一、進程和線程的概念
1.進程
?（1）概念
進程是程序在操作系統中的一次執行過程，是系統進行資源分配和調度的基本單位。進程是程序的執行實例，擁有獨立的資源（如內存、文件描述符等）。每個進程在創建時會被分配唯一的進程ID，即為PID，也叫進程編號。
（2）特點
資源隔離：進程擁有獨立的虛擬地址空間。
獨立性：進程崩潰通常不會直接影響其他進程，代表了其高隔離性的特點。
通信成本高：進程間通信（IPC）需通過管道、共享內存、信號、消息隊列等機制。
創建開銷大：fork()系統調用會復制父進程的上下文。
2.線程
（1）概念
線程是進程中的一個執行單元，是 CPU 調度和分派的基本單位，是進程內的執行單元，共享進程的資源（如內存、文件句柄），但擁有獨立的棧和寄存器上下文。
（2）特點
資源共享：線程直接共享進程的內存、全局變量等，通信更高效。
輕量級：線程創建和切換的開銷遠小于進程。
同步需求：共享資源需通過互斥鎖（mutex）、信號量（semaphore） 等機制避免競態條件。
高風險：一個線程崩潰可能導致整個進程終止（共享地址空間）。
3.進程的狀態
| 運行態（Running） | 進程正在 CPU 上執行，系統中處于運行態的進程在某一時刻只有一個（單核 CPU），多核 CPU 環境下可以有多個。 |
| 就緒態（Ready） | 進程已經準備好運行，只等待 CPU 資源分配。 |
| 阻塞態（Blocked） | 進程因等待某一事件（如 I/O 操作完成、信號量獲取等）而暫時無法繼續執行。 |
| 停止態（Stopped） | 進程被暫停執行，通常是收到了特定信號（如 SIGSTOP）。 |
| 僵死態（Zombie） | 進程已經終止，但父進程尚未回收其資源（如進程描述符等）。 |
4.進程和線程之間的聯系與對比
（1）聯系：
線程隸屬于進程，且同一進程內的線程共享同一個進程ID（PID），但每個線程有唯一的線程ID（TID）。
（2）對比：
| 進程 | 線程 | |
| 資源分配 | 擁有獨立內存空間與系統資源，如文件描述符、打開文件等，進程間資源隔離，一個進程崩潰不影響其他進程，像辦公軟件進程崩潰不影響瀏覽器進程。 | 共享所屬進程資源，無獨立系統資源，但有獨立執行棧與程序計數器記錄執行狀態。 |
調度 | 是系統資源分配和調度基本單位，調度時需保存和恢復內存映射、寄存器狀態等大量上下文信息，開銷大。 | 是 CPU 調度和分派基本單位，因共享進程資源，調度時僅保存和恢復執行棧、程序計數器等少量信息，開銷小。 |
創建、銷毀和切換開銷 | 創建要分配獨立內存與系統資源，銷毀需釋放，創建、銷毀及切換時保存和恢復大量上下文信息，開銷均大。 | 創建和銷毀僅分配、釋放少量資源，切換時保存和恢復少量上下文信息，開銷小且速度快。 |
通信機制 | 進程間通信（IPC）依靠管道、消息隊列等專門機制，較復雜，要額外同步、互斥操作保證數據安全一致。 | 可直接訪問共享內存變量來通信，方式簡單高效，但多線程同時訪問共享資源易出現數據競爭，需鎖等同步機制保障線程安全。 |
健壯性 | 進程間資源隔離，健壯性較高，一個進程崩潰通常不影響其他進程。 | 同一進程內線程共享資源，一個線程崩潰可能致使整個進程崩潰，健壯性較低。 |
二、查看進程狀態的相關命令
查看進程狀態的命令有（常用）：ps、ps ax、ps aux、pgrep、pidof、top
1、ps相關命令（ps、ps ax、ps aux）
ps命令的常用參數表
| 參數 | 說明 | 示例 |
| 基礎選項 | ||
| a | 顯示所有用戶的進程（包括其他用戶）。 | ps a |
| x | 顯示無控制終端的進程（如守護進程）。 | ps x |
| ax | 組合使用：顯示所有進程（包括無終端的進程）。 | ps ax |
| 信息控制 | ||
| -o <字段> | 自定義輸出字段（支持?pid,?user,?%cpu,?comm,?tty,?stat?等）。 | ps axo pid,user,comm,%cpu |
| u | 顯示詳細資源占用（用戶、CPU、內存等，類似?ps aux）。 | ps aux |
| -e | 顯示所有進程（等效于?ax，但屬于Unix風格參數）。 | ps -e |
| 篩選過濾 | ||
| -p <PID> | 顯示指定PID的進程。 | ps ax -p 1234 |
| -U <用戶> | 顯示指定用戶的進程。 | ps ax -U root |
| -C <命令> | 按進程名過濾（支持部分匹配）。 | ps ax -C nginx |
| --ppid <PID> | 顯示父進程為指定PID的子進程。 | ps ax --ppid 1 |
| 格式化輸出 | ||
| --sort | 按字段排序（+%cpu?升序，-%mem?降序）。 | ps ax --sort=-%cpu |
| -H | 顯示進程層級關系（樹形結構）。 | ps axH |
| -f | 顯示完整格式（包括命令行參數）。 | ps axf |
| 線程查看 | ||
| -L | 顯示線程（LWP列）。 | ps axL |
| -T | 顯示線程（SPID列）。 | ps axT |
ps ax的默認輸出列
| 列名 | 說明 | 示例 |
| PID | 進程的唯一標識符（Process ID）。 | 1234 |
| TTY | 進程關聯的終端設備： -? ?：無控制終端（如守護進程）。-? pts/0：虛擬終端或SSH會話。 | ??或?pts/0 |
| STAT | 進程狀態（由多個字符組成，見下方詳細說明）。 | Ss,?R+,?D |
| TIME | 進程累計占用CPU的時間（格式為分鐘:秒）。 | 00:01,?10:23 |
| COMMAND | 啟動進程的命令名稱或命令行參數： -? []?表示內核線程。 | /usr/bin/nginx,?[kworker] |
?ps aux的默認輸出列
| 列名 | 說明 | 示例 |
| USER | 進程的所有者（用戶賬號）。 | root,?nginx |
| PID | 進程的唯一標識符（Process ID）。 | 1234 |
| %CPU | 進程占用CPU的百分比（單位：%），基于最近一次刷新周期內的使用情況。 | 0.5,?99.0 |
| %MEM | 進程占用物理內存的百分比（單位：%）。 | 2.3,?15.8 |
| VSZ | 虛擬內存大小（Virtual Memory Size，單位：KB），即進程申請的虛擬內存總量。 | 123456（約123MB） |
| RSS | 實際使用的物理內存（Resident Set Size，單位：KB），即進程當前占用的非交換內存。 | 65432（約65MB） |
| TTY | 進程關聯的終端設備： -? ?：無控制終端（如守護進程）。-? pts/0：虛擬終端或SSH會話。 | ??或?pts/0 |
| STAT | 進程狀態（由多個字符組成，見下方詳細說明）。 | Ss,?R+,?Dl |
| START | 進程啟動時間（格式為小時:分鐘或日期，取決于運行時長）。 | 10:00,?Jan01 |
| TIME | 進程累計占用CPU的時間（格式為分鐘:秒）。 | 00:01,?120:45 |
| COMMAND | 啟動進程的命令名稱或命令行參數： -? []?表示內核線程。 | /usr/bin/nginx,?[kworker] |
2、pgrep
作用：
pgrep?用于根據?進程名、用戶、組等條件快速查找進程PID，默認僅輸出匹配的進程ID（PID）。
與ps/grep組合相比，pgrep更高效且語法簡潔。?
pgrep常用參數表
| 參數 | 說明 | 輸出新增內容 | 示例 |
| 基礎過濾 | |||
| -u <用戶> | 按用戶過濾進程（用戶名或UID）。 | 僅PID | pgrep -u root |
| -G <組> | 按組過濾進程（組名或GID）。 | 僅PID | pgrep -G www-data |
| -x | 精確匹配進程名（需全名匹配）。 | 僅PID | pgrep -x sshd |
| 輸出控制 | |||
| -l | 顯示進程名（與PID一同輸出）。 | 進程名 | 1234: nginx |
| -a | 顯示完整命令行（需結合-l）。 | 完整命令 | 1234: nginx: worker process |
| -c | 輸出匹配進程的數量（計數）。 | 數字 | 3 |
| -d <分隔符> | 自定義PID分隔符（默認為換行）。 | 無，格式變化 | pgrep -d ',' nginx?→?1234,5678 |
| 信號與狀態 | |||
| -f | 匹配完整命令行（而非僅進程名）。 | 無，過濾條件變化 | pgrep -f "nginx -g" |
| -n | 僅顯示最新（最近啟動）的進程PID。 | 僅PID | pgrep -n nginx |
| -o | 僅顯示最舊（最早啟動）的進程PID。 | 僅PID | pgrep -o nginx |
?
3、pidof
命令：
pidof 進程名稱示例
pidof nginx # 輸出：1234 5678 （多個nginx進程的PID）
pidof sshd # 輸出：8910 （sshd守護進程的PID）顯示單個PID（-s）：
pidof -s <進程名> # 僅返回一個PID（通常是最新的進程）示例
pidof -s python3 # 輸出：9999 （最近啟動的Python3進程PID）pidof常用參數表?
| 參數 | 說明 |
| -s | 僅返回一個PID（單實例進程適用）。 |
| -c | 僅返回與當前運行環境相同根目錄（chroot）下的進程PID。 |
| -x | 同時匹配執行該腳本的Shell進程PID（用于腳本文件）。 |
| -o <PID> | 排除指定PID的進程（可多次使用，如?-o 1234 -o 5678）。 |
| -d <分隔符> | 自定義PID分隔符（默認是空格）。 |
4、top
概念：
top?是 Linux 系統中用于?實時監控系統資源使用情況和進程狀態?的核心命令行工具。它能動態顯示 CPU、內存、交換分區、進程負載等關鍵指標，幫助用戶快速定位性能瓶頸。
（1）top 的核心功能
① 實時刷新：
默認每 3 秒更新一次數據（可配置）。
② 多維度展示：
系統資源概覽：
CPU、內存、負載、運行時間等。
進程列表：
按資源占用排序的進程詳情（PID、用戶、CPU、內存等）。
③ 交互式操作：
支持動態排序、篩選、終止進程等操作。
（2）top內容詳解（實例演示）
第一行：系統時間、運行時長、登錄用戶數、平均負載。
第二行：進程總數及狀態統計（運行、睡眠、停止、僵尸）。
第三行：CPU 使用率（用戶態 us、內核態 sy、空閑 id、等待I/O wa 等）。
第四行：物理內存使用情況（總量、空閑、已用、緩存）。
第五行：交換分區使用情況。
關鍵字眼：
PID：進程ID。
USER：進程所有者。
%CPU：CPU 占用百分比。
%MEM：物理內存占用百分比。
VIRT：虛擬內存總量（KB）。
RES：實際物理內存占用（KB）。
SHR：共享內存大小（KB）。
S：進程狀態（R=運行, S=睡眠, Z=僵尸等）。
TIME+：累計 CPU 占用時間。
三、進程的前/后臺調用
<ctrl>+<z>：
在終端中，當一個進程正在前臺運行并占用著 shell 時，按下?Ctrl + Z?組合鍵可以將該進程暫停并打入后臺掛起。此時，進程處于停止狀態，但并未終止，它會釋放對終端的控制權，讓用戶可以在 shell 中繼續輸入其他命令。
bg：
用于將后臺掛起的進程在后臺運行起來。
fg：
用于把后臺進程調回前臺。
命令 &：
在命令后面加上?&，可以讓該命令對應的進程在后臺運行。
jobs：
命令用于查看當前 shell 中在后臺的所有工作，即顯示所有后臺進程的信息，包括進程的編號、狀態以及對應的命令等。
四、進程的優先級
1、概念
在 Linux 系統中，進程優先級決定了進程獲取 CPU 時間的順序。優先級高的進程會更頻繁地被調度執行，這對系統性能調優和資源管理至關重要。
2、優先級種類
（1）概念
進程也分為“可控的”和“不可控的”，“可控”，說明進程可以被用戶或管理員進行修改或手動設置，這種即為靜態優先級，而“不可控”，即不能被用戶或管理員進行修改等操作，由系統內核根據進程的運行狀態來調整（如等待時間、CPU 使用率），優化調度公平性，避免低優先級進程長期饑餓，這種即為動態優先級。
（2）靜態優先級的調節
用戶通過 nice 或 renice 設置，范圍 -20（最高）到 19（最低），能直接影響普通進程的初始調度權重。
nice值
? ? ? ? nice值用來調整控制進程優先級的，nice值越低（越負），優先級就越高；Nice 值范圍：-20（最高優先級）到 19（最低優先級），默認值為 0
命令格式：
nice -n <調整值> <命令> ? # 調整值為目標 Nice 值與默認值（0）的差值
示例??：
解釋：用指定權限-5來打開cat命令?
renice值
?renice命令可以修改進程的nice值，如renice -5 3595，其中 -5 為你想要修改的nice值為多少，后面的編號3595即為進程編號
Tips：查看進程編號可以用監視（watch）來監控進程的pid，即可看到進程編號，也可以用vim &來查看
命令格式：
renice -5（想要修改的nice值） 16410（進程編號）
（3）進程狀態字符解釋
| 字符 | 說明 |
| R | 進程正在運行或在就緒隊列中等待 CPU 分配。 |
| S | 可中斷睡眠：等待事件完成（如 I/O 操作、信號）。 |
| D | 不可中斷睡眠：通常等待硬件操作（如磁盤 I/O），不能被信號中斷。 |
| Z | 僵尸進程：進程已終止，但其退出狀態未被父進程回收。 |
| T | 進程被作業控制信號（如?SIGSTOP、SIGTSTP）暫停。 |
| t | 進程被調試器暫停（如通過?ptrace?跟蹤）。 |
| X | 進程完全終止（極少見，通常瞬間消失）。 |
| < | 高優先級：進程的 Nice 值為負（優先級高于默認）。 |
| N | 低優先級：進程的 Nice 值為正（優先級低于默認）。 |
| s | 會話領導者：進程是會話（Session）的首進程（如 Shell 進程）。 |
| l | 多線程：進程是多線程的（有多個輕量級進程 LWP）。 |
| + | 前臺進程組：進程屬于終端的前臺進程組（可接收輸入）。 |
| L | 鎖定內存：進程將部分內存鎖定（如通過?mlock?避免換出）。 |
| I | 空閑進程：內核線程處于空閑狀態（某些系統顯示為?I）。 |
五、進程信號
1.概念：
進程信號是操作系統用于在進程之間傳遞事件通知的一種機制，它可以讓操作系統、其他進程或進程自身向某個進程發送信號，以通知該進程發生了特定的事件，進程接收到信號后會根據信號的類型和自身的狀態做出相應的反應。
2.用戶可控制的進程信號（表格）
| 信號名稱 | 信號值 | 默認行為 | 典型用途 | 可否捕獲/忽略 |
SIGHUP | 1 | 終止進程 | 通知進程重新加載配置（如?nginx -s reload）。 | 可 |
SIGINT | 2 | 終止進程 | 用戶按下?Ctrl+C?中斷前臺進程。 | 可 |
SIGQUIT | 3 | 終止進程并生成核心轉儲 | 用戶按下?Ctrl+\?強制終止并調試（生成 core dump）。 | 可 |
SIGKILL | 9 | 強制終止進程 | 無條件終止進程（無法被捕獲或忽略）。 | 否 |
SIGTERM | 15 | 終止進程 | 請求進程正常退出（允許清理資源），默認的?kill?信號。 | 可 |
SIGSTOP | 17，19，23 | 暫停進程 | 暫停進程（不可被捕獲或忽略），用戶按下?Ctrl+Z（實際發送?SIGTSTP）。 | 否 |
SIGCONT | 18，25，26 | 繼續運行 | 恢復被暫停的進程（如?bg/fg?命令）。 | 可 |
SIGTSTP | 20 | 暫停進程 | 用戶按下?Ctrl+Z?暫停前臺進程（可捕獲處理）。 | 可 |
SIGUSR1 | 10 | 終止進程 | 用戶自定義用途（如通知進程切換日志文件）。 | 可 |
SIGUSR2 | 12 | 終止進程 | 用戶自定義用途（如通知進程更新配置）。 | 可 |
3、控制進程信號的命令
（1）killall命令
該命令可以向內核詢問一個進程存不存在，如：
killall -<信號名或值> <進程名> # 向所有同名進程發送信號如
killall -0（信號編號） gedit（進程的名字或編號）其中的 -0 位為信號編號，且有許多其他數字代表，但用戶可以控制的常用信號只有代碼這些（上面的表有詳細的介紹）：-1? -2? -3? -15? -9? -18? -19? -20
（2）kill命令
kill可以精準的將一個進程殺死（結束）如：
kill -<信號名或值> <PID> # 向指定 PID 發送信號如
kill -9（信號編號） 16410（進程的名字或編號）（3）pkill命令
pkill -<信號名或值> <模式> # 按模式匹配進程并發送信號pkill可以終止一個用戶
我們先創建一個用戶test來測試pkill命令，并登錄上此test用戶
另起一個終端命令行，輸入pkill命令
六、systemd守護進程
1.概念
守護進程（Daemon）是一種在后臺持續運行的特殊進程，它不與終端直接交互，通常在系統啟動 時自動啟動，并在系統關閉時才停止。
2.作用
守護進程的設計目的是為系統提供各種服務，例如網絡服務（如 HTTP 服務器、FTP 服務器）、日 志服務、定時任務服務等。它們默默地在后臺運行，為其他進程和用戶提供支持，確保系統的正常 運行。
3.特性（核心）
| 特性 | 說明 |
| 無控制終端 | 脫離終端運行（TTY 顯示為??），不接收用戶直接輸入。 |
| 后臺運行 | 默默執行任務，不占用用戶交互界面。 |
| 獨立會話 | 創建新會話（Session）并成為會話領導者（Session Leader）。 |
| 脫離父進程 | 通過兩次?fork()?脫離原進程，由?init（PID=1）接管。 |
| 固定工作目錄 | 通常將工作目錄設置為根目錄（/）或特定目錄（如?/var/run）。 |
| 日志輸出 | 將標準輸入/輸出重定向到文件（如?/var/log）或?syslog。 |
4.常用命令表
| 命令 | 作用 | 示例 |
| systemctl start <服務名> | 啟動服務 | sudo systemctl start nginx |
| systemctl stop <服務名> | 停止服務 | sudo systemctl stop sshd |
| systemctl restart <服務名> | 重啟服務 | sudo systemctl restart mysql |
| systemctl reload <服務名> | 重新加載配置（不重啟服務） | sudo systemctl reload nginx |
| systemctl status <服務名> | 查看服務狀態 | systemctl status docker |
| systemctl enable <服務名> | 啟用開機自啟 | sudo systemctl enable httpd |
| systemctl disable <服務名> | 禁用開機自啟 | sudo systemctl disable postfix |
| systemctl is-enabled <服務名> | 檢查服務是否開機自啟 | systemctl is-enabled cron |
| systemctl mask <服務名> | 禁用服務（阻止手動或自動啟動） | sudo systemctl mask apache2 |
| systemctl unmask <服務名> | 解除禁用 | sudo systemctl unmask apache2 |
