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Linux 进程管理

进程是正在运行的程序实例。本章将介绍如何查看、管理和控制进程。

进程基础​

什么是进程？​

进程是程序的一次执行过程，包括：

  • PID：进程 ID，唯一标识一个进程
  • PPID：父进程 ID
  • UID：运行进程的用户 ID
  • 状态：运行、睡眠、停止、僵尸等
  • 优先级：决定 CPU 调度顺序

进程状态​

状态说明
R (Running)正在运行或准备运行
S (Sleeping)睡眠状态，等待事件
D (Disk Sleep)不可中断的睡眠
Z (Zombie)僵尸进程，已结束但未被回收
T (Stopped)已停止
I (Idle)空闲状态

查看进程​

ps - 查看进程状态​

ps                # 显示当前终端的进程
ps aux            # 显示所有进程的详细信息
ps -ef            # 标准格式显示所有进程
ps -u username    # 显示指定用户的进程
ps -p PID         # 显示指定 PID 的进程
ps -C process_name # 显示指定名称的进程
ps aux --sort=-%mem   # 按内存使用排序
ps aux --sort=-%cpu   # 按 CPU 使用排序

输出字段解释：

ps aux
# USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
# root         1  0.0  0.1 169424 11200 ?        Ss   Mar15   0:05 /sbin/init
字段含义
USER进程所有者
PID进程 ID
%CPUCPU 使用率
%MEM内存使用率
VSZ虚拟内存大小（KB）
RSS实际物理内存（KB）
TTY终端
STAT进程状态
START启动时间
TIME累计 CPU 时间
COMMAND命令名称

解释：

  • ps aux 是最常用的组合，a 显示所有用户进程，u 显示用户信息，x 显示无终端进程
  • STAT 列可能包含额外字符：<（高优先级）、N（低优先级）、L（有锁定页面）、s（会话领导者）、+（前台进程组）

top - 动态查看进程​

top              # 启动 top
top -u username  # 只显示指定用户的进程
top -p PID       # 只显示指定进程
top -d 5         # 设置刷新间隔为 5 秒

交互命令：

快捷键功能
q退出
h帮助
k终止进程（输入 PID）
r修改优先级
M按内存排序
P按 CPU 排序
T按时间排序
c显示完整命令
1显示各 CPU 核心使用率
z彩色显示

解释：top 是实时监控的首选工具，按 M 或 P 可以快速找到占用资源最多的进程。

htop - 增强版进程查看器​

# 安装
sudo apt install htop    # Ubuntu/Debian
sudo yum install htop    # CentOS/RHEL

htop              # 启动 htop
htop -u username  # 只显示指定用户

特点：

  • 彩色显示，更直观
  • 支持鼠标操作
  • 可以直接操作进程（终止、修改优先级）
  • 显示 CPU 核心负载条

pgrep - 按名称查找进程​

pgrep nginx          # 查找 nginx 进程的 PID
pgrep -l nginx       # 显示进程名
pgrep -u root nginx  # 查找 root 用户的 nginx 进程
pgrep -P PPID        # 查找指定父进程的子进程

pidof - 查找进程 PID​

pidof nginx          # 查找 nginx 进程的 PID
pidof -s nginx       # 只返回一个 PID

pstree - 显示进程树​

pstree           # 树形显示进程
pstree -p        # 显示 PID
pstree -u        # 显示用户
pstree -h        # 高亮当前进程及其祖先
pstree PID       # 显示指定进程的子树

终止进程​

kill - 发送信号​

kill PID             # 发送 TERM 信号（默认）
kill -9 PID           # 发送 KILL 信号（强制终止）
kill -15 PID          # 发送 TERM 信号（优雅终止）
kill -l               # 列出所有信号
kill -SIGNAL PID      # 发送指定信号

常用信号：

信号数字说明
SIGHUP1挂起（重新读取配置）
SIGINT2中断（Ctrl+C）
SIGQUIT3退出
SIGKILL9强制终止（不可捕获）
SIGTERM15终止（默认，可捕获）
SIGCONT18继续
SIGSTOP19停止
SIGUSR110用户自定义信号1

解释：

  • SIGTERM（15）是默认信号，进程可以捕获并做清理工作后退出
  • SIGKILL（9）是强制终止，进程无法捕获，可能导致数据丢失
  • 应该先尝试 SIGTERM，只有在进程无响应时才使用 SIGKILL

killall - 按名称终止进程​

killall nginx        # 终止所有 nginx 进程
killall -9 nginx     # 强制终止
killall -u user nginx  # 终止指定用户的 nginx 进程
killall -i nginx     # 交互式终止

pkill - 按模式终止进程​

pkill nginx          # 终止 nginx 进程
pkill -u user        # 终止指定用户的所有进程
pkill -f "python script.py"  # 匹配完整命令行
pkill -9 nginx       # 强制终止

后台进程​

& - 后台运行​

command &            # 在后台运行命令
nohup command &      # 忽略挂断信号，退出终端后继续运行
nohup command > output.log 2>&1 &  # 重定向输出

jobs - 查看后台任务​

jobs                 # 列出当前 shell 的后台任务
jobs -l              # 显示 PID

fg/bg - 前后台切换​

fg %1                # 将任务 1 切换到前台
bg %1                # 将任务 1 切换到后台
Ctrl+Z               # 暂停当前前台任务

disown - 移除任务​

disown %1            # 从 jobs 中移除任务
disown -h %1         # 标记任务不受 SIGHUP 影响

进程优先级​

nice - 以指定优先级启动​

nice -n 10 command   # 以优先级 10 启动（较低）
nice -n -5 command   # 以优先级 -5 启动（较高，需要 root）

解释：

  • 优先级范围：-20（最高）到 19（最低）
  • 默认优先级为 0
  • 普通用户只能设置正数（降低优先级）
  • Root 用户可以设置负数（提高优先级）

renice - 修改运行中进程的优先级​

renice 5 -p PID      # 修改进程优先级
renice 5 -u username # 修改用户所有进程的优先级
renice 5 -g groupname # 修改组所有进程的优先级

系统监控​

free - 查看内存​

free              # 显示内存使用情况
free -h           # 人性化显示
free -m           # 以 MB 为单位
free -s 5         # 每 5 秒刷新一次

输出解释：

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7.7G        2.1G        3.2G        256M        2.3G        5.0G
Swap:          2.0G          0B        2.0G
字段含义
total总内存
used已使用
free空闲
shared共享内存
buff/cache缓冲/缓存
available可用内存（考虑可回收缓存）

解释：Linux 会积极使用内存做缓存，所以 available 比单纯的 free 更能反映实际可用内存。

vmstat - 系统状态​

vmstat           # 显示系统状态
vmstat 5         # 每 5 秒刷新
vmstat 5 3       # 刷新 3 次

iostat - I/O 状态​

iostat           # 显示 CPU 和 I/O 统计
iostat -x        # 详细统计
iostat 5         # 每 5 秒刷新

netstat - 网络状态​

netstat -tulpn   # 显示监听的端口
netstat -an      # 显示所有连接
netstat -rn      # 显示路由表

ss - 替代 netstat​

ss -tulpn        # 显示监听的端口
ss -s            # 显示统计摘要
ss -an           # 显示所有连接

lsof - 列出打开的文件​

lsof -i :80      # 查看占用 80 端口的进程
lsof -u username # 查看用户打开的文件
lsof -p PID      # 查看进程打开的文件
lsof /var/log/syslog  # 查看打开日志文件的进程

uptime - 系统运行时间​

uptime
# 10:30:45 up 5 days, 3:21, 2 users, load average: 0.50, 0.30, 0.10

解释：

  • up 5 days：运行 5 天
  • 2 users：当前登录用户数
  • load average：系统负载（1分钟、5分钟、15分钟平均值）
  • 负载值接近 CPU 核心数时系统比较繁忙

w - 显示登录用户​

w
# 10:30:45 up 5 days, 3:21, 2 users, load average: 0.50, 0.30, 0.10
# USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
# user     pts/0    192.168.1.100    10:00    5.00s  0.10s  0.00s w

定时任务​

crontab - 定时任务管理​

crontab -l        # 列出当前用户的定时任务
crontab -e        # 编辑定时任务
crontab -r        # 删除所有定时任务
crontab -u user -l  # 列出指定用户的定时任务（需要 root）

cron 表达式：

* * * * * command
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └─ 星期几 (0-7, 0 和 7 都是周日)
│ │ │ └─── 月份 (1-12)
│ │ └───── 日期 (1-31)
│ └─────── 小时 (0-23)
└───────── 分钟 (0-59)

示例：

# 每分钟执行
* * * * * /path/to/script.sh

# 每小时执行
0 * * * * /path/to/script.sh

# 每天凌晨 2 点执行
0 2 * * * /path/to/script.sh

# 每周一早上 8 点执行
0 8 * * 1 /path/to/script.sh

# 每月 1 号凌晨执行
0 0 1 * * /path/to/script.sh

# 每 5 分钟执行
*/5 * * * * /path/to/script.sh

# 工作日早上 9 点执行
0 9 * * 1-5 /path/to/script.sh

at - 一次性定时任务​

at 10:30          # 在 10:30 执行
at now + 1 hour   # 1 小时后执行
at 10:30 tomorrow # 明天 10:30 执行
atq               # 列出待执行任务
atrm JOB_NUMBER   # 删除任务

实践案例​

查找并终止占用端口的进程​

# 查找占用 8080 端口的进程
sudo lsof -i :8080
# 或
sudo netstat -tulpn | grep 8080

# 终止进程
sudo kill -9 PID

查找 CPU 使用率最高的进程​

# 使用 top
top -o %CPU

# 使用 ps
ps aux --sort=-%cpu | head -10

查找内存使用最高的进程​

# 使用 top
top -o %MEM

# 使用 ps
ps aux --sort=-%mem | head -10

后台运行长期任务​

# 使用 nohup
nohup ./long_task.sh > output.log 2>&1 &

# 使用 screen
screen -S task
./long_task.sh
# Ctrl+A+D 分离会话
screen -r task  # 重新连接

# 使用 tmux
tmux new -s task
./long_task.sh
# Ctrl+B+D 分离会话
tmux attach -t task  # 重新连接

小结​

本章我们学习了：

  1. 进程的概念和状态
  2. 查看进程（ps、top、htop、pgrep、pstree）
  3. 终止进程（kill、killall、pkill）
  4. 后台进程管理（&、nohup、jobs、fg/bg）
  5. 进程优先级（nice、renice）
  6. 系统监控（free、vmstat、iostat、netstat、lsof）
  7. 定时任务（crontab、at）

练习​

  1. 使用 ps 查看当前系统运行的所有进程
  2. 使用 top 找出占用内存最多的进程
  3. 后台运行一个命令，然后将其切换到前台
  4. 创建一个 crontab 任务，每分钟输出当前时间到文件
  5. 查找并解释 /var/log/syslog 文件被哪个进程使用
  6. 使用 nice 以较低优先级运行一个命令