程序概念：
程序與程式的差別：程序是一個動态的概念，具有生命期，而程式是靜态的表現為一個檔案，一個程式可對應多個程序
核心的功用：程序管理、檔案系統、網絡功能、記憶體管理、驅動程式、安全功能等
Process: 運作中的程式的一個副本，是被載入記憶體的一個指令集合
程序ID（Process ID，PID）号碼被用來标記各個程序
UID、GID、和SELinux語境決定對檔案系統的存取和通路權限，
通常從執行程序的使用者來繼承
存在生命周期
task struct：Linux核心存儲程序資訊的資料結構格式
task list：多個任務的的task struct組成的連結清單
程序建立： init：第一個程序 父子關系
程序：都由其父程序建立，CoW（copy on write）
fork(), clone()
程序的基本狀态和轉換：
建立狀态：程序在建立時需要申請一個空白PCB(process control block程序控 制塊)，向其中填寫控制和管理程序的資訊，完成資源配置設定。如果建立工作無法完 成，比如資源無法滿足，就無法被排程運作，把此時程序所處狀态稱為建立狀态
就緒狀态：程序已準備好，已配置設定到所需資源，隻要配置設定到CPU就能夠立即運作
執行狀态：程序處于就緒狀态被排程後，程序進入執行狀态
阻塞狀态：正在執行的程序由于某些事件（I/O請求，申請緩存區失敗）而暫時 無法運作，程序受到阻塞。在滿足請求時進入就緒狀态等待系統調用
終止狀态：程序結束，或出現錯誤，或被系統終止，進入終止狀态。無法再執行
協作時多任務：程序執行完畢，釋放CPU
搶占式多任務，時間片用完，必須釋放CPU
狀态間轉換的六種情況：
運作——>就緒：1，主要是程序占用CPU的時間過長，而系統配置設定給該程序占 用CPU的時間是有限的；2，在采用搶先式優先級排程算法的系統中,當有更高 優先級的程序要運作時，該程序就被迫讓出CPU，該程序便由執行狀态轉變為 就緒狀态。
就緒——>運作：運作的程序的時間片用完，排程就轉到就緒隊列中選擇合适 的程序配置設定CPU
運作——>阻塞：正在執行的程序因發生某等待事件而無法執行，則程序由執 行狀态變為阻塞狀态，如發生了I/O請求
阻塞——>就緒:程序所等待的事件已經發生，就進入就緒隊列 u以下兩種狀态是不可能發生的：
阻塞——>運作：即使給阻塞程序配置設定CPU，也無法執行，作業系統在進行調 度時不會從阻塞隊列進行挑選，而是從就緒隊列中選取
就緒——>阻塞：就緒态根本就沒有執行，談不上進入阻塞态
程序優先級：
程序優先級： 系統優先級：數字越小，優先級越高
0-139（CentOS4,5） 各有140個運作隊列和過期隊列
0-98，99（CentOS6）
實時優先級: 99-0 值最大優先級最高
nice值：-20到19，對應系統優先級100-139或99
Big O：時間複雜度，用時和規模的關系
O(1)：随時間規模的增大，時間穩定不變
O(logn), O(n)線性, O(n^2)抛物線, O(2^n)
程序相關概念：
程序記憶體：
Page Frame: 頁框，用存儲頁面資料，存儲Page 4k
LRU：Least Recently Used 近期最少使用算法,釋放記憶體
實體位址空間和線性位址空間
MMU：Memory Management Unit負責轉換線性和實體位址 (記憶體管理單元)
TLB:Translation Lookaside Buffer 翻譯後備緩沖器,用于儲存虛拟位址和實體位址 映射關系的緩存
IPC: Inter Process Communication
同一主機: signal:信号
shm: shared memory （共享記憶體空間）
semaphore:信号量，一種計數器
不同主機：socket: IP和端口号
RPC: remote procedure call （遠端過程調用）
MQ：消息隊列，Kafka，ActiveMQ
程序狀态：
Linux核心：搶占式多任務
程序類型：
守護程序: daemon,在系統引導過程中啟動的程序，和終端無關程序
前台程序：跟終端相關，通過終端啟動的程序
注意：兩者可互相轉化
程序狀态：
運作态：running
就緒态：ready
睡眠态： 可中斷：interruptable（大部分） 不可中斷：uninterruptable
停止态：stopped,暫停于記憶體，但不會被排程，除非手動啟動
僵死态：zombie，結束程序，父程序結束前，子程序不關閉
系統管理工具：
程序的分類： CPU-Bound：CPU密集型，非互動
IO-Bound：IO密集型，互動
Linux系統狀态的檢視及管理工具：pstree, ps, pidof, pgrep, top, htop, glance, pmap, vmstat, dstat, kill, pkill, job, bg, fg, nohup
pstree指令： pstree – display a tree of processes
ps: process state
ps – report a snapshot of the current processes
Linux系統各程序的相關資訊均儲存在/proc/PID目錄下的各檔案中
檢視程序程序PS
ps [OPTION]…
支援三種選項： UNIX選項 如-A -e
BSD選項 如a
GNU選項 如–help
選項：預設顯示目前終端中的程序
- a 選項包括所有終端中的程序
- x 選項包括不連結終端的程序 （背景程序）
- u 選項顯示程序所有者的資訊
- f 選項顯示程序樹,相當于 –forest
- k|–sort 屬性 對屬性排序,屬性前加- 表示倒序
- o 屬性… 選項顯示定制的資訊 pid、cmd、%cpu、%mem
- L 顯示支援的屬性清單
一個程序必有一個線程，也可以有多個線程
PS常見選項：
-C cmdlist 指定指令，多個指令用，分隔 （檢視腳本的話，要求腳本寫shebang機制）
-L 顯示線程
-e: 顯示所有程序，相當于-A
-f: 顯示完整格式程式資訊
-F: 顯示更完整格式的程序資訊
-H: 以程序層級格式顯示程序相關資訊
-u userlist 指定有效的使用者ID或名稱 (euser)
-U userlist 指定真正的使用者ID或名稱 （ruser）
-g gid或groupname 指定有效的gid或組名稱
-G gid或groupname 指定真正的gid或組名稱
-p pid 顯示指pid的程序
–ppid pid 顯示屬于pid的子程序
-M 顯示SELinux資訊，相當于Z
PS輸出屬性：
euser(有效使用者) ruser（實際使用者）
Time ：顯示的是已啟動的時間
VSZ: Virtual memory SiZe，虛拟記憶體集，線性記憶體
RSS: ReSident Size, 常駐記憶體集 （實際記憶體）
STAT：程序狀态
R：running
S: interruptable sleeping 可打斷休眠
D: uninterruptable sleeping 不可打斷休眠
T: stopped
Z: zombie
+: 前台程序
l: 多線程程序
L：記憶體分頁并帶鎖
N：低優先級程序
<： 高優先級程序
s: session leader，會話（子程序）發起者
PS
ni: nice值 (值越小，優先級越高)
pri: priority 優先級 (相當于下圖的系統優先級的倒序)（值越大優先級越高）
psr: processor CPU編号
rtprio: 實時優先級 （相當于下圖realtime優先級）
示例： ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio
常用組合： aux 檢視所有程序的詳細資訊（更全）
-ef 檢視長格式的所有程序資訊
-eFH
-eo pid,tid,class,rtprio,ni,pri,psr,pcpu,stat,comm （o必在後）
axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,comm（o必在後）
程序優先級：
程序優先級調整： 靜态優先級：100-139
程序預設啟動時的nice值為0，優先級為120
隻有根使用者才能降低nice值（提高優先性）
nice指令： nice [OPTION] [COMMAND [ARG]…] 例如：nice -n -10 sleep 200
renice指令： renice [-n] priority pid… 例如：renice -n -10 2612
檢視： ps axo pid,comm,ni
搜尋程序：
最靈活：ps 選項 | 其它指令
按預定義的模式：pgrep 相當于 ps |grep
pgrep [options] pattern （支援正規表達式）
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正發起運作指令者
-t terminal: 與指定終端相關的程序
-l: 顯示程序名
-a: 顯示完整格式的程序名
-P pid: 顯示指定程序的子程序
按确切的程式名稱：/sbin/pidof
- pidof bash //顯示某個程式對應的程序ID
系統工具
uptime 顯示目前時間，系統已啟動的時間、目前上線人數，系統平均負載（1、5、10分 鐘的平均負載，一般不會超過1）
系統平均負載: 指在特定時間間隔内運作隊列中的平均程序數
通常每個CPU核心的目前活動程序數不大于3，那麼系統的性能良好。如果每 個CPU核心的任務數大于5，那麼此主機的性能有嚴重問題
如果linux主機是1個雙核CPU，當Load Average 為6的時候說明機器已經被 充分使用
程序管理工具：
top：有許多内置指令：（可動态跟蹤程序資訊）
排序： P：以占據的CPU百分比,%CPU
M：占據記憶體百分比,%MEM
T：累積占據CPU時長,TIME
首部資訊顯示： uptime資訊：l指令
tasks及cpu資訊：t指令
cpu分别顯示：1 (數字)
memory資訊：m指令
退出指令：q
修改重新整理時間間隔：s
終止指定程序：k
儲存檔案：W
欄位資訊簡介 ：
us：使用者空間
sy：核心空間
ni：調整nice時間
id：空閑
wa：等待IO時間
hi：硬中斷
si：軟中斷（模式切換）
st：虛拟機偷走的時間
程序管理工具：top指令也帶選項
選項： -d #: 指定重新整理時間間隔，預設為3秒
-b: 全部顯示所有程序
-n #: 重新整理多少次後退出
htop指令：EPEL源 （更進階，有顔色和提示）
選項： -d #: 指定延遲時間；
-u UserName: 僅顯示指定使用者的程序
-s COLUME: 以指定字段進行排序
子指令： s: 跟蹤標明程序的系統調用
l: 顯示標明程序打開的檔案清單
a：将標明的程序綁定至某指定CPU核心（臨時綁定）
t: 顯示程序樹
記憶體空間：
記憶體空間使用狀态：
free [OPTION]
-b 以位元組為機關
-m 以MB為機關
-g 以GB為機關
-h 易讀格式
-o 不顯示-/+buffers/cache行
-t 顯示RAM + swap的總和
-s n 重新整理間隔為n秒
-c n 重新整理n次後即退出
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches //清除緩存
記憶體工具：
vmstat指令：虛拟記憶體資訊
vmstat [options] [delay [count]]
vmstat 2 5 //2秒執行一次，執行5次
procs: r：可運作（正運作或等待運作）程序的個數，和核心數有關
b：處于不可中斷睡眠态的程序個數(被阻塞的隊列的長度)
memory： swpd: 交換記憶體的使用總量
free：空閑實體記憶體總量
buffer：用于buffer的記憶體總量
cache：用于cache的記憶體總量
swap: si：從磁盤交換進記憶體的資料速率(kb/s)
so：從記憶體交換至磁盤的資料速率(kb/s)
io： bi：從塊裝置讀入資料到系統的速率(kb/s)
bo: 儲存資料至塊裝置的速率
system： in: interrupts 中斷速率，包括時鐘
cs: context switch 程序切換速率
cpu： us:Time spent running non-kernel code
sy: Time spent running kernel code
id: Time spent idle. Linux 2.5.41前,包括IO-wait time.
wa: Time spent waiting for IO. 2.5.41前，包括in idle.
st: Time stolen from a virtual machine. 2.6.11前, unknown.
選項： -s: 顯示記憶體的統計資料 記憶體工具
iostat:統計CPU和裝置
示例：iostat 1 10
pmap指令：程序對應的記憶體映射 （關注程序占用的真正記憶體,了解程序是否正常）
pmap [options] pid […] （用于檢測那個程序子產品出錯）
-x: 顯示詳細格式的資訊
示例：pmap 1
另外一種實作： cat /proc/PID/maps //記憶體的具體使用情況
系統監控工具;
glances指令：EPEL源 （可實作遠端監控）
glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [–password] [- t refresh] [-f file] [-o output]
常用選項： -b: 以Byte為機關顯示網卡資料速率
-d: 關閉磁盤I/O子產品
-f /path/to/somefile: 設定輸入檔案位置
-o {HTML|CSV}：輸出格式
-m: 禁用mount子產品
-n: 禁用網絡子產品
-t #: 延遲時間間隔
-1：每個CPU的相關資料單獨顯示
C/S模式下運作glances指令
- 伺服器模式： glances -s -B IPADDR
IPADDR: 指明監聽的本機哪個位址
- 用戶端模式： glances -c IPADDR
IPADDR：要連入的伺服器端位址
dstat指令：系統資源統計,代替vmstat,iostat （帶顔色，更進階）
dstat [-afv] [options..] [delay [count]]
-c: 顯示cpu相關資訊
-C #,#,…,total
-d: 顯示disk相關資訊
-D total,sda,sdb,…
-g：顯示page相關統計資料
-m: 顯示memory相關統計資料
-n: 顯示network相關統計資料
-p: 顯示process相關統計資料
-r: 顯示io請求相關的統計資料
-s: 顯示swapped相關的統計資料
–top-cpu：顯示最占用CPU的程序
–top-io: 顯示最占用io的程序
–top-mem: 顯示最占用記憶體的程序
–top-latency: 顯示延遲最大的程序
iotop指令
iotop指令是一個用來監視磁盤I/O使用狀況的top類工具iotop具有與top相似的UI，其 中包括PID、使用者、I/O、程序等相關資訊，可檢視每個程序是如何使用IO
iotop輸出：
第一行：Read和Write速率總計
第二行：實際的Read和Write速率
第三行：參數如下： 線程ID（按p切換為程序ID）、 優先級、 使用者、 磁盤讀速率、 磁盤寫速率、 swap交換百分比、 IO等待所占的百分比、 線程/程序指令
常用參數：
-o, –only隻顯示正在産生I/O的程序或線程，除了傳參，可以在運作過程中按o 生效
-b, –batch非互動模式，一般用來記錄日志
-n NUM, –iter=NUM設定監測的次數，預設無限。在非互動模式下很有用
-d SEC, –delay=SEC設定每次監測的間隔，預設1秒，接受非整形資料例如1.1
-p PID, –pid=PID指定監測的程序/線程
-u USER, –user=USER指定監測某個使用者産生的I/O
-P, –processes僅顯示程序，預設iotop顯示所有線程
-a, –accumulated顯示累積的I/O，而不是帶寬
-k, –kilobytes使用kB機關，而不是對人友好的機關。在非互動模式下，腳本 程式設計有用
-t, –time 加上時間戳，非互動非模式
-q, –quiet 禁止頭幾行，非互動模式，有三種指定方式
-q 隻在第一次監測時顯示列名
-qq 永遠不顯示列名
-qqq 永遠不顯示I/O彙總
互動按鍵 left和right方向鍵：改變排序
r：反向排序
o：切換至選項–only
p：切換至–processes選項
a：切換至–accumulated選項
q：退出
i：改變線程的優先級
程序管理工具：
Kill 指令
向程序發送控制信号，以實作對程序管理,每個信号對應一個數字，信号名稱以SIG開頭 （可省略），不區分大小寫
顯示目前系統可用信号： kill –l,trap -l
常用信号：man 7 signal
1) SIGHUP: 無須關閉程序而讓其重讀配置檔案
2) SIGINT: 中止正在運作的程序；相當于Ctrl+c
3) SIGQUIT:相當于ctrl+\
9) SIGKILL: 強制殺死正在運作的程序
15) SIGTERM：終止正在運作的程序
18) SIGCONT：繼續運作
19) SIGSTOP：背景休眠
指定信号的方法：
(1) 信号的數字辨別：1, 2, 9
(2) 信号完整名稱：SIGHUP
(3) 信号的簡寫名稱：HUP
按PID：kill [-SIGNAL] pid …
kill –n SIGNAL pid;kill –s SIGNAL pid
按名稱：killall [-SIGNAL] 程序名稱 //殺死所有同名的程序
按模式：pkill [options] pattern
-SIGNAL
-u uid: effective user，生效者
-U uid: real user，真正發起運作指令者
-t terminal: 與指定終端相關的程序
-l: 顯示程序名（pgrep可用）
-a: 顯示完整格式的程序名（pgrep可用）
-P pid: 顯示指定程序的子程序
作業管理：
Linux的作業控制
前台作業：通過終端啟動，且啟動後一直占據終端；
背景作業：可通過終端啟動，但啟動後即轉入背景運作（釋放終端）
讓作業運作于背景
(1) 運作中的作業： Ctrl+z （将作業放到背景，處于休眠狀态）
(2) 尚未啟動的作業： COMMAND & （在背景運作可執行其他指令）
背景作業雖然被送往背景運作，但其依然與終端相關；退出終端，将關閉背景作業。如果希望 送往背景後，剝離與終端的關系
nohup COMMAND &>/dev/null & （斷網仍可繼續執行）
screen;COMMAND （解決斷網不能執行問題）
檢視目前終端所有作業：jobs //檢視目前終端正在背景運作作業
作業控制： fg [[%]JOB_NUM]：把指定的背景作業調回前台
bg [[%]JOB_NUM]：讓送往背景的作業在背景繼續運作
kill [%JOB_NUM]： 終止指定的作業
并行執行：
同時運作多個程序，提高效率
方法1 vi all.sh f1.sh & f2.sh & f3.sh & （将想要執行的任務放到腳本中）
方法2 (f1.sh &);(f2.sh &);(f3.sh &)
方法3 { f1.sh & f2.sh & f3.sh & }
任務計劃：
Linux任務計劃、周期性任務執行
- 未來的某時間點執行一次任務 at
batch：系統自行選擇空閑時間去執行此處指定的任務
- 周期性運作某任務 cron
實作同步時間（永久儲存）：
- ntpdate 20.0.1
- 編輯/etc/chrony.conf (centos7)
service 172.20.0.1 iburst
- systemctl start chronyd
systemctl enabled chronyd
centos6中：
- 編輯/etc/ntp.conf
service 172.20.0.1 iburst
- chkconfig ntpd on
service ntpd start
at任務:(計劃任務中如若有标準輸出，将以郵件方式發送給對方)
at指令：at [option] TIME
常用選項： -V 顯示版本資訊:
-l: 列出指定隊列中等待運作的作業；相當于atq
-d: 删除指定的作業；相當于atrm
-c: 檢視具體作業任務
-f /path/from/somefile：從指定的檔案中讀取任務
-m:當任務被完成之後，将給使用者發送郵件，即使沒有标準輸出
注意：作業執行指令的結果中的标準輸出和錯誤以郵件通知給相關使用者
TIME:定義出什麼時候進行
at 這項任務的時間 HH:MM [YYYY-mm-dd]
noon, midnight, teatime（4pm）
tomorrow
now+#{minutes,hours,days, OR weeks}
at時間格式：
HH:MM 02:00 在今日的 HH:MM 進行，若該時刻已過，則明天此時執行任務
HH:MM YYYY-MM-DD 02:00 2016-09-20 規定在某年某月的某一天的特殊時刻進行該項任務
HH:MM[am|pm] [Month] [Date] 04pm March 17 17:20 tomorrow
HH:MM[am|pm] + number [minutes|hours|days|weeks]
在某個時間點再加幾個時間後才進行該項任務 now + 5 minutes 02pm + 3 days
At 任務;
執行方式： 1）互動式 2）輸入重定向 3）at –f 檔案
依賴與atd服務,需要啟動才能實作at任務
at隊列存放在/var/spool/at目錄中
/etc/at.{allow,deny}控制使用者是否能執行at任務
白名單：/etc/at.allow 預設不存在，隻有該檔案中的使用者才能執行at指令
黑名單：/etc/at.deny 預設存在，拒絕該檔案中使用者執行at指令，而沒有在 at.deny 檔案中的使用者則可執行
如果兩個檔案都不存在，隻有 root 可以執行 at 指令
注意：如果有白名單，隻有白名單裡的使用者可執行計劃任務；沒有白名單，有黑名單，隻有黑名單外的使用者才可以執行任務；如果兩個檔案都不存在，隻有root才可以執行任務
實驗：通過腳本實作計劃任務：
在腳本中： at 18:00 <<end
rm –f /data10 代表每10 分鐘|天|小時|月
時間格式：
@reboot Run once after reboot
@yearly 0 0 1 1 *
@annually 0 0 1 1 *
@monthly 0 0 1 * *
@weekly 0 0 * * 0
@daily 0 0 * * *
@hourly 0 * * * *
系統的計劃任務: /etc/crontab /etc/cron.d/ 配置檔案
/etc/cron.hourly/ 腳本
/etc/cron.daily/ 腳本
/etc/cron.weekly/ 腳本
/etc/cron.monthly/ 腳本
anacron系統：
運作計算機關機時cron不運作的任務，CentOS6以後版本取消anacron服務，由 crond服務管理
對筆記本電腦、桌上型電腦、工作站、偶爾要關機的伺服器及其它不一直開機的系統 很重要對很有用
配置檔案：/etc/anacrontab，負責執行/etc/ cron.daily /etc/cron.weekly /etc/cron.monthly中系統任務。
- 字段1：如果在這些日子裡沒有運作這些任務……
- 字段2：在重新開機後等待這麼多分鐘後運作它
- 字段3：任務識别器，在日志檔案中辨別
- 字段4：要執行的任務
由/etc/cron.hourly/0anacron執行
當執行任務時，更新/var/spool/anacron/cron.daily 檔案的時間戳
管理臨時檔案：
CentOS6使用/etc/cron.daily/tmpwatch定時清除臨時檔案
CentOS7使用systemd-tmpfiles-setup服務實作
配置檔案： /etc/tmpfiles.d/*.conf
/run/tmpfiles.d/*.conf
/usr/lib/tmpfiles/*.conf
/usr/lib/tmpfiles.d/tmp.conf
d /tmp 1777 root root 10d
d /var/tmp 1777 root root 30d
指令： systemd-tmpfiles –clean|remove|create configfile
使用者計劃任務：
crontab指令定義
每個使用者都有專用的cron任務檔案： /var/spool/cron/USERNAME
crontab指令： crontab [-u user] [-l | -r | -e] [-i]
-l: 列出所有任務
-e: 編輯任務
-r: 移除所有任務
-i：同-r一同使用，以互動式模式移除指定任務
-u user: 僅root可運作，指定使用者管理cron任務
控制使用者執行計劃任務： /etc/cron.{allow,deny}
at和crontab:
一次性作業使用 at
重複性作業使用crontab
沒有被重定向的輸出會被郵寄給使用者
根使用者能夠修改其它使用者的作業
注意：運作結果的标準輸出和錯誤以郵件通知給相關使用者
(1) COMMAND > /dev/null
(2) COMMAND &> /dev/null
對于cron任務來講，%有特殊用途；如果在指令中要使用%，則需要轉義，将% 放置于單引号中，則可不用轉義
usleep 可精确到微秒
實驗：循環重新開機的解救辦法（文法錯誤@reboot root reboot解決方案）
centos7
按e鍵，進入單使用者救援
boot menu kernel e
linux16行最後 加 rd.break
ctrl+x
mount -o remount,rw /sysroot
vim /sysroot/etc/crontab
删除@reboot root reboot
centos6
a 加 空格 1 enter
vim /sysroot/etc/crontab
删除@reboot root reboot
init 5