件工程

班级：

09软件

成绩：

姓名：

学号：

组别：

组员：

实验地点：

工业中心204

实验日期：

2011.10.27

指导教师签名：

预习情况

操作情况

考勤情况

数据处理情况

实验9项目名称：

进程管理

1、实验目的

理解进程管理的基本原理方法，掌握在Linux系统中查看进程状态、控制进程以及调整进程优先级等基本方法。

2、实验内容

2.1进程管理的基本概念

什么是进程管理？

要理解这个概念，就必须理解什么是进程。

进程是在《操作系统原理》课程中的一个核心概念。

进程（Process）是程序的一个执行过程。

进程需要占用各种系统资源，包括CPU、内存等，需要读写各类文件，调用各种系统功能。

自然，从进程的创建到撤销，操作系统会为它安排一切。

不过，操作系统的安排是根据固定的算法所进行，纵使这些算法能根据当前情况不断调整，但不可能预先知道你的需要，然后让某个进程在特定某个时间挂起，让某个进程的优先级升高等等。

因此，进程管理是指根据当前实际需求，对进程加以特定的控制。

作为一个管理员，定时查看当前系统中各个进程的具体状态，捕捉各种进程运行的异常，合理分配各类资源，特别是CPU资源给不同的进程，对各类进程有计划地控制等等，都属于进程管理的内容。

系统为管理员提供了一系列的工具和命令，以让管理员完成管理工作。

2.2进程管理的基本方法

2.2.1查看进程状态

获知进程状态是进程管理的第一步。

UNIX系统为进程留了许多接口、命令和工具。

最典型的是/proc文件系统。

这是一个特殊的文件系统。

在此文件系统中，每个目录对应于一个进程，目录的名称即为进程的PID号。

进入某个进程对应的目录，里面有若干文件，这些文件记录了该进程当前运行的各种相关状态信息。

应用程序可通过对这些文件打开并读取（部分甚至还能通过写文件控制进程）来获取进程信息。

例子：

查看/proc文件系统

#cd/proc/

#ls

012294163922131442868637691853274688280864256

1124523816397421723829511838100856130869666876674

……

#cd1

#ls

#credlwppsinfosigactstatus

对于管理员，更常用的方法是利用ps命令来获知进程的基本状态。

请参考以下例子并完成问题。

命令：

ps

功能：

列出当前活动进程的状态

格式：

ps[选项][参数]

选项：

如果不使用任何选项，则列表显示当前工作站的活动进程，并且仅显示部分字段的内容。

由于关于ps的选项很多，没必要全部列出并记忆，更常用的做法是记住一些有特定功能的选项组合。

常用的选项含义如下：

-f：

生成一个长列表（部分字段仍然省略了，但比不加该选项的要多）

-l（list）：

显示进程的全部列表字段信息

-e：

显示除内核进程外的全部进程

-a：

显示用户的全部进程

-u（user）：

显示特定用户的进程，

-k（kernel）：

显示内核进程

ps命令的一些常见的选项组合示例如下：

（1）仅显示当前工作站的活动进程

#ps

PIDTTYTIMECMD

270396pts/90:

00ps

725186pts/90:

00–bash

（2）显示系统中除内核外的所有进程

#ps-e-f

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

root100Aug24-0:

02/etc/init

……

Zianed1343542741620019:

29:

52-0:

00sshd:

Zianed@pts/1

（3）显示关于特定用户的进程

#ps-luuser

FSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD

40001A85287421918905408060201d9664001012-0:

00sshd

240001A85287503876421918060203b494001168f1000600021e1478pts/70:

00bash

（4）显示系统内核的进程

#ps-k

PIDTTYTIMECMD

0-0:

29swapper

8196-2395:

12wait

12294-0:

00sched

（5）查看各个进程占用CPU的情况

#psaux

USERPID%CPU%MEMSZRSSTTYSTATSTIMETIMECOMMAND

root819612.10.0384384-AAug243630:

51wait

……

上述每个例子返回结果都是以列表形式出现，列表中主要字段的含义如下，

●PID：

进程标识号

●PPID：

进程的父进程标识号

●UID：

进程所属的用户ID

●TTY：

进程所属的终端号

●TIME：

进程的执行时间总和

●CMD（command）：

进程的命令名

●STIME：

进程的启动时间

●PRI（priority）：

进程的优先级，数字越大优先级越低

●NI（nice）：

进程的谦让度

●S（status）：

进程的状态，对于一般进程主要状态有：

A（活动的）、T（已停止）、Z（已取消）等。

对于内核进程主要状态有：

R（正在运行）、S（休眠）、T（已停止）、Z（已取消）等。

2.2.2控制作业的基本操作

除对进程进行控制外，作业（job）是另一个与进程控制密切相关的概念。

简单来说，作业是用户向系统提交的一个任务请求，系统根据请求创建相应的进程完成该任务。

用户每输入的一个shell命令其实都是一个作业，这个作业经解释后对应于一个到多个进程加以执行。

作业可以在前台执行，这是用户可以跟作业进行交互。

当用户并不需要与作业交互，则作业也可以在后台执行。

如果用户想作业启动之初就让其在后台运行，就需要在关于该作业的shell命令结尾加上“&”。

作业执行时有作业号，用户可根据作业号对作业进行相应的控制，最基本的控制是将作业在终端的前后台之间切换。

命令：

jobs

功能：

查看当前用户的作业情况

格式：

jobs

命令：

bg

功能：

将前台作业切换到后台执行

格式：

bg作业号

命令：

fg

功能：

将后台作业切换到前台执行

例子：

作业控制的基本命令。

#vijobtest&

[1]1110094

#jobs-l

[1]+1110094Stoppedvijobtest

#fg1将作业1调出调到前台，按ctrl+z可将其切换到后台

vijobtest

~

~

……

#bg1利用bg命令将作业1调到后台（功能与ctrl+z一样）

[1]+vidd&

2.2.3进程与信号量

在UNIX系统中，用户可通过向进程发送相应的信号量来控制进程。

AIX中一些常用的信号量如下，信号量旁的括号内标示的是该信号量的编号：

●SIGINT

（2）：

程序终止（interrupt）信号，用于通知前台进程组终止进程，用户键入ctrl+c后前台进程终止。

●SIGQUIT（3）：

与SIGINT相似，进程终止后会生成文件core，用户键入ctrl+\后进程终止。

●SIGKILL（9）：

该信号不能被忽略，因此常用于强行终止某进程。

●SIGTSTP（18）：

终止进程，但该信号可以被处理和忽略.用户键入ctrl+z发出这个信号，进程转入后台并挂起。

命令：

kill

功能：

向特定某个进程发送信号。

格式：

kill-信号编号进程PID

例子：

利用kill命令向进程发送信号。

#vitest&

[1]761968

#kill-9761968

[1]+Stoppedvitest

#ps-a

PIDTTYTIMECMD

761976pts/110:

00ps

1032196pts/150:

00ksh

1359972pts/00:

00ksh

[1]+Killedvitest

例子：

利用kill命令列出所有的信号量及其编号

#kill-l

1）SIGHUP2）SIGINT3）SIGQUIT4）SIGILL

5）SIGTRAP6）SIGABRT7）SIGEMT8）SIGFPE

9）SIGKILL10）SIGBUS11）SIGSEGV12）SIGSYS

13）SIGPIPE14）SIGALRM15）SIGTERM16）SIGURG

17）SIGSTOP18）SIGTSTP19）SIGCONT20）SIGCHLD

21）SIGTTIN22）SIGTTOU23）SIGIO24）SIGXCPU

25）SIGXFSZ27）SIGMSG28）SIGWINCH29）SIGPWR

30）SIGUSR131）SIGUSR232）SIGPROF33）SIGDANGER

34）SIGVTALRM35）SIGMIGRATE36）SIGPRE37）SIGVIRT

38）SIGALRM139）SIGWAITING60）SIGKAP61）SIGRETRACT

62）SIGSOUND63）SIGSAK

2.2.4进程与优先级

进程的优先级是指系统在进程调度时用于判决进程是否能够获取CPU的依据。

进程的优先级越高，则越能在竞争中胜出而获得CPU时间。

在Linux系统中，进程的优先级以一个整数表达，数值越低，优先级越高。

每个普通进程的优先级默认为60。

根据动态优先级原理，操作系统会在调度进程的过程中对进程优先级进行调整。

同时，管理员可以根据实际需要自行对某些进程的优先级加以调整。

这里涉及到另外一个概念，进程的“nice”值。

nice值可翻译为“谦让度”，因为nice是一个从-20～19的值，nice默认等于0（也即不起作用），进程的nice值为负数时，其优先级升高（也即代表优先级的数值下降），而进程的nice值为正数时，则进程的优先级下降（也即优先级的数值升高了）。

在Linux中，普通用户一般只能调高优先级数值，也即让自己的进程“谦让”一点。

如果要让某个服务进程能够及时响应请求，可将其nice值提高。

命令：

nice

功能：

设定要启动的程序的优先级

格式：

nice-增量启动的命令及其选项和参数，nice=原nice值+增量，nice默认为0。

命令：

renice

功能：

调整进程的优先级

格式：

renice-n增量进程PID号

例子：

nice命令与renice命令的使用，注意进程的优先级（PRI）和nice值（NI）的变化。

#nice-2vi

~

~

~

~

按ctrl+z将vi程序切换到后台

#ps-al

FSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD

200811T8528774958875785806422303f1400876pts/150:

00vi

#renice-n5749588

#ps-al

FSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD

200811T8528774958875785807427303f1400876pts/150:

00vi

2.3守护进程

Linux在启动时需要启动很多系统服务，提供这些服务的程序是由运行在后台的守护进程（daemons）来执行的。

守护进程独立于控制终端，周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。

守护进程的生存期较长，常常在系统引导装入时启动，在系统关闭时终止。

一些重要的守护进程：

●init：

系统的1号进程，主要工作是为系统提供初始化服务。

●kudzu：

硬件自动检测程序，会自动检测硬件是否发生变动，并相应进行硬件的添加、删除工作。

●crond：

周期性地运行用户调度的任务。

●syslog：

日志记录的守候进程。

●sshd：

OpenSSH服务器守护进程。

●smb：

Samba文件共享/打印服务守护进程。

●network：

激活/关闭启动时的各个网络接口的守护进程。

●httpd：

Web服务器Apache守护进程。

●vsftpd：

vsftpd服务器的守护进程。

●named：

DNS（BIND）服务器守护进程。

●dhcpd：

动态主机控制协议（DynamicHostControlProtocol）的服务守护进程。

作业：

请完成如下作业，并给出详细的步骤和截图。

（1）启动vi编辑器，并将其调入后台，再调出前台，最后退出vi。

（2）启动vi编辑器，并将其调入后台，再将该作业杀死。

（3）启动两个vi编辑器，均调入后台后，查看当前有那些作业正在执行。

使用ctrl+z将作业放到后台：

（4）列出你在当前系统中的所有进程。

指出你在该系统中最早启动的进程是那个，在什么时候启动？

最早在：

15:

58分启动。

（5）列出当前系统中占用CPU时间比例最高的进程。

Root中id为3578占用时间最长。

（6）系统内核的进程中那个进程的运行时间最长，为什么？

#ps-k

PIDTTYTIMECMD

0-0:

29swapper

8196-2395:

12wait

12294-0:

00sched

（7）获得ls命令的帮助手册后，将其转入后台，在转出到前台，并退出手册。

（8）先后新建文件a和文件b，并相应启动vi对它们进行编辑。

一开始要求文件a在前台执行，b在后台执行。

对文件a输入一些文字后，将其切换到后台，然后将文件b调到前台，同样输入一些文字。

最后将打开a文件的vi进程杀死，b文件保存并退出vi。

（9）列出当前系统中的所有进程（包括普通进程和守护进程），并指出哪些进程的优先级较高，这些进程有什么特点？

（10）守护进程中那些进程优先级比较高，那些进程的优先级比较低，你能发现优先级比较低是些什么样的进程？

优先级比较高的又是什么样的进程？

请找一两个典型的进程加以说明（Google一下这些进程）。

（11）利用nice程序启动三个vi程序，其nice分别为5，10，15，观察这三个vi程序的优先级，nice值与进程的优先级呈怎样的数值关系？

或者说，nice值每增加1，优先级的数值是否也增加1，还是增加得更多？

（可利用renice命令不断调整进程的nice值以获得实际规律）。

nice值与进程的优先级呈关系：

反比

（12）选取三个2.3节中所列的守护进程，列出他们的PID以及nice值。

●init：

系统的1号进程，主要工作是为系统提供初始化服务。

PID为：

1nice值为：

0

●sshd：

OpenSSH服务器守护进程。

PID为：

3194nice值为：

0

●syslog：

日志记录的守候进程。

PID为：

2787nice值为：

0

●