八、Linux进程和计划任务管理

1、进程管理

1.1、进程介绍

Linux是一个多用户、多任务的操作系统。多用户是指多个用户可以在同一时间使用计算机系统；多任务是指Linux系统可以同时执行几个任务，它可以在还未执行完一个任务时又执行另外一个任务，操作系统管理多个用户的请求和多个任务。
Linux系统上所有运行的内容都可以称为进程。每个用户任务、每个系统管理守护进程都可以称为进程。进程与程序之间还是有明显区别的。程序只是一个静态的命令集合，不占系统的运行资源；而进程是一个随时都可能发生变化的、动态的、使用系统运行资源的程序。一个程序可以启动多个进程。进程是一个随时都可能发生变化的、动态的、使用系统运行资源的程序。
进程具有以下特征。
动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生、动态消亡的。
并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行。
独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位。
异步性：由于进程间的相互制约，使得进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。
结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
在Linux系统中有以下三种进程。
交互式进程：一个由Shell启动并控制的进程，交互式进程既可在前台运行，也可在后台运行。
批处理进程：与终端无关，安排在指定时刻完成的一系列进程。
守护进程：在引导系统时启动，以执行即时的操作系统任务，如crond、rsyslogd、named等。

1.2、查看系统进程信息

查看Linux系统中的进程信息，可以使用ps、top、pgrep、pidof和pstree等命令

1.2.1、ps

介绍
ps命令是Linux和Unix系统中用于展示当前系统中活动进程的一个命令工具。通过使用ps命令，你可以查看关于当前运行的进程的信息，比如进程ID（PID）、正在运行的命令、CPU使用率、内存使用率等。
基本用法
ps：显示当前终端会话中的活动进程。
ps ax：显示所有进程的列表。
ps aux：显示所有进程的详细列表，包括用户、CPU和内存使用率等信息。
ps -ef：使用全格式显示所有进程，这与aux选项类似，但格式略有不同。
常用选项
-e 或 --all：显示所有进程。
-f：显示完整格式。
-u 用户名：显示指定用户的进程。
–sort：根据指定的关键字排序，例如–sort=-%mem按内存使用率降序排列。
-p PID：根据进程ID查看进程信息。
示例

1、查看所有进程及其详细信息：
ps aux
2、查看特定用户（例如用户名为john）的所有进程：
ps -u john
3、根据PID（假设为1234）查看进程信息：
ps -p 1234
4、查看系统中消耗内存最多的10个进程：
ps aux --sort=-%mem | head -10

输出字段解释
常见的字段及其描述：
PID：进程ID，唯一标识一个进程。
TTY：终端类型，进程与之关联的终端。
TIME：CPU时间，该进程占用的处理器时间。
CMD：命令名称/执行的命令行，启动进程时使用的命令。
USER：进程所有者的用户名。
%CPU：进程占用的CPU百分比。
%MEM：进程占用的物理内存百分比。
VSZ：虚拟内存大小，单位为KB。
RSS：Resident Set Size，进程占用的非交换物理内存大小，单位为KB。
STAT：进程状态。常见状态有：
R（运行中）
S（睡眠中）
T（停止状态）
Z（僵尸进程）
D（不可中断睡眠状态）
START：进程启动时间或启动日期。
NI：nice值，表示进程优先级的调整值。
PPID：父进程ID，即启动该进程的进程的ID。

1.2.2、top

介绍
top命令是Linux和Unix系统中用于实时显示系统进程和资源使用情况的工具。它提供了一个动态更新的视图，展示了CPU、内存使用情况以及系统上最消耗资源的进程。top命令非常适合于监控系统的实时性能和资源使用情况。
基本用法
启动top命令非常简单，只需在终端中输入top，然后按回车键。默认情况下，top会按照CPU使用率排序进程，最顶部的进程是当前使用CPU最多的进程。
主要显示区域
top命令的输出大致可以分为两部分：
系统概览：显示在屏幕的上方，提供了CPU、内存（物理内存和交换空间）和系统运行时间等信息。
进程列表：显示在屏幕的下半部分，列出了当前系统上的活动进程，通常按照某种资源使用情况（如CPU或内存）进行排序。
主要字段解释
PID：进程ID。
USER：运行该进程的用户。
PR：进程优先级。
NI：nice值，影响进程调度优先级的值。
VIRT：虚拟内存使用量。
RES：常驻内存使用量。
SHR：共享内存大小。
S：进程状态（例如，S代表睡眠，R代表运行中）。
%CPU：进程占用的CPU百分比。
%MEM：进程占用的物理内存百分比。
TIME+：进程占用CPU的总时间。
COMMAND：启动进程的命令名称或命令行。
交互命令
在top运行时，你可以使用一些交互命令来改变显示或对进程进行操作：
h 或 ?：显示帮助。
k：终止一个进程。系统将提示你输入想要终止的进程ID（PID）和信号。
P：按CPU使用率排序。
M：按内存使用率排序。
T：按时间/累计时间排序。
f：选择要显示的字段。
q：退出top。
top命令输出信息描述
top命令输出信息统计信息区前五行是系统整体的统计信息，主要显示任务队列、进程、CPU、内存和swap等信息。
任务队列信息
系统时间：当前的系统时间。
运行时间：系统自上次启动以来已经运行了多长时间。
用户数：当前登录到系统的用户数量。
系统负载：显示过去1分钟、5分钟和15分钟的平均系统负载。系统负载表示的是系统工作的繁忙程度，即平均活跃进程数。数字越高，表示系统越繁忙。
进程信息
总进程数：系统中总的进程数。
运行中的进程数：当前正在运行的进程数。
休眠中的进程数：当前处于睡眠状态的进程数。
停止的进程数：被停止或暂停执行的进程数。
僵尸进程数：已结束但其父进程尚未对其进行处理（如读取其退出状态）的进程。
CPU信息
用户空间占用百分比：执行用户级进程的时间百分比。
系统空间占用百分比：在内核级别执行的时间百分比，不包括优先级调整和等待I/O的时间。
优先级调整时间百分比：改变进程优先级所花费的时间百分比。
空闲时间百分比：CPU处于空闲状态的时间百分比，没有执行任何任务。
内存信息
物理内存总量：系统的总物理内存量。
已使用的物理内存量：已被使用的物理内存量，包括所有缓存和缓冲区。
空闲物理内存量：当前未被使用的物理内存量。
缓冲区使用量：由内核缓冲区使用的内存量。
swap信息
交换区总量：系统交换区（虚拟内存）的总量。
已使用的交换区量：已被使用的交换区量。
空闲交换区量：当前未被使用的交换区量。
缓存使用量：用作缓存或临时存储交换数据的内存量。

1.2.3、pgrep

介绍
pgrep 是一个在 Unix 和Linux 系统中使用的命令行工具，用于根据进程的名称或其他属性查找进程。pgrep 的名称来源于 “process grep”，意味着它可以根据用户提供的模式来搜索当前运行的进程列表，并输出匹配进程的进程标识符（PID）。这个命令特别有用于自动化脚本和系统管理中，允许管理员快速找到特定的运行进程。
基本用法
查找进程名： pgrep process_name，这将列出所有名为 process_name 的进程的 PID。
使用选项： pgrep 支持多种选项来精确化搜索条件。例如：
-u 用户名或用户ID，用于查找属于特定用户的进程。
-l 不仅返回 PID，还返回进程名。
-f 允许使用完整的命令行进行搜索，而不仅仅是进程名。
示例
查找所有 SSH 进程： pgrep ssh
查找属于特定用户的进程： pgrep -u username
查找并显示进程名： pgrep -l nginx
使用完整命令行搜索进程： pgrep -f “/usr/bin/python my_script.py”
pgrep 是一个强大的工具，