Linux 进程管理

目录

1. 进程与线程的基本概念
2. 进程查看：ps / top / htop
3. 进程状态：R / S / D / Z / T
4. 看懂 top 输出
5. 结束进程：kill / pkill 与信号
6. 前台 / 后台作业控制
7. systemd 入门：systemctl 与开机自启
8. 进程优先级：nice / renice
9. 僵尸进程与孤儿进程
10. 总结与练习

一、进程与线程的基本概念

进程（Process） 是正在运行的程序的一个实例，是系统分配资源的基本单位。程序是静态的文件，进程是动态的运行实体。

关键概念：

• PID（Process ID）：进程的唯一编号。
• PPID（Parent PID）：父进程的 PID。每个进程都由另一个进程（父进程）创建。
• 进程与线程：一个进程可以包含多个线程（Thread），线程是进程内并行执行的最小单位。

查看当前 shell 的进程信息：

echo $$              # 当前 shell 的 PID
echo $PPID           # 当前 shell 的父进程 PID
pstree               # 以树形显示进程父子关系
pstree -p            # 同时显示 PID

进程树：所有进程的最顶层是 PID 为 1 的进程（Rocky/RHEL 上通常是 systemd），它负责管理整个系统。

参考：man 7 process、菜鸟教程 - Linux 进程管理

二、进程查看：ps / top / htop

2.1 ps —— 快照查看进程

ps（process status）显示某个时刻的进程快照。常用组合：

ps               # 只显示当前终端自己的进程
ps -ef           # ★显示所有进程（-e all，-f 完整格式）
ps aux           # ★另一种常用写法（a 所有终端，u 用户格式，x 无终端进程）
ps -ef | grep nginx   # 配合 grep 查找指定进程
ps -fp <pid>     # 查看指定 PID 的进程
ps -u username   # 查看某用户的进程

ps aux 的输出列：

2.2 top —— 实时动态查看

top 实时刷新显示进程和系统资源，是监控 CPU/内存的主力工具。

top                 # 进入实时监控界面
top -d 2            # 每 2 秒刷新一次
top -p <pid>        # 只监控指定进程
top -u username     # 只看某用户进程

进入 top 后的常用按键：

详细解析见第四章。

2.3 htop —— 更友好的进程查看

htop 是 top 的增强版，带彩色界面、可鼠标操作，需单独安装：

sudo dnf install -y htop    # Rocky 安装
htop

• 彩色显示、上下左右/鼠标可操作。
• 直接按 F9 杀进程、F6 排序、F7/F8 调整优先级，更直观。
• Ubuntu/Debian 用 sudo apt install htop。

参考：man 1 ps、man 1 top、man 1 htop

三、进程状态：R / S / D / Z / T

在 ps 的 STAT 列和 top 的 S 列会显示进程状态，常见如下：

STAT 列还可能带附加符号：

示例：S+ 表示"可中断睡眠 + 前台"；Z 表示僵尸进程。

僵尸进程（Z） 会在第九章详细讲解。

参考：man 1 ps（STATE 部分）、man ps 中的 PROCESS STATE CODES

四、看懂 top 输出

top 界面上半部分是系统总览，下半部分是进程列表。

4.1 第一行：系统运行时间与负载

top - 10:20:30 up 3 days, 2:15,  3 users,  load average: 0.30, 0.45, 0.52

• 10:20:30：当前时间。
• up 3 days, 2:15：系统已运行 3 天 2 小时 15 分。
• 3 users：当前登录用户数。
• load average: 0.30, 0.45, 0.52：系统负载（过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均运行队列长度）。

负载怎么看：负载值约等于"在排队等待 CPU 的进程数"。通常负载 < CPU 核数表示正常，远大于核数表示 CPU 过载。例如 4 核机器负载接近 4 或以上需关注。

4.2 第二行：进程与线程数

Tasks: 220 total,   2 running, 218 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

• total：总进程数；running：运行中；sleeping：睡眠中；stopped：已停止；zombie：僵尸进程。

注意 zombie 这一项：若持续有僵尸进程且数量增长，需排查（见第九章）。

4.3 第三、四行：CPU 与内存使用

%Cpu(s): 10.0 us,  5.0 sy,  0.0 ni, 85.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
MiB Mem :   7840.0 total,  3000.0 free,  3200.0 used,  1640.0 buff/cache
MiB Swap:   2048.0 total,  2048.0 free,     0.0 used,  3000.0 avail Mem

CPU 各项（us/sy/ni/id/wa/hi/si/st）：

内存（Mem/Swap）：total 总量、free 空闲、used 已用、buff/cache 缓存、avail Mem 可用内存。

注意：Linux 会把空闲内存用作缓存（buff/cache），所以"used"看着高不代表内存不足，要看 avail Mem（真正可用）。

4.4 进程列表各列

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
 1234 root      20   0  162152   7500   5680 S   1.3   0.1   0:01.25 httpd

参考：man 1 top、菜鸟教程 - Linux top 命令

五、结束进程：kill / pkill 与信号

5.1 信号（Signal）是什么

信号是系统向进程发送的异步通知，用于让进程做出某种响应（如退出）。进程管理中的"杀进程"本质就是发送信号。

查看所有信号：kill -l。

5.2 常用信号

SIGTERM vs SIGKILL（关键区别）：

• SIGTERM（15）：给进程"体面退出的机会"，进程可以保存状态、清理资源后再退出。优先使用。
• SIGKILL（9）：强制立刻杀掉，进程无法做任何清理，可能造成数据丢失或留下残留。仅在 SIGTERM 无效时才用。

5.3 kill —— 按 PID 发信号

kill <pid>          # 默认发 SIGTERM（15）
kill -15 <pid>      # 显式 SIGTERM
kill -9 <pid>       # SIGKILL 强制杀
kill -SIGTERM <pid> # 用名称
kill -l             # 列出所有信号

# 查找并结束某进程
ps -ef | grep httpd
kill 1234           # 先优雅终止
kill -9 1234        # 无效才强制

5.4 pkill —— 按名称发信号

pkill httpd              # 结束所有名字含 httpd 的进程（发 SIGTERM）
pkill -9 httpd           # 强制结束
pkill -u username        # 结束某用户的所有进程
pkill -f "pattern"       # 按完整命令行匹配

还有 killall 名称 也可按名字结束（用法类似 pkill）。

杀进程的建议顺序：先用 SIGTERM（kill），不行再用 SIGKILL（kill -9）。不要一上来就 -9。

参考：man 1 kill、man 1 pkill、man 7 signal

六、前台 / 后台作业控制

6.1 前台 vs 后台

• 前台（Foreground）：进程占用当前终端，命令执行完才能输入下一条（默认）。
• 后台（Background）：进程在后台运行，终端可以继续输入其他命令。

6.2 把进程放到后台：&

command &         # 在命令后加 & 让其在后台运行
sleep 100 &       # 示例：后台运行一个睡眠 100 秒的进程

6.3 作业控制：jobs / fg / bg

jobs                # 查看当前终端的后台作业（带作业号 [1] [2]）
jobs -l             # 同时显示 PID
fg %1               # 把作业 1 调回前台（foreground）
bg %1               # 把暂停的作业 1 放到后台继续跑
kill %1             # 按作业号结束

%1 中 % 后面是作业号（jobs 显示的 [1]），不是 PID。

6.4 Ctrl+C 与 Ctrl+Z（关键区别）

示例：运行 sleep 100，按 Ctrl+Z 会暂停它并显示作业号，然后用 bg 放后台或 fg 调回前台。

sleep 100
# 按 Ctrl+Z  →  [1]+  Stopped  sleep 100
jobs            # 看到作业 1 已停止
bg %1           # 放到后台继续
jobs            # 看到 [1]+  Running

6.5 nohup —— 关闭终端也不中断

普通后台进程（&）在关闭终端/退出 shell 时可能被 SIGHUP 信号终止。用 nohup（no hang up）可以让进程忽略 SIGHUP，即使退出终端也继续运行。

nohup command &          # 后台运行并忽略挂断信号
nohup myapp > app.log 2>&1 &   # 常见：输出重定向到日志，后台运行
nohup ./start.sh &       # 服务器上长驻脚本常用

• nohup 默认把输出写到 nohup.out，可用 > 重定向到指定文件。
• 适合需要在登出后仍持续运行的任务（如启动服务、长时间任务）。

参考：man 1 bash（Job Control）、man 1 nohup、菜鸟教程 - Linux 进程管理

七、systemd 入门：systemctl 与开机自启

systemd 是现代 Linux（RHEL/Rocky、Ubuntu 等）的系统与服务管理器，是 PID 1 进程。它管理系统的所有服务、启动项。

7.1 单元（Unit）

systemd 管理的对象叫单元（Unit），常见类型：

7.2 systemctl 常用操作（管理服务）

sudo systemctl start httpd         # 启动服务
sudo systemctl stop httpd          # 停止服务
sudo systemctl restart httpd       # 重启服务
sudo systemctl reload httpd        # 重载配置（不中断服务）
sudo systemctl status httpd        # 查看服务状态
sudo systemctl enable httpd        # ★开机自启
sudo systemctl disable httpd       # 取消开机自启
sudo systemctl enable --now httpd  # 设置开机自启并立即启动
systemctl is-active httpd          # 是否运行中
systemctl is-enabled httpd         # 是否开机自启
systemctl list-units --type=service   # 列出所有服务单元
systemctl list-unit-files --type=service   # 列出所有服务及是否启用

enable vs start 区别：start 只立即启动本次生效；enable 设置开机自启。要让服务"现在运行 + 开机自启"，两者都要（或 enable --now）。

7.3 查看服务日志

journalctl -u httpd              # 查看某服务的日志
journalctl -u httpd -f           # 实时跟踪（类似 tail -f）
journalctl -u httpd --since today   # 今天的日志

journalctl 是 systemd 的日志查看工具，-u 指定单元。

参考：man 1 systemctl、man 5 systemd.unit、Red Hat - 使用 systemd 管理服务、菜鸟教程 - Linux systemctl

八、进程优先级：nice / renice

8.1 nice 值是什么

• nice 值范围 -20 ~ 19，数值越小优先级越高。
• 默认 nice 值是 0。
• 只有 root 能设置负值（提高优先级）；普通用户只能设正值（降低自己进程的优先级）。

8.2 nice —— 启动时指定优先级

nice -n 10 command     # 以 nice=10 启动 command（降低优先级）
nice -n -5 command     # 以 nice=-5 启动（提高优先级，需 root）
sudo nice -n -10 myapp

8.3 renice —— 修改已运行进程的优先级

renice -n 5 -p <pid>       # 把 pid 进程 nice 调整为 5
sudo renice -n -5 -p <pid> # root 提高优先级
renice -n 5 -u username    # 调整某用户所有进程

查看进程优先级：top 中的 NI 列，或 ps -o pid,nice,cmd。

ps -o pid,nice,comm -p <pid>   # 查看指定进程的 nice 值

什么时候用：让"不着急"的后台任务降低优先级（给前台交互让出 CPU），或给关键任务提高优先级。

参考：man 1 nice、man 1 renice

九、僵尸进程与孤儿进程

9.1 僵尸进程（Zombie）

僵尸进程（状态 Z）：进程已经结束，但由于某种原因父进程没有回收它的退出状态，于是它在进程表中保留一个"尸体"记录。

• 僵尸进程不再占用 CPU 和内存，但会占用一个 PID 和进程表项。
• 少量僵尸通常无害，但如果大量堆积，会耗尽 PID 资源。
• 僵尸进程无法用 kill 杀掉（它已经死了），只能让父进程回收（或杀掉父进程，由 init/systemd 接管回收）。

产生原因：父进程没有调用 wait() 系统调用回收子进程的退出状态（常见于编程 bug）。

# 查看僵尸进程（状态列为 Z）
ps aux | grep defunct
top         # 第二行 Tasks 里看 zombie 数量

处理僵尸进程：

# 找到僵尸进程的父进程
ps -o pid,ppid,stat,cmd -p <zombie_pid>

# 僵尸进程已无法直接 kill，尝试：
# 1. 让父进程回收：结束父进程（父进程结束后由 systemd/init 接管回收）
# 2. 若父进程是 init 会自己回收；顽固僵尸通常需要重启相关服务或重启系统

9.2 孤儿进程（Orphan）

• 孤儿进程：父进程先于子进程结束，子进程被"收养"为 PID 1（systemd/init）的子进程。
• 孤儿进程会被 init/systemd 收养并负责回收，不是问题。
• 与僵尸不同，孤儿进程还在正常运行，只是换了个父进程。

一句话区分：

• 僵尸：子进程死了，父进程没回收 → 残留记录。
• 孤儿：父进程先死，子进程还活着 → 被 init 收养。

参考：man 7 signal、Red Hat - 使用 systemd 管理服务

十、总结与练习

10.1 核心速查

10.2 动手练习建议

# 1. 查看进程
ps -ef | head
top

# 2. 后台与作业控制
sleep 300 &
sleep 200
# 按 Ctrl+Z 挂起
jobs
bg %1; fg %1

# 3. 结束进程
sleep 500 &
echo $!             # 上一条后台进程的 PID
kill <那个PID>

# 4. nohup 长驻
nohup sleep 600 > /dev/null 2>&1 &

# 5. systemd 服务
sudo systemctl status sshd
systemctl list-unit-files --type=service | head

# 6. 优先级
ps -o pid,nice,comm -p $$
nice -n 10 sleep 100 &
renice -n 5 -p $$

# 7. 查看僵尸
ps aux | grep -c defunct

提示：练习请在虚拟机（如 Rocky Linux）中进行。kill、systemctl、renice 等命令需注意权限（root 可操作所有进程）。

参考资料

• man 手册：man 1 ps、man 1 top、man 1 htop、man 1 kill、man 1 pkill、man 7 signal、man 1 bash（Job Control）、man 1 nohup、man 1 systemctl、man 5 systemd.unit、man 1 nice、man 1 renice、man 1 journalctl
• Red Hat 官方文档 - 使用 systemd 管理服务：https://docs.redhat.com/en/documentation/red_hat_enterprise_linux/9/html/configuring_basic_system_settings/managing-services-with-systemd_configuring-basic-system-settings
• Rocky Linux 官方文档 - 进程管理：https://docs.rockylinux.org/books/admin_guide/08-process/
• 菜鸟教程 - Linux 进程管理：https://www.runoob.com/linux/linux-process-manage.html