Linux运维之进程管理和性能监控

1、Linux Process Management And Performance MonitoringMaJnXg2017.04.30目录概述- 1 -第一章 进程管理基础概念- 1 -1.1 什么是进程- 1 -1.2 进程的属性- 1 -1.2.1 PID：进程的ID号- 1 -1.2.2 PPID：父进程的PID- 1 -1.2.3 UID和EUID：真实和有效的用户ID- 1 -1.2.4 GID和EGID：真实和有效的组ID- 1 -1.2.5 谦让度和优先级- 2 -1.3 进程状态- 2 -1.4 进程查看及管理工具- 2 -第二章 进程管理类工具- 3 -2.1 监视进程：ps

2、命令- 3 -2.1.1 ps aux 查看进程的所有信息- 3 -1.2.2 ps lax显示进程的PPID和谦让度NI- 4 -1.2.3 ps ef显示进程的PPID- 4 -2.2 即时跟踪进程信息：top命令- 5 -2.2.1 top即时跟踪进程信息- 6 -2.3 像进程发生信号：kill命令- 7 -2.3.1 kill -9强制扼杀进程- 7 -2.4 调整进程的谦让度：nice和renice- 7 -2.4.1 nice命令- 7 -2.4.2 renice命令- 8 -第三章 内存监控类工具- 9 -3.1 vmstat命令- 9 -3.1.1 vmstat命令内容详解-

3、 9 -3.1.2 pmap命令：显示指定PID进程所占用的内存地址空间的使用情况- 10 -第四章 系统监控类工具- 11 -4.1 pcp工具- 11 -4.1.1 pcp安装及命令工具的使用- 11 -4.1.2 pcp启动- 11 -4.2 dstat命令- 11 -4.3 glances工具- 14 - 1 -概述无论是管理员和普通用户，监控系统进程的运行情况，并适当终止一些时空的进程是每天的例行事务（PS或许对windows的任务管理器非常熟悉），系统管理员可能还要兼顾到任务的重要的程度，并相应调整进程的优先策略。监控系统的各方面的性能，保障各类服务的有序运行，是运维工作的重要组成

4、部分，本篇主要介绍常用的系统监控命令和相关参数的说明。具体包含以下几个部分：1. 进程管理基础2. 进程管理类工具（ps、pstree、top、nice、renice、w、jobs、kill）3. 内存监控类工具（vmstat、pmap）4. 系统监控类工具（glances、dstat）- 15 -第一章 进程管理基础概念1.1 什么是进程进程是操作台的一种抽象概念，用来表示正在运行的程序。Liunx是一种多用户、多进程的操作系统，在Liunx的内核中，维护着一张表，这张表记录了当前系统中运行的所有进程的各种信息。Liunx内核会自动完成对进程的控制和调度。内核中的一些重要进程信息包括有：n

5、进程的内存地址n 进程的当前状态n 进程正在使用的资源n 进程的优先级（谦让度）n 进程的属主1.2 进程的属性一个进程包含有多个属性参数，这些参数决定了进程被处理后的顺序、能访问的资源等，这些信息对于系统管理员和程序管理员都是非常重要的。1.2.1 PID：进程的ID号Linux系统的用户都有一个唯一与其相对应的组ID（GID）和用户ID（UID）用来标识其身份的ID号；同样的，进程也有一个与其对应的ID号，被称作为PID。Liunx不仅自己使用PID来确定进程，还要求用户在管理进程时要提供相应的ID号。1.2.2 PPID：父进程的PID在Liunx中，所有的进程都必须由另一个进程创建（除

6、了在系统引导时，有内核自主创建并安装的进程）。当一个进程被创建时，创建它的那个进程被称作父进程，而这个进程则相应地被称作为子进程。子进程使用PPID指出谁是其父进程。1.2.3 UID和EUID：真实和有效的用户ID只有进程的创建者和root用户才有权利对改进程进行操作。于是，记录一个进程的创建者（属主）就显得非常重要。进程的UID就是其创建者的用户ID号，用于标识进程的属主。Liunx还为进程保存了一个“有效用户ID号”，被称作为EUID。这个特殊的UID号用来确定进程对某些资源和文件的访问权限。1.2.4 GID和EGID：真实和有效的组ID类似地，进程的GID是其窗帘这所属组的ID号。对

7、应于EUID，进程同样拥有一个EUID号，可以通过setgid程序来设置。当进程需要创建一个新文件时时候，这个文件将采用该进程的GID。1.2.5 谦让度和优先级进程的的优先级决定决定了其受到CUP“优待”的程度，优先级别高的进程能够更早地被处理或执行，且获得更多的处理的时间。Liunx内核会综合考虑一个进程的各种因素来决定其优先级别，这些因素包含了进程已经消耗的CPU时间、进程已经等待的时间等。用户可以通过设置进程的“谦让度”来影响内核的想法。“谦让度”和“优先级”刚好是一对相反的概念，高“谦让度”意味着低“优先级”，反之。表1-1 进程优先级参照表0-1391-99实时优先级100-139

8、用户可调度的优先级（数字越小，优先级越高）nice值-2019分别对应100-139，进程初始时nice默认都为0，普通用户只能调低自己的优先级，也就是加大自己的nice值，而管理员可以任意指定1.3 进程状态运行态：running，进程正在运行中就绪态：ready，可以运行但尚未被运行睡眠态：Sleeping可中断睡眠：interruptible，调度到CPU上可立即运行不可中断睡眠：uinterruptible，通常是指被IO阻塞的进程，等待IO满足之前无法继续运行僵死态：zombie，找不到归属，父进程没有回收改进程停止态：stopped，在听·暂停于内存中，不可被调度并运行1

9、.4 进程查看及管理工具在Liunx运维中常用到的进程查看和管理的工具主要有：pstree、ps、pidof、top、htop、glance、vmstat、dstat、kill、pkill、jobs、bg、fg、nohup等。第二章 进程管理类工具2.1 监视进程：ps命令ps命令即显示系统当前进程的运行情况，实际是将/proc/目录下的各个进程的相关信息转换为我们易读的模式展示出来。表2-1 ps命令常用选项与参数表参数说明-A显示多所有的进程，与-e具有同样的效果a与终端无关的所有进程u以用户为中心显示与用户相关的进程信息x通常与a一起使用，可列出较完整的信息常用的组合方式：ps ef 以

10、完整的信息显示所有进程的信息ps auxps axo2.1.1 ps aux 查看进程的所有信息 图2-1 ps uaxPs aux显示出来的参数的意义，见表2-2表2-2 ps aux命令产生进程信息的各字段含义表字段含义USER进程的创建者PID进程的ID号%CPU进程占用掉的CPU资源百分比%MEM进程占用的内存的百分比VSZ进程占用的虚拟内存大小RSS内存中页的数量（页是管理内存的单位，在PC上通常为4K）TTY进程所在终端的ID号STAT进程状态，常用字母代表的含义如下：R表正在运行/可运行 D表睡眠中（不可唤醒，通常在等待I/O设备）S表睡眠中（可以被唤醒）T表停止（由于收到信号被

11、跟踪） Z表僵进程（已经结束而没有释放系统资源的进程）常用的附加标志有：< 进程拥有比普通用户优先级高的优先级N 进程拥有比普通用户优先级低优先级L 有些页面被锁在内存中S 会话的先导进程START进程启动的时间TIME进程已经占有CPU的时间COMMAND命令和参数1.2.2 ps lax显示进程的PPID和谦让度NIps的另一组选项lax可以提供父进程ID（PPID）和谦让度（NI）。ps lax命令不会显示进程属主的用户名，因此可以提供更快的运行速度。Ps lax命令的输出，如图2-2所示。图2-2 ps lax1.2.3 ps ef显示进程的PPIDps ef显示出来的结果代表的

12、意义，如图2-3所示和表2-3所示图2-3 ps lax表2-3 ps -ef命令产生进程信息的各字段含义表字段含义UID进程的创建者的UIDPID进程号PPID进程的父进程ID号CCPU利用率，使用时间STTME进程启动的时间，指从什么时候启动的进程TTY登录者的终端位置，远程则显示pts/N，本地则显示ttyN，？表系统进程TTME进程实际花费CPU的运行时间，不是系统时间CMD触发此进程的命令2.2 即时跟踪进程信息：top命令top命令具有即时跟踪进程信息的功能。ps命令可以一次性的给出当前系统中进程信息的快照，但这样的信息往往缺乏时效性。当管理员需要实时监视进程运行情况时，就必须不停

13、的执行ps命令这样显然是缺乏效率的。为此，Linux提供了top命令用于即时跟踪当前系统的进程情况。表2-4 top命令常用选项与参数表参数说明-d 数字指定刷新时间间隔-n 数字显示多少次-b以批次显示top的刷新，要和-n数字一起使用备注进入top命令显示界面下常用的互交式的子命令：M键：可以按内存占用百分比大小排序P键：可以安装CPU占用百分比大小排序，默认此项T键：可以按累计占用CPU时长大小排序q键：退出top互交界面K键：可以kill某个进程，进入互交式杀死某个PID进程s键：可以指定刷新时间间隔，默认3s刷新一次W键：将结果保存到/root/.topr文件中l键：是否显示第一分栏

14、的负载信息t键：是否显示第一分栏的CPU负载信息m键：是否显示定义分栏的内存相关信息2.2.1 top即时跟踪进程信息图2-4 toptop显示出来的参数意义，见表2-4 表2-4 top命令产生进程信息的各字段含义表字段含义PID进程号USER进程发起者PR进程优先级，越小优先级越高NI进程的nice值，越小优先级越高VIRT进程需要的虚拟内存的大小，而非实际使用的虚拟内存的大小RES进程当前使用的内存的大小，不包括swapSHR进程与其他进程共享的内存大小，可以通过RES-SHR来计算进程所占用的物理内存大小S进程状态%CPUCPU的占用率%MEM内存的占用率TLME+CPU使用时间的累加

15、2.3 像进程发生信号：kill命令从本质上讲，kill命令只是用来箱进程发生一个信号好，至于这个信号是什么信号，则是又用户指定的。Kill命令经常用到的信号名称和意义，见表2-5表2-5 kill常用的信号信号编号信号名描述默认情况下执行的操作0EXIT程序退出时收到的改信号终止1HUP挂起终止2INT终端终止3QUIT退出终止9KILL杀死终止11SEGV段错误终止15TERM软件终止终止取决于硬件体系USER1用户定义终止取决于硬件体系USER1用户定义终止2.3.1 kill -9强制扼杀进程图2-5 kill -9 4564进程2.4 调整进程的谦让度：nice和renice2.4.

16、1 nice命令nice命令可以在启动程序时设置其谦让度。高谦让度意味着低优先级，因为程序会表现得很“谦让”；反过来，低谦让度（特别是谦让度为负值）的程序能够占用更多的CPU时间，拥有更高的优先级。谦让度的值应该在-20+19之间浮动。Nice命令通过接收一个-n参数增加程序的谦让度值，下面以不同的谦让度启动top程序，并使用ps lax命令观察其谦让度（NI）的值。图2-6 nice n 2 top 2.4.2 renice命令Renice命令是与nice命令相对的，renice命令可以在进程运行时调整其谦让度值。下面案例是将top程序的谦让度值调为12。图2-6 renice 12 p 4

17、909第三章 内存监控类工具3.1 vmstat命令直接运行vmstat，则会显示当前系统相关的使用信息，显示完成之后自动退出。vmstat语法vmstat 数字表示指定多少秒刷新一次，连续显示系统相关的信息，不会自动退出vmstat 数字1 数字2表示指定数字1的秒数刷新一次，连续显示数字2指定的次数后自动退出vmstat s显示内存使用的摘要统计信息3.1.1 vmstat命令内容详解图3-1 vmstat 2 5表3-1 vmstat命令意义详解字段含义procs：进程队列r：运行或等待CPU时间片的进程的个数（数值大，说明CPU不够用，或者跑的进程过多）b：不可中断睡眠的进程，被阻塞的

18、进程队列长度（通常为等待IO完成相应的应用）memory：内存的相关信息swpd：从物理内存交换到swap上的数据量大小（有值或者值大，说明物理内存不够用）free：未使用的物理内存大小buff：缓冲空间大小，通常与缓存写操作相关cache：缓存空间大小，通常与缓存读操作相关swap：swap分区相关信息si：swap in 从swap交换进行内存的数据速率，通常是速率，kb/sso:swap out 从你猜交换至swap的数据速率，通常是速率，kb/sio：跟磁盘IO相关的信息bi：block in 从块设备读入内存的数据量，通常是速率，kb/sbo：block out 从内存读出保存到块设

19、备的数据量，通常是速率，kb/ssystem：跟系统相关的信息in：中断发生速率，也就是每秒钟产生的中断次数cs：context switch 上下文切换，也就是进程切换的速率，也就是每秒钟切换的次数Cpu：跟cpu相关的信息（与top中的cpu的几个指标类似）us：用户控件占用的CPU百分比sy：系统内核控件占用的CPU百分比id：空闲的CPU百分比wa：等待IO完成所消耗的CPU百分比st：被偷走的CPU百分比（虚拟机偷走）3.1.2 pmap命令：显示指定PID进程所占用的内存地址空间的使用情况该命令的使用方法如：pmap 4909 显示PID为4909的进程所占用的内存的地址空间的情况

20、，也可以通过cat /proc/进程号/maps来查看，pmap世界就是抽取这个文件里面的信息进行显示，如图3-2所示。图3-2 pmap 4909第四章 系统监控类工具4.1 pcp工具PCP 工具是RHEL7/Centos7里引入的一个非常强大的性能分析监控工具，引用一下其官方站点及红帽官方的介绍：Performance Co-Pilot (PCP) is an open source, distributed, metrics gathering and analysis system. This includes coverage of activity in the areas of

21、: CPU, disk, memory, swapping, network, NFS, RPC, filesystems, and per-process statistics. 其可以提供GUI的观察平台，也可以通过提供数据给vector、grafana、webjs等前端平台，通过这些平台以web的形式将监控的结果展示出来。4.1.1 pcp安装及命令工具的使用#yum install pcp#yum install pcp pcp-system-tools#yum y install pcp-gui#yum install pcp-webapp-vector pcp-webapi4.1.

22、2 pcp启动# systemctl enable pmcd# systemctl start pmcd.service# firewall-cmd -add-port=44321/tcp -permanent# firewall-cmd reload# systemctl start pmcd pmwebd# systemctl enable pmcd pmwebd4.2 dstat命令功能：对系统各类资源进行统计，可以实时监控CPU、磁盘、网络、IO、内存等使用情况 语法：dstat -afv options. delay count选项：-c：显示CPU系统占用，用户占用，空闲，等待，中断，软件中断等信息。-C：当有多个CPU时候，此参数可按需分别显示cpu状态，例：-C 0,1 是显示cpu0和cpu1的信息。-d：显示磁盘读写数据大小。-D sda,sdb,total：显示指定磁盘的使用情况-n：显示网络状态。-N eth1,total：有多块网卡时，指定要显示的网卡。-l：显示系统负载情况。-m：显示内存使用情况。g：显示内存页面使用情况，显示的是速率数据。p：显示进程相关统计数据状态。-s：显示swap交换分区使用情况。-S：类似