程序管理
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What is Process
UNIX中Pocess代表一個具有獨立記憶空間、可單獨運作的”工作空間”(Program),每一件系統或User的工作均由各種不同的process完成之

Why Process
UNIX中,很多resource的管理,必須藉由process的控制來完成UNIX每一個程序都有一個唯一的識別代號,我們稱之為程序代號(process id or pid)

How Process Works
每一process在必要情況之下由其Parent Process產生,完成工作之後會自動釋放所有佔用的系統資源,結束並系開系統。

Process的產生


fork-and-exec是UNIX中所有process運作的模式。系統bootup的時候,第一個被執行的process(程式),其pid為1;經由fork-and-exec程序,啟動各個必要的process,而形成一個功能完整的作業系統。
b
fork是UNIX一個系統呼叫(system call),process fork時,會複製一個跟自己完全一模一樣的process (with different pid),並利用系統呼叫完成之傳回值,來區分parent process 與child process,而分別賦予child process不同的功能。
process於程式執行過程中,利用exec執行另一不同的程式,這個程式並且會完全取代原有程式(with the same pid)。

 

Process的結束


process及child process。
如果因某些原因,parent process在其結束前即已不存在,此 process即成為所謂的Zombie process(or defunct process),無法正常結束。

Child process通常會隨著parent process結束而結束,因此手動結束process “init”(系統第一個啟動的process, pid為1),將會造成系統當機。(目前大部分的UNIX作業系統會禁止你手動停止init的執行)

 

Monitor Proces with Command : ps

You can always monitor process information currently running in the system, which including: process owner , CPU usage , memory(real & virtual) usage, command name, PID(Process ID) etc.

Monitor Process whith "ps"

[root@nmc ~]# ps
PID TTY TIME CMD
19325 pts/0 00:00:00 login
19413 pts/0 00:00:00 su
19414 pts/0 00:00:00 tcsh
19442 pts/0 00:00:00 ps
19443 pts/0 00:00:00 awk

[root@nmc ~]# ps aux | more

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.3 1120 472 ? S Jul05 0:04 init
root 2 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kflushd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:10 [kupdate]
root 4 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kpiod]
root 5 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:01 [kswapd]
bin 319 0.0 0.3 1216 400 ? S Jul05 0:00 portmap
root 333 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [lockd]
root 334 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [rpciod]
root 343 0.0 0.4 1164 516 ? S Jul05 0:00 rpc.statd
root 396 0.0 0.3 1168 468 ? S Jul05 0:05 syslogd
root 405 0.0 0.4 1348 612 ? S Jul05 0:00 klogd
nobody 419 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd
nobody 422 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd
nobody 423 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd
nobody 425 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd
nobody 426 0.0 0.4 1300 540 ? S Jul05 0:00 identd
daemon 437 0.0 0.2 1144 296 ? S Jul05 0:00 /usr/sbin/atd
root 451 0.0 0.4 1328 564 ? S Jul05 0:00 crond
root 469 0.0 0.3 1156 460 ? S Jul05 0:01 inetd

[root@nmc ~]# ps aux --sort:pid | more

USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.3 1120 472 ? S Jul05 0:04 init
root 2 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kflushd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:10 [kupdate]
root 4 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [kpiod]
root 5 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:01 [kswapd]
bin 319 0.0 0.3 1216 400 ? S Jul05 0:00 portmap
root 333 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [lockd]
root 334 0.0 0.0 0 0 ? SW Jul05 0:00 [rpciod]
...

 

ps 各欄位意義 
USER: Username of the process owner 
PID: Process ID 
%CPU: CPU time/elapsed time 
%MEM: Fraction of system memory consumed 
SIZE: Virtural memory used (K) 
RSS: Real memory used 
TTY: Terminal port associated with process 
STAT: Process state
    R Running
    S Sleeping
    I Idle
    Z Zombie 
START: Time or date process started 
TIME: Total CPU time used 
COMMAND: Command line being executed 

Process的管理相關指令
kill [-s signal] pid --> Control Process With Signal

signal可以是singnal number或signal name,Linux 中支援的signal及其用途簡單描述如下:

Signal Value Comment 
SIGHUP 1 Hangup detected on controlling terminal or death of controlling process 
SIGINT 2 Interrupt from keyboard 
SIGQUIT 3 Quit from keyboard 
SIGILL 4 Illegal Instruction 
SIGABRT 6 Abort signal from abort(3) 
SIGFPE 8 Floating point exception 
SIGKILL 9 Kill signal 
SIGSEGV 11 Invalid memory reference 
SIGPIPE 13 Broken pipe: write to pipe with no readers 
SIGALRM 14 Timer signal from alarm(2) 
SIGTERM 15 Termination signal 

 

nice/renice -- Process Priority的改變 

**UNIX Process共分40個等級 (-20 ~ 19),優先等級較高者可以有比較高的CPU使用權。
**UNIX Process等級最高者為『-20』,最低者為『19』,預設值為『0』。

Specify Priority Before Program Submitted

[root@dragon1 /root]# myprogram1 &
-->為指定等級,myprogram1 Priority為 0

[root@dragon1 /root]# nice myprogram2 &
-->使用nice,未指定等級,myprogram2 Priority為10

[root@dragon1 /root]# nice -16 myprogram3 &
-->myprogram3 Priority為16

[root@dragon1 /root]# nice --14 myprogram4 &
-->myprogram4 Priority為-14 

**一般user僅能降低屬於自己process的priority (from 0 to 19)
**Priority -20 ~ -1僅superuser可以指定

Change Process Priority After Submitted

[root@dragon1 /root]# renice -9 PID
-->將Process ID為PID的process priority 改為 -9 

Monitor Proces with Command Utility : "top"
(top is not a standard UNIX Command)
[root@nmc ~]# top

3:56pm up 53 days, 22:03, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
60 processes: 59 sleeping, 1 running, 0 zombie, 0 stopped
CPU states: 0.7% user, 1.9% system, 0.0% nice, 97.2% idle
Mem: 128144K av, 124852K used, 3292K free, 60620K shrd, 82020K buff
Swap: 104412K av, 452K used, 103960K free15784K cached
PID USER PRI NI SIZE RSS SHARE STAT LIB %CPU %MEM TIME COMMAND
19512 root 15 0 860 860 664 R 0 2.9 0.6 0:00 top
1 root 0 0 472 472 400 S 0 0.0 0.3 0:04 init
2 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 kflushd
3 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:10 kupdate
4 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 kpiod
5 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:01 kswapd
319 bin 0 0 412 400 320 S 0 0.0 0.3 0:00 portmap
333 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 lockd
334 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 rpciod
343 root 0 0 520 516 428 S 0 0.0 0.4 0:00 rpc.statd
396 root 0 0 472 468 376 S 0 0.0 0.3 0:05 syslogd
405 root 0 0 616 612 304 S 0 0.0 0.4 0:00 klogd
419 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd
422 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd
423 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd
425 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd
426 nobody 0 0 552 540 428 S 0 0.0 0.4 0:00 identd


top Commands

q Exit "top" 
username Monitor Process Belongs to username 
k kill Process specified 
h "top" Online Help 



 

建置及維護者:
國立中興大學 電算中心    吳賢明   woody@nchu.edu.tw
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