Linux - Process Manipulation

Created by : Mr Dk.

2021 / 05 / 29 10:19

Hangzhou, Zhejiang, China

ps aux

使用 ps aux 命令可以查看进程的相关信息：

$ ps aux
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           1  0.0  0.5 168344 11548 ?        Ss   Mar06   1:02 /lib/systemd/systemd --system --deserialize
root           2  0.0  0.0      0     0 ?        S    Mar06   0:00 [kthreadd]
root           3  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Mar06   0:00 [rcu_gp]
root           4  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Mar06   0:00 [rcu_par_gp]
root           6  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Mar06   0:00 [kworker/0:0H-kblockd]
root           9  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Mar06   0:00 [mm_percpu_wq]
root          10  0.0  0.0      0     0 ?        S    Mar06   0:35 [ksoftirqd/0]
root          11  0.0  0.0      0     0 ?        I    Mar06  12:36 [rcu_sched]
root          12  0.0  0.0      0     0 ?        S    Mar06   0:25 [migration/0]
root          13  0.0  0.0      0     0 ?        S    Mar06   0:00 [idle_inject/0]
root          14  0.0  0.0      0     0 ?        S    Mar06   0:00 [cpuhp/0]
root          15  0.0  0.0      0     0 ?        S    Mar06   0:00 [kdevtmpfs]
root          16  0.0  0.0      0     0 ?        I<   Mar06   0:00 [netns]
root      232461  0.0  0.2 169736  4332 ?        S    23:25   0:00 (sd-pam)
root      232481  2.3  0.2  12992  6092 pts/0    Ss   23:25   0:00 -zsh
root      232502  0.0  0.1  11492  3228 pts/0    R+   23:25   0:00 ps aux

其中：

  • USER 表示用户名
  • PID 表示当前进程号
  • %CPU 表示进程使用的 CPU 百分比
  • %MEM 表示进程使用的内存百分比
  • VSZ 表示内存使用的虚拟内存 (Kb)
  • RSS 表示进程占用的固定内存量 (Kb)
  • TTY 表示进程绑定的终端
  • STAT 表示进程的状态
    • R (Running) - 正在运行或处于就绪队列中
    • S (Sleeping) - 睡眠中，正等待信号
    • I (Idle) - 空闲
    • Z (Zombie) - 进程已僵死，终止但 pid 依旧存在
    • D (Uninterruptible Sleeping) - 不可中断睡眠 (一般正在 I/O)
    • T (Terminated) - 收到终止信号后终止运行的进程
    • P - 等待 swap
    • ...
  • START 表示进程启动的时间和日期
  • TIME 进程使用的总 CPU 时间
  • COMMAND 执行的命令

骚操作

今天需要 SSH 连接到开发机上完成一个很耗时的工作：用 pgbench 向 PostgreSQL 导入数据 (3h 左右)。但是 SSH 连接一旦断开，导入数据就会失败。想到的方法是直接在开发机上 nohup，并以后台模式 (%) 运行。但是有一个问题：pgbench 命令启动后，需要人为输入一个密码 (连接到数据库) 才能继续进行。如果后台运行 pgbench，那么进程将一直挂起等待密码输入。这可咋整？

骚操作：

  1. 前台执行 pgbench，并手动输入密码
  2. 按下 Ctrl + Z，这会使一个正在交互执行 (前台) 命令被换到后台，并处于暂停状态 (上述 S 状态)
  3. 使用 bg 命令使后台暂停的进程继续执行

在第一步前台执行命令时，可以将命令的 stdout 和 stderr 重定向到一个日志文件中。在该进程在后台继续执行后，通过观察日志文件，可以看到进程的实时输出。

Signals

Linux 的进程之间可以互相发送信号。进程接收到信号后，会根据策略选择：

  • 忽略信号 (SIGKILL 和 SIGSTOP) 不能被忽略
  • 捕捉信号
    • 执行缺省的信号处理函数
    • 自行注册信号处理函数

Linux 支持的信号类型：

  • 编号 1-31：非可靠信号，多次发送相同的信号，进程可能只会收到 1 次
  • 编号 32-64：可靠信号，通过队列保证信号不丢失

对于非可靠信号，Linux kernel 中的实现好像是一个 bitmap。对一个进程发送一次信号意味着 set bitmap 中的对应位。进程处理完信号后，会将对应的位 reset。如果进程还没能来得及处理信号，发送信号的进程多次对 bitmap 的位进行 set，其结果还是和只发送一次信号一致。所以信号会丢失。

对于正在进行交互的进程 (前台进程)，可以通过键盘直接发送控制字符：

  • Ctrl + C：发送 SIGINT，默认情况会导致进程退出，但进程自己决定如何响应
  • Ctrl + Z：发送 SIGTSTP，使进程切换到后台，并暂停进程

通过 fg 命令可以使后台进程返回到前台并继续运行；也可以通过 bg 命令使后台进程在后台继续运行。

References

简书 - 常用 Linux 中 ps 命令学习及 ps aux 与 ps -ef 的区别

Server Fault - Using nohup when initial input is required

Ask Ubuntu - What is the difference between Ctrl-z and Ctrl-c in the terminal?