服务器操作系统的配置与管理（银河麒麟Kylin）课件 项目5 系统初始化与进程管理

*职业教育计算机网络技术专业校企互动应用型系列教材服务器操作系统的配置与管理（银河麒麟Kylin）*项目5系统初始化与进程管理

服务器操作系统的配置与管理（银河麒麟Kylin）*项目描述A公司是一家拥有上百台服务器的系统集成服务公司。该公司的网络管理员众多，作为一名Linux操作系统管理员，了解操作系统初始化与进程管理是非常重要的工作。操作系统初始化是实现操作系统控制的第一步，也是体现操作系统优劣的重要部分。了解Linux操作系统的初始化及启动和执行的过程，对于进一步掌握Linux操作系统，解决相关启动问题是十分有帮助的。进程是程序在计算机中的一次运行活动，也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。只要运行程序就会启动进程。Linux操作系统创建新的进程时，会为其指定一个唯一的编号，即PID（ProcessID，进程号），并以此区分不同的进程。通过进程管理，用户可以了解操作系统执行的状态及各程序占用资源的多少等情况，判断操作系统的性能是否正常。本项目主要介绍Linux操作系统的初始化过程，查看和管理进程的方法，包括启用进程和停止进程及任务调度的方法等。

项目5系统初始化与进程管理

*项目5系统初始化与进程管理

*任务5.1系统初始化项目5系统初始化与进程管理

任务描述Y公司购置了服务器并安装了Kylin操作系统，现网络管理员小赵需要了解系统初始化的完整过程、管理服务器后台运行的应用程序并进行高效的进程管理。任务5.1系统初始化任务要求

小赵在系统维护过程中，需要经常查看服务器在启动时遇到的问题、查看服务进程等。这些操作对于网络管理员来说是非常有必要进行的，具体要求如下所示。（1）查看Kylin服务器当前的默认执行级别。（2）将多用户的图形界面切换为文本界面。（3）设置Kylin服务器的默认执行级别为文本界面。（4）查看Kylin服务器的启动时间。（5）修改Kylin服务器的主机名为ns1。（6）将Kylin服务器的当前时区修改为Asia/Beijing（亚洲/北京）。（7）将Kylin服务器的键盘布局修改为en。（8）查看Kylin服务器的当前登录用户。（9）查看Kylin服务器的本地系统设置信息。任务5.1系统初始化知识链接1．认识系统初始化操作系统初始化可分为两个阶段：引导和启动。引导阶段是从开机到内核完成初始化的过程，执行systemd进程；启动阶段在基本环境已经设置好的基础上，建立用户终端，显示用户登录界面。（1）引导阶段。①引导阶段的过程。POST（PowerOnSelfTest，加电自检）→BIOS（BasicInputOutputSystem，基本输入输出系统）→加载对应引导盘上的MBR→MBR设置加载其BootLoader→内核初始化→initrd（Linux的初始RAM磁盘，是在系统引导过程中挂载的一个临时根文件系统）→systemd进程加载。任务5.1系统初始化知识链接②引导阶段的具体描述。当打开计算机电源，听到“嘀”的一声时，操作系统进入引导阶段。首先检测计算机的硬件设备是否存在故障，如CPU、内存、显卡、主板等，若存在故障，则会停机或显示报警信息；若没有故障，则操作系统完成自检任务。完成自检任务后，操作系统读取BIOS，按照BIOS中设置的流程启动设备，若检测通过，则读取引导盘上的MBR，这时操作系统根据启动区安装的引导加载程序（BootLoader）开始执行核心识别的任务。GRUB（GRandUnifiedBootLoader）是一个用于寻找操作系统内核并加载其到内存的智能程序，GRUB读取完毕后，加载选定的内核文件到内存中，内核文件将自行解压，一旦内核文件解压完成，就会加载systemd进程，并将控制权转移到systemd进程中，引导阶段完成。

任务5.1系统初始化知识链接需要注意的是，RockyLinux8.6操作系统使用systemd进程替换了SystemVinit进程，不再使用新版的inittab，转而使用全新的systemd初始化进程服务来进行设置，有利于在进程启动过程中更有效地引导加载服务。

（2）启动阶段。启动阶段紧随引导阶段之后，该阶段主要通过systemd进程挂载、访问配置文件，使Linux进入可操作状态，并能够执行功能性任务。任务5.1系统初始化知识链接2．systemd初始化进程Kylin操作系统采用的是systemd进程服务，因此没有“运行级别”这个概念。Kylin操作系统在启动时需要进行大量的初始化工作，如挂载文件系统和交换分区、启动各类进程服务等，这些初始化工作可以被看作一个个的单元（Unit）。systemd进程用目标（target）代替了SystemVinit运行级别的概念，SystemVinit运行级别与systemd目标的区别及作用如表5.1.1所示。任务5.1系统初始化知识链接任务5.1系统初始化知识链接如果想要将操作系统默认的运行目标修改为“多用户、无图形”模式，那么可直接使用ln命令把多用户模式目标文件连接/etc/systemd/system/目录或使用set-default命令设置，可以使用get-default命令获取当前默认的目标，如例5.1.1所示。任务5.1系统初始化知识链接3．systemd服务控制服务控制就是管理Linux后台运行的应用程序，用户在Linux操作系统中进行操作时，不可避免地会涉及对服务的控制。systemd是Linux操作系统和服务的管理器，它是后台服务系统中PID为1的进程，其功能不仅包括启动系统，还包括接管后台服务、状态查询、日志归档、设备管理、电源管理、定时任务管理等，且支持有特定事件（如插入特定USB设备）和特定接口数据触发的on-demand（按需）任务。systemd的优点是功能强大、使用方便，缺点是体系庞大、非常复杂。任务5.1系统初始化知识链接systemd对应的进程管理命令是systemctl，用于取代service和chkconfig命令。systemctl命令主要用来管理Linux操作系统中的各种服务，其基本语法格式如下所示。systemctl[选项]命令[名称]其中，systemd命令的作用主要包括查看状态（status）、开启（start）、关闭（stop）、重启（restart）、开启开机自启动（enable）、禁止开机自启动（disable）等。在CentOS6操作系统中使用service、chkconfig等命令来管理系统服务，而在RockyLinux8.6操作系统中使用systemctl命令来管理服务。service命令与systemctl命令的对比及其作用见表5-1-2，chkconfig命令与systemctl命令的对比及其作用见表5-1-3，后续项目中会经常用到它们，这里以常用的SSH服务的sshd进程为例。任务5.1系统初始化知识链接任务5.1系统初始化知识链接Kylin操作系统版本提供了systemctl命令来管理网络服务。systemctl命令的基本用法如例5.1.2所示。任务5.1系统初始化知识链接4．常用的systemd命令除了systemctl命令，systemd还提供了其他的一些命令，如systemd-analyze、hostnamectl及localectl命令等。了解和掌握这些常用命令，对于网络管理员来说是非常必要的。（1）systemd-analyze命令。systemd-analyze命令用来分析系统启动时的性能，其基本语法格式如下所示。systemd-analyze[选项]子命令

任务5.1系统初始化知识链接

systemd-analyze命令的常用选项及其功能见表5-1-4。任务5.1系统初始化知识链接与systemctl命令一样，systemd-analyze命令也提供了一些子命令，systemd-analyze命令的常用子命令及其功能见表5-1-5。systemd-analyze命令的基本用法如例5.1.3所示。任务5.1系统初始化知识链接（2）hostnamectl命令。用户可以使用hostnamectl命令查看或者修改主机名，并将其直接写入/etc/hostname文件中。使用hostnamectl命令修改主机名如例5.1.4所示。例5.1.4：使用hostnamectl命令修改主机名任务5.1系统初始化知识链接（3）localectl命令。localectl命令可以查看或修改当前操作系统的区域和键盘布局。在计算机中，区域一般至少包括语言和地区两部分。不含任何参数和选项的localectl命令会输出当前操作系统的区域信息。localectl命令输出和修改当前系统的区域信息如例5.1.5所示。任务5.1系统初始化知识链接（4）timedatectl命令。timedatectl命令用于查看或者修改当前操作系统的时区设置。查看和修改当前系统的时区如例5.1.6所示。例5.1.6：查看和修改当前系统的时区

任务5.1系统初始化知识链接

（5）loginctl命令。该命令用于查看当前登录的用户，其语法格式如下所示。loginctl子命令loginctl命令提供了一些常用的子命令，loginctl命令的常用子命令及其功能见表5-1-6。任务5.1系统初始化知识链接任务5.1系统初始化loginctl命令的基本用法如例5.1.7所示。例5.1.7：loginctl命令的基本用法知识链接使用list-uses子命令可以简单地列出当前系统中的用户及其ID，如例5.1.8所示。例5.1.8：loginctl命令的基本用法-列出当前系统中的用户及其ID任务5.1系统初始化知识链接如果要进一步了解某个用户的详细信息，那么可以使用show-user子命令，如例5.1.9所示。例5.1.9：loginctl命令的基本用法-列出用户的详细信息

任务5.1系统初始化任务实施（1）查看Kylin服务器系统当前的默认执行级别，实施命令如下所示。（2）将多用户的图形界面切换到文本界面，实施命令如下所示。（3）设置Kylin服务器的默认执行级别为文本界面，实施命令如下所示。

任务5.1系统初始化任务实施（4）查询Kylin服务器系统的启动时间，实施命令如下所示。（5）修改Kylin服务器系统的主机名为ns1，实施命令如下所示。（6）将Kylin服务器的当前时区修改为Asia/Beijing（亚洲/北京）。

任务5.1系统初始化任务实施（7）将Kylin服务器的键盘布局修改为en，实施命令如下所示。任务5.1系统初始化任务实施（8）查看Kylin服务器的当前登录用户，实施命令如下所示。任务5.1系统初始化任务实施（9）查看Kylin服务器的本地系统设置信息，实施命令如下所示。任务5.1系统初始化任务小结（1）了解系统初始化的执行过程，对于进一步掌握Kylin操作系统，解决相关启动问题是很有帮助的。（2）systemd为系统的启动和管理提供了一套完整的解决方案。注意，systemd不仅是初始化进程，它还包含许多其他的功能模块。任务5.1系统初始化*任务5.2进程管理项目5系统初始化与进程管理

任务描述

Y公司的网络管理员小赵在日常管理工作中，需要经常查看系统的进程并进行管理；定制不同运行级别下自动启动的服务和进程；根据工作要求设置系统在某个时间点执行特定的命令或进程，以减轻维护工作量。任务5.2进程管理

任务要求

使用Kylin操作系统可以有效地管理和跟踪进程。在Kylin操作系统中，启动、停止、终止及恢复进程的过程称为进程管理。Kylin操作系统提供了许多命令，可以让用户高效地管理进程。具体要求如下所示。（1）查看tomcat进程，并结束整个进程。（2）查询user1用户的进程。（3）使用vim编辑器编辑1.txt文件，按Ctrl+Z组合键将vim进程挂起，切换至后台，查看后台作业，再将后台作业切换回前台。（4）设置user1用户在每周星期一、星期三早上4点将/home/user1目录下的所有文件压缩至/bak目录下，并命名为user1.tar.gz。（5）设置在2022年12月31日23点59分时向所有登录用户发送信息“HappyNewYear！”。任务5.2进程管理知识链接1.认识进程

进程由程序产生，但进程不是程序。进程与程序的区别在于程序是一系列命令的集合，是静态的，可以长期保存；进程是程序的一次运行过程，是动态的，只能短暂存在，它动态地产生、变化和消亡。

进程具有独立性、动态性与并发性的特点，进程具有自己的生命周期和各种不同的状态。

任务5.2进程管理知识链接2.进程的状态通常操作系统将进程分为三种基本状态。（1）就绪状态。就绪状态指的是当进程分配到除CPU以外的所有必要资源后，只要再获得CPU，便可立即执行的状态。在一个操作系统中，将处于就绪状态的进程排成一个队列，即就绪队列。（2）执行状态。执行状态指的是进程已获得CPU而正在执行的状态。在单处理器操作系统中，处于执行状态的进程只有一个；在多处理器操作系统中，处于执行状态的进程有多个。任务5.2进程管理知识链接（3）阻塞状态。阻塞状态指的是正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时的状态，又称为等待状态或封锁状态。导致进程阻塞的典型事件有I/O请求、申请缓冲空间等。通常将这种处于阻塞状态的进程也排成一个队列。有的操作系统则根据阻塞原因的不同，把处于阻塞状态的进程排成多个队列。处于就绪状态的进程，在调度程序为其分配了CPU后，该进程便可执行，相应地，它就由就绪状态转为执行状态。正在执行的进程也称为当前进程，如果因分配给它的时间片已用完而暂停执行，那么该进程便由执行状态又回到就绪状态；如果因发生某事件而使进程的执行受阻（例如，进程请求访问某临界资源，而该资源正被其他进程访问），无法继续执行，那么该进程将由执行状态转为阻塞状态。任务5.2进程管理知识链接任务5.2进程管理3．进程的优先级在Kylin操作系统中，进程的优先级对于操作系统的性能和响应时间至关重要。进程的优先级决定了该进程在操作系统资源分配中所占的比例。哪些进程先执行，哪些进程后执行，都由进程优先级来控制。因此，配置进程优先级对多任务环境的Linux操作系统很有用，可以更好地管理和优化操作系统的性能。知识链接4.

进程管理相关命令

在Kylin操作系统中，启动、停止、终止及恢复进程的过程称为进程管理。Linux提供了许多命令可用于查看、管理系统进程，能让用户高效管理进程。下面介绍几个常用的进程管理类命令。（1）ps命令。ps命令可用于查看当前系统进程执行的情况，其基本语法如下所示。ps[选项]

任务5.2进程管理知识链接ps命令是最常用的监控进程的命令，通过此命令可以查看系统中所有运行进程的详细信息。ps命令的常用选项及其功能见表5-2-1。任务5.2进程管理知识链接ps命令的基本用法如例5.2.1所示。例5.2.1：ps命令的基本用法任务5.2进程管理知识链接（2）top命令。ps命令可以一次性显示出当前系统中进程状态，但使用此方式得到的信息缺乏时效性，top命令可以动态地持续监听进程的运行状态，top命令的基本语法如下所示。top[选项]top命令除了显示每个进程的详细信息外，还可以显示系统硬件资源的占用情况。top命令的常用选项及其功能见表5-2-2。任务5.2进程管理知识链接top命令的基本用法如例5.2.2所示。例5.2.2：top命令的基本用法任务5.2进程管理知识链接（3）前台及后台进程切换。在命令的尾部输入“&”，可把命令转到后台运行，而不影响终端窗口的操作。后台运行命令如例5.2.3所示。例5.2.3：后台运行命令任务5.2进程管理知识链接jobs命令用于显示任务列表及任务状态，包括后台运行的任务。bg命令将后台处于暂停状态的进程重新进入运行状态。fg命令将后台的进程恢复到前台继续运行。jobs、bg及fg命令的基本用法如例5.2.4所示。任务5.2进程管理知识链接（4）kill命令。kill命令会向操作系统内核发送一个信号（多是终止信号）和目标进程的PID，然后操作系统内核根据收到的信号类型，对指定进程进行相应的操作。kill命令的基本语法如下所示。

kill[选项]pidkill命令的常用选项及其功能见表5-2-3。

任务5.2进程管理知识链接使用kill-l命令可列出所有可用信号，而最常用的三种信号如下所示。①1（HUP）：重新加载进程。②9（KILL）：杀死一个进程。③15（TERM）：正常停止一个进程。kill命令的基本用法如例5.2.5所示。

例5.2.5：kill命令的基本用法任务5.2进程管理知识链接（5）free命令。free命令用于查看操作系统的内存状态，包括可用和已用的物理内存、交换内存和内核缓冲区内存。free命令的基本语法如下所示。

free[选项]free命令的常用选项及其功能见表5-2-4。任务5.2进程管理知识链接使用不带参数的free命令查看操作系统内存状态的示例，如例5.2.6所示。使用带参数的free命令查看操作系统内存状态的示例，如例5.2.7所示。任务5.2进程管理知识链接（6）nice命令。nice命令用来调整进程的优先级，nice命令共有40个等级，从-20（最高优先级）～19（最低优先级）。数值越小，优先级越高；数值越大，优先级越低。需要注意的是，只有管理员用户root才有权调整-20～19范围内的优先级，而普通用户只能调整0～19范围内的优先级。nice命令的基本语法如下所示。

nice[选项]命令nice命令的常用选项及其功能见表5-2-5。任务5.2进程管理知识链接nice命令的基本用法如例5.2.8所示。任务5.2进程管理知识链接（7）renice命令。renice命令与nice命令一样，都用于修改进程的优先级，它们之间的区别在于nice命令修改的是即将运行的进程的优先级，而renice命令修改的是正在运行的进程的优先级。renice命令的基本语法如下所示。

renice优先级数值选项renice命令的常用选项及其功能见表5-2-6。任务5.2进程管理知识链接renice命令的基本用法如例5.2.9所示。例5.2.9：renice命令的基本用法任务5.2进程管理知识链接5．周期性任务调度同Windows操作系统中的用户可以指定计划任务一样，在Linux操作系统中，用户也可以设置计划任务，让操作系统能够定期执行或在指定的时间执行一些进程，以达到自动执行任务的目的，crontab和at这两条命令可以实现这些功能。（1）cron服务和crontab命令。cron是Linux操作系统中用来周期性地执行某个任务或等待处理某些时间的一个服务，cron服务在安装完Linux操作系统时会默认安装，并且会自动启动cron服务，cron服务每分钟会定期检查Linux操作系统是否有要执行的任务，若有，则自动执行该任务。cron服务的后台守护进程是crond，因此，在启动、停止cron服务和查询cron服务状态时要以crond为参数。任务5.2进程管理知识链接①crontab文件。Linux操作系统下的任务调度分为两类：操作系统任务调度和用户任务调度（某个用户定期执行的任务调度）。其中，操作系统任务调度指系统周期性执行的任务，如写缓存数据到硬盘、日志清理等。在/etc/目录下有一个crontab文件，它是操作系统任务调度的配置文件。crontab文件的含义：在用户建立的crontab文件中，每行都代表一个任务，每行的每个字段代表一项设置，它分为6个字段，前5个字段是时间设置段，第6个字段是要执行的命令段，格式如下所示。

*****命令crontab文件前5个“*”的含义见表5-2-7。任务5.2进程管理知识链接crontab文件内容如例5.2.10所示。例5.2.10：crontab文件内容任务5.2进程管理知识链接关于crontab文件，需要注意以下几点。●所有字段不能为空，字段之间用空格隔开。●若不指定字段内容，则需要输入“*”通配符，表示全部。例如，在day字段输入“*”，表示每天都执行。●可以使用“-”表示一段时间，如在day字段输入“6-9”，则每个月的6～9日都要执行指定的命令。●如果不是连续的日期或者时间可用“，”隔开，如day字段输入“6,9”表示每个月6日和9日执行。●可以使用“*/”来表示每隔多长时间执行，如在minute字段输入“*/5”表示每5分钟执行一次命令。●日期和星期只需要有一个匹配即可执行指定命令，但是其他字段必须完全匹配才可以执行相关命令。任务5.2进程管理知识链接②crontab