1、程序相關概念
程序：正在運作中的程式
核心功用：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
通常從執行程序的使用者來繼承，存在生命周期
task struct 任務結構表：Linux 核心存儲程序資訊的資料結構格式
task list 任務清單：多個任務的 task struct 組成的連結清單
程序建立：
都由其父程序建立，父好關系，CoW(寫時複制，不發生改變時父子都指向同一檔案；發生改變時，則複制)
init：第一個程序(centos6：init，centos7：systemd)
守護程序：随着計算機的開啟、關閉而随之開啟、關閉。
2、程序，線程和協程：
注：一個程序裡至少有一個線程；線程之間由作業系統進行排程，包括程序中使用的資源也由作業系統進行排程；協程相當于線程中的語句塊，由線程控制。
3、Page Frame：頁框，用存儲頁面資料，存儲 Page，每個程序要使用的配置設定空間
虛拟記憶體(線性記憶體)：程序運作的時候以為自己擁有了全部的記憶體空間
實體位址空間和線性位址空間：
MMU：負責轉換線性和實體位址(虛拟記憶體和實體記憶體)
TLB：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
LRU：近期最少使用算法，釋放記憶體
4、使用者空間和核心空間：
5、程序之間基本狀态和轉換：
建立狀态：程序在建立時需要申請一個空白 PCB(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。
狀态之間轉換六種情況：
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。
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，作業系統在進行排程時，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。
6、IPC 程序間通信： 同一主機：
pipe 管道，一個寫入管道檔案，一個讀(單向)
socket 套接字檔案，程序間交換資料(雙工工作方式)
signal 信号
shm shared memory，共享記憶體
semaphore 信号量，一種計數器，配置設定資源
不同主機：
socket ip 和端口号
RPC 遠端過程調用
MQ 消息隊列，如：Kafka , RabbitMQ，ActiveMQ
7、程序優先級
實時程序(realtime)，基于 FIFO 先進先出或 RR 輪詢
非實時程序：nice 按時間片配置設定程序
取 139 個隊列，将相同優先級的放在一個隊列中，運作一個時間片後從運作隊列轉至過期隊列。輪回運作隊列和過期隊列互調，再運作。
程序優先級：系統優先級：數字越小，優先級越高0-139：各有 140 個運作隊列和過期隊列 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
Big 0：時間複雜度，用時和規模的關系
0(1)，O(logn)，O(n)線性，O(n^2)抛物線，O(2^n)
8、程序狀态：
Linux 核心：搶占式多任務，按時間片配置設定任務
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，使用者執行指令等
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
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
9、程序工具
9.1 系統管理工具：
程序的分類：
CPU-Bound：CPU 密集型，非互動
編譯安裝、大量計算等
IO-Bound：IO 密集型，互動
拷貝大檔案等 DMA：直接記憶體通路
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
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
9.2 程序管理工具 PS 詳解：-A ---()
f 選項顯示程序樹，相當于--|-- 屬性對屬性排序，屬性前加-%cpu、%
ps axo pid,%cpu,%mem,tty k %cpu
-C cmdlist 指定指令，多個指令用，分隔，ps -C dd -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
-U userlist 指定真正的使用者 ID 或名稱
-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：
VSZ：Virtual memory SiZe，虛拟記憶體集，線性記憶體
RSS：ReSident Size，常駐記憶體集
STAT：程序狀态
R：running
S：interruptable sleeping，可中斷的休眠
D：uninterruptable sleeping，不可中斷的休眠
T：stopped，停止态
Z：zombie，僵屍态
+：前台程序
|：多線程程序
L：記憶體分頁并帶鎖
N：低優先級程序
s：session leader，會話 (子程序)發起者
ps 優先級選項和常用組合：
ni：nice 值
pri：priority 優先級，和系統優先級相反
psr：processor CPU 編号，CPU(一級二級，三級[共享]緩存)
更換 CPU 緩存失效，解決：綁定程序和 CPU
taskset -p [程序 ID]，檢視，指令顯示和 CPU 核數不一樣[二進制]
tackset -cp 1 [程序 ID]，綁定在 1 号 CPU 上 0,4 0-4 等
pidof dd，檢視 dd 指令的程序編号
rtprio：實時優先級
# 示例：
ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio
# 常用組合：
aux
-ef
-eFH
-eo pid,tid,class,rtprio,ni,pripsr,pcpu,stat,comm
axo stat,euid,ruid,tty,tpgid,sess,pgrp,ppid,pid,pcpu,commnice -n 10 ping 192.168.129.142 # 以指定優先級運作該指令renice # 更改優先級
PS示例：- -fg -fp -f –ppid -fp ,, -ft pts/ -p - -p -o comm= - -C httpd,sshd -o pid= -eo comm,etime,user | -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --=-%mem | -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --=-%cpu | - -- -eo euser,ruser,suser,-n
搜素程序：最靈活： 選項 |----t pts/ ---/sbin/ bash
9.3 top 詳解%%+ 資訊: |-d # 指定重新整理時間間隔，預設為 ---H 線程模式，示例：top -H -p ` mysqld`
9.4 htop 詳解---|
10、記憶體管理工具
10.1 free 指令詳解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
-0 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cat /proc/sys/vm/drop_caches # 緩存為 0，重定向一個 3 進去清理緩存
10.2 記憶體工具 vmstat///-：Time spent idle. Linux . 前，包括 IO- IO.. 前 ,包括 .-s：顯示記憶體的統計資料
11、iostat 統計CPU和裝置IO資訊例：iostat 1 10
12、iftop 顯示帶寬使用情況，epel源例：iftop -n -i eth1
13、pmap 指令：程序對應的記憶體映射pmap [options] pid [..]
-X：顯示詳細格式的資訊例：pmap1
14、系統監控工具
glances 指令: EPEL 源-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-C conffile] [-p port] [-P password] [---t refresh] [-f ] [---d:關閉磁盤 I/-f /path/to/-o {HTML|-m:禁用 ---/-s --
dstat 指令詳解：系統資源統計
dstat 是一個可以取代vmstat，iostat，netstat和ifstat這些指令的多功能産品。# dsta --c， ----d, ---------------------top- --top---top---top-latency：延遲最大的程序；
示例1：記憶體資源使用情況
# dstat -glms --top-mem
示例2：CPU資源使用情況
# dstat -cyl --proc-count --top-cpu
iotop 指令詳解：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，--only 隻顯示正在産生I/-b，---n NUM，--iter=-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. -p PID，--pid=PID 指定監測的程序/-u USER，--user=USER 指定監測某個使用者産生的I/-P，---a，--accumulated 顯示累積的I/-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
iotop 常用參數和快捷鍵：
-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/0彙總
互動按鍵：
left 和 right 方向鍵：改變排序
r：反向排序
0：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
nload 檢視網絡實時吞吐量：
nload 是一個實時監控網絡流量和帶寬使用情況，以數值和動态圖展示進出的流量情況安裝： -y + 毫秒，可通過--t /s、一種是顯示 Byte/s，預設是以 Bit/s，也可不顯示/-u h|b|k|m|g|H|B|K|M|G 表示的含義：h:auto，b:Bit/s，k:kBit/s，m:MBit/s，H:auto，B:Byte/s，K:kByte/s，M:MByte/-u M eth0
lsof：list open files 檢視目前系統檔案的工具--c--d+d+D：遞歸列出目錄下被打開的檔案
lsof示例：
程序管理：
檢視由登陸使用者啟動而非系統啟動的程序
lsof /dev/pts/1
指定程序号，可以檢視該程序打開的檔案
Isof -p 9527
檔案管理：
檢視指定程式打開的檔案
Isof -c httpd
檢視指定使用者打開的檔案
Isof -u root | more
檢視指定目錄下被打開的檔案
lsof +D /var/log/
lsof +d /var/log/
參數 +D 為遞歸列出目錄下被打開的檔案，參數+d為列出目錄下被打開的檔案
恢複删除檔案：
lsof | grep delete # 檢視打開檔案(被誤删除)，看到程序編号,如：11863
ll /proc/11863/fd # 檢視檔案描述符，如 4(已被删除)
cat /proc/11863/fd/4 > /data/m.txt # 重定向找回檔案
檢視所有網絡連接配接：
lsof -i -n
lsof [email protected]
通過參數 -i 檢視網絡連接配接的情況，包括連接配接的ip、端口等以及一些服務的連接配接情況，例如：sshd等。也可以通過指定 ip 檢視該 ip 的網絡連接配接情況。
檢視端口連接配接情況：
lsof -i :80 -n
通過參數 -i:端口 可以檢視端口的占用情況，-i參數還有檢視協定，ip的連接配接情況等
檢視指定程序打開的網絡連接配接：
lsof -i -n -a -p 9527
參數-i、-a、-p等，-i檢視網絡連接配接情況，-a檢視存在的程序，-p指定程序
檢視指定狀态的網絡連接配接：
lsof -n -P -i TCP -s TCP:ESTABLISHED
-n:no host names，-P:no port names，-i TCP指定協定，-s指定協定狀态通過多個參數可以清晰的檢視網絡連接配接情況、協定連接配接情況等
15、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：-I 或者 trap - ) SIGINT 中止正在運作的程序，相當于 Ctrl+) SIGQUIT 相當于 ctrl+)信号的數字辨別：，， aux 查到該程序 ID， - - ` bc` 按 PID： [- - - [-SIGNAL] comm... 按模式：pkill [options] pattern -------P pid：顯示指定程序的子程序
16、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，停止狀态
(2)尚未啟動的作業：COMMAND &
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 &screen ; COMMAND
檢視目前終端所有作業: jobs
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killall -19 ping # 19 信号将背景變為背景休眠狀态killall -18 ping # 18 信号将背景休眠變為背景執行
并行運作：同時運作多個程序，提高效率方法 all.&&&
&);(f2.&);(f3.&& f2.& f3.& & & & }