Вступление
На сервере Linux, как и на любой другой машине, можно запускать приложения. Компьютер рассматривает их как так называемые «процессы».
В то время как Linux обрабатывает низкоуровневое закадровое управление жизненным циклом процесса, пользователю может понадобиться другой способ взаимодействия с операционной системой для управления процессом на более высоком уровне.
Данное руководство затрагивает некоторые простейшие аспекты управления процессами. Для этого Linux предоставляет широчайший набор инструментов.
Данные понятия будут рассмотрены на примере сервера Ubuntu 12.04, но любой современный дистрибутив Linux будет работать таким же образом.
Как просматривать запущенные процессы в Linux
top
Самый простой способ узнать, какие процессы запущены на сервере в данный момент, – использовать команду top:
top
top - 15:14:40 up 46 min, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 56 total, 1 running, 55 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni,100.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Mem: 1019600k total, 316576k used, 703024k free, 7652k buffers
Swap: 0k total, 0k used, 0k free, 258976k cached
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1 root 20 0 24188 2120 1300 S 0.0 0.2 0:00.56 init
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.07 ksoftirqd/0
6 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 migration/0
7 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.03 watchdog/0
8 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 cpuset
9 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 khelper
10 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kdevtmpfs
Верхняя часть выведенной информации предоставляет статистические данные системы, а именно нагрузку на систему и общее количество задач.
Можно увидеть, что 1 процесс запущен, а 55 процессов находятся в режиме ожидания (иначе говоря, простаивают, не используя ресурсы процессора).
Нижняя часть полученной информации отображает запущенные процессы и статистику по их использованию.
htop
Усовершенствованная версия команды top под названием htop доступна в хранилищах. Чтобы установить ее, используйте данную команду:
sudo apt-get install htop
Запустив команду htop, можно увидеть более удобное для пользователя отображение информации:
htop
Mem[||||||||||| 49/995MB] Load average: 0.00 0.03 0.05
CPU[ 0.0%] Tasks: 21, 3 thr; 1 running
Swp[ 0/0MB] Uptime: 00:58:11
PID USER PRI NI VIRT RES SHR S CPU% MEM% TIME+ Command
1259 root 20 0 25660 1880 1368 R 0.0 0.2 0:00.06 htop
1 root 20 0 24188 2120 1300 S 0.0 0.2 0:00.56 /sbin/init
311 root 20 0 17224 636 440 S 0.0 0.1 0:00.07 upstart-udev-brid
314 root 20 0 21592 1280 760 S 0.0 0.1 0:00.06 /sbin/udevd --dae
389 messagebu 20 0 23808 688 444 S 0.0 0.1 0:00.01 dbus-daemon --sys
407 syslog 20 0 243M 1404 1080 S 0.0 0.1 0:00.02 rsyslogd -c5
408 syslog 20 0 243M 1404 1080 S 0.0 0.1 0:00.00 rsyslogd -c5
409 syslog 20 0 243M 1404 1080 S 0.0 0.1 0:00.00 rsyslogd -c5
406 syslog 20 0 243M 1404 1080 S 0.0 0.1 0:00.04 rsyslogd -c5
553 root 20 0 15180 400 204 S 0.0 0.0 0:00.01 upstart-socket-br
Как использовать ps для получения списка процессов
Команды top и htop предоставляют удобный интерфейс для просмотра запущенных процессов, аналогичный графическому диспетчеру задач.
Тем не менее, данные инструменты не всегда достаточно гибки, чтобы адекватно охватить все сценарии.
При вызове без аргументов результаты могут быть немного неполными:
ps
PID TTY TIME CMD
1017 pts/0 00:00:00 bash
1262 pts/0 00:00:00 ps
Эти данные отображают все процессы, связанные с текущим пользователем и терминальной сессией. Это имеет смысл, так как в данный момент с терминала запущены только команды bash and ps.
Чтобы получить более полную картину процессов данной системы, можно запустить следующее:
ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.2 24188 2120 ? Ss 14:28 0:00 /sbin/init
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 14:28 0:00 [kthreadd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 14:28 0:00 [ksoftirqd/0]
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S 14:28 0:00 [migration/0]
root 7 0.0 0.0 0 0 ? S 14:28 0:00 [watchdog/0]
root 8 0.0 0.0 0 0 ? S< 14:28 0:00 [cpuset]
root 9 0.0 0.0 0 0 ? S< 14:28 0:00 [khelper]
. . .
Эти параметры приказывают ps показать процессы, принадлежащие всем пользователям (вне зависимости от их терминала) в удобном формате.
Чтобы увидеть дерево, отображающее иерархические отношения, можно запустить команду с данными параметрами:
ps axjf
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
0 2 0 0 ? -1 S 0 0:00 [kthreadd]
2 3 0 0 ? -1 S 0 0:00 \_ [ksoftirqd/0]
2 6 0 0 ? -1 S 0 0:00 \_ [migration/0]
2 7 0 0 ? -1 S 0 0:00 \_ [watchdog/0]
2 8 0 0 ? -1 S< 0 0:00 \_ [cpuset]
2 9 0 0 ? -1 S< 0 0:00 \_ [khelper]
2 10 0 0 ? -1 S 0 0:00 \_ [kdevtmpfs]
2 11 0 0 ? -1 S< 0 0:00 \_ [netns]
. . .
Как можно видеть, процесс kthreadd отображен как порождающий относительно процесса ksoftirqd/0 и других.
Примечание об идентификаторах процессов (PID)
В Linux и Unix-подобных системах каждому процессу присвоен идентификатор (PID). Таким образом операционная система идентифицирует и отслеживает процессы.
Быстрый способ узнать PID процесса – использовать команду pgrep:
pgrep bash
1017
Это запросит идентификатор процесса и вернет его.
Первый порожденный при запуске процесс под названием init получает PID «1».
pgrep init
1
Данный процесс отвечает за порождение всех остальных процессов системы. Чем позже порожден процесс, тем больше будет присвоенный ему PID.
Родительский процесс – это процесс, ответственный за порождение другого процесса. Если порождающий процесс был прекращен, то дочерние процессы также прервутся. PID родительского процесса называется PPID.
PID и PPID можно увидеть в заголовках столбцов во многих приложениях управления процессами, включая top, htop и ps.
Любое общение между пользователем и операционной системой, связанное с процессами, предполагает перевод имен процессов в их идентификаторы и наоборот. Вот зачем утилиты сообщают PID.
Как отправлять сигналы процессам в Linux
Все процессы в Linux отвечают на сигналы.
Сигналы – способ завершить или изменить поведение программ на уровне ОС.
Как отправлять процессам сигналы при помощи PID
Наиболее распространенным способом передачи сигналов программам является команда kill.
Как и следовало ожидать, функциональность данной утилиты по умолчанию заключается в попытке завершить процесс:
kill PID_of_target_process
Это отправит всем процессам сигнал TERM. Данный сигнал приказывает процессу завершиться. Это позволяет программе выполнять операции по очистке и завершить работу без помех.
Если программа неисправна и не завершает работу при отправке сигнала TERM, можно усилить сигнал, передав сигнал KILL:
kill -KILL PID_of_target_process
Данный специальный сигнал отправляется не программе.
Вместо этого он передается ядру операционной системы, которое прерывает процесс. Это используется для блокировки программ, которые игнорируют сигналы, посылаемые им.
Каждый сигнал имеет ассоциированный номер, который можно передать вместо имени. К примеру, можно отправить «-15» вместо «-TERM» и «-9» вместо «-KILL».
Как использовать сигналы для других целей
Сигналы используются не только для завершения работы программ. Они также полезны для совершения других действий.
К примеру, многие демоны можно перезапустить при помощи сигнала отбоя HUP. Apache является одной из работающих по такому принципу программ.
sudo kill -HUP pid_of_apache
Вышеприведенная команда заставит Apache перезагрузить конфигурационный файл и возобновить обслуживание контента.
Чтобы просмотреть список всех сигналов, которые можно отправить с kill, наберите:
kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP
6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL 10) SIGUSR1
11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM
. . .
Как отправлять сигналы процессам по имени
Хотя отправлять сигналы процессам гораздо удобнее при помощи PID, существуют также методы отправки сигнала с помощью имен процессов.
Команда pkill работает почти также, как kill, но она действует от имени процесса:
pkill -9 ping
Команда, приведенная выше, является эквивалентом:
kill -9 `pgrep ping`
Чтобы послать сигнал каждому экземпляру определенного процесса, используйте команду killall:
killall firefox
Вышеуказанная команда отправит сигнал TERM каждому экземпляру firefox, запущенному на данном компьютере.
Как установить приоритеты процессов
Часто возникает необходимость установить, какие процессы имеют приоритет в серверной среде.
Некоторые процессы могут рассматриваться как критически важные, в то время как другие могут быть выполнены за счет остатка ресурсов.
Linux контролирует приоритеты с помощью значения под названием niceness.
Задачи с высоким приоритетом имеют низшее значение nice, так как они поглощают ресурсы. С другой стороны, задачи с низким приоритетом имеют высокое значение nice, так как они используют минимальное количество ресурсов.
При запуске команды top в начале статьи был выведен столбец, отмеченный как «NI». В нем указывается значение nice процесса:
top
Tasks: 56 total, 1 running, 55 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.0%us, 0.3%sy, 0.0%ni, 99.7%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Mem: 1019600k total, 324496k used, 695104k free, 8512k buffers
Swap: 0k total, 0k used, 0k free, 264812k cached
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1635 root 20 0 17300 1200 920 R 0.3 0.1 0:00.01 top
1 root 20 0 24188 2120 1300 S 0.0 0.2 0:00.56 init
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.11 ksoftirqd/0
В зависимости от системы, значение nice может варьироваться от «-19/-20» (наивысший приоритет) до «19/20» (самый низкий приоритет).
Чтобы запустить программу с определенным значением nice, можно использовать команду nice:
nice -n 15 command_to_execute
Это работает только при запуске новой программы.
Чтобы изменить значение nice программы, которая уже выполняется, нужно использовать инструмент renice:
renice 0 PID_to_prioritize
Примечание: в то время как nice работает с именем команды, renice вызывает PID процесса.
Итоги
Управление процессами – иногда достаточно сложная для новичков тема, так как используемые инструменты отличаются от их графических эквивалентов.
Однако концепции знакомы и интуитивно понятны, и, немного попрактиковавшись, их можно легко освоить. Поскольку процессы участвуют во всем, что касается компьютерной системы, очень важно научиться управлять ими.