Linux——進程管理和計劃任務管理

文章目錄

前言
一、程序與進程的關系
- 1.1 程序與進程的定義
- 1.2 父進程與子進程
二、查看進程信息
- 2.1 ps 命令（重點）
- 2.2 動態查看進程信息top命令（重點）
- 2.3 pgrep命令查詢進程信息
- 2.4 pstree命令以樹形結構列出進程信息
三、進程的啟動方式
- 3.1 手工啟動進程
- 3.2 調度啟動
四、進程的前后臺調度
- 4.1 Ctrl+Z組合鍵
- 4.2 jobs 命令
- 4.3 fg 和 bg 命令
五、終止進程的運行
- 5.1 Ctrl+C組合鍵
- 5.2 kill 命令
- 5.3 killall 命令
- 5.4 pkill 命令
六、計劃任務管理
- 6.1 一次性任務：at 命令
- 6.2 周期性任務：cron 命令
- 6.3 cron 服務管理
總結

前言

進程管理是操作系統管理進程和資源的關鍵部分。在 Linux 中，進程是系統中所有任務的核心，進程管理命令主要用于查看、控制和調度系統中的進程。本文檔將詳細介紹 Linux 進程管理的相關概念、命令及實際應用案例，幫助用戶高效管理系統中的進程和計劃任務。

一、程序與進程的關系

1.1 程序與進程的定義

程序：是存儲在硬盤上的可執行代碼，像一本書的內容，靜態存放在硬盤或其他存儲設備上。例如，你下載并安裝的一個應用程序（如 firefox）。
進程：是程序在運行時的實例，像是一本書被人打開并閱讀時，它在你眼前執行的過程。每當你運行一個程序，操作系統會創建一個進程，分配內存和 CPU 時間來執行這個程序。

1.2 父進程與子進程

父進程：操作系統中的核心進程，負責創建和管理子進程。類似于家庭中的家長角色，父進程為子進程分配系統資源（如內存和CPU時間片），并持續監控其運行狀態。典型的例子是Linux系統中的init進程（PID=1），它作為所有用戶進程的源頭。父進程通過調用fork()等系統調用來創建子進程，并可使用wait()等調用等待子進程結束。
子進程：由父進程通過系統調用創建的獨立執行實體，擁有專屬的進程ID和地址空間。子進程會繼承父進程的環境變量、文件描述符等屬性，但運行后即實現完全獨立。通過exec()系列函數，子進程可以加載新程序并執行不同任務。例如在Web服務器架構中，主進程（父進程）會為每個客戶端請求生成獨立的子進程進行處理。子進程完成任務后，通過exit()系統調用終止運行，并向父進程返回狀態信息。

二、查看進程信息

2.1 ps 命令（重點）

ps（process status）命令用于查看系統中當前運行的進程。它顯示了與進程相關的信息，如進程 ID (PID)、用戶、CPU 和內存使用率等。

常用選項：
- ps -aux：顯示所有進程，包括其他用戶的進程。
- ps -ef：以標準格式顯示所有進程。
- ps -aux | grep [進程名]：通過管道和 grep 命令過濾進程。
輸出字段解釋：
- USER：進程所屬的用戶。
- PID：進程 ID。
- %CPU：進程占用的 CPU 百分比。
- %MEM：進程占用的內存百分比。
- VSZ：進程使用的虛擬內存（單位 KB）。
- RSS：進程使用的物理內存（單位 KB）。
- STAT：進程的狀態，常見狀態有：R（運行）、S（睡眠）、Z（僵尸）、T（停止）等。
- START：進程的啟動時間。
- TIME：進程占用的 CPU 時間。
- COMMAND：啟動該進程的命令。

詳解
STAT:該進程的狀態(D:不可中斷的休眠狀態:R:正在運行狀態;S:處于休眠狀態，可被喚醒;T:停止狀態，可能是在后臺暫停或進程處于跟蹤調試狀態: Z:僵尸進程，進程已經中止，但是部分程序還在內存當中)
。
D：系統守護進程
T：調式、程序執行一般停止
R ：該程序目前正在運作，或者是可被運作；
S ：該程序目前正在睡眠當中 (可說是 idle 狀態啦！)，但可被某些訊號(signal) 喚醒。
T ：該程序目前正在偵測或者是停止了；
Z ：該程序應該已經終止，但是其父程序卻無法正常的終止他，造成 zombie (疆尸) 程序的狀態D 不可中斷狀態.
它們含意如下:：
<: 表示進程運行在高優先級上
N: 表示進程運行在低優先級上
L: 表示進程有頁面鎖定在內存中
s: 表示進程是控制進程
l: 表示進程是多線程的
+: 表示當前進程運行在前臺
D：系統守護進程

案例：
執行完畢vim命令之后，查找 vim 進程，并顯示它的 CPU 和內存占用情況。

vim a.txt
ps -aux | grep vim

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將/usr目錄歸檔到當前文件夾，查看該進程狀態

tar -zcvf usr.tar.gz /usr
ps -aux|grep /usr

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2.2 動態查看進程信息top命令（重點）

top 命令用于動態顯示 Linux 系統中運行的進程和資源使用情況，實時更新顯示。

常用快捷鍵：
- P：按 CPU 使用率排序。
- M：按內存使用量排序。
- T：按時間排序。
- 1：查看幾個cpu
- q：退出 top。
輸出解釋：
- PID：進程 ID。
- USER：啟動該進程的用戶。
- %CPU：進程占用的 CPU 百分比。
- %MEM：進程占用的內存百分比。
- TIME+：進程累計使用的 CPU 時間。
- COMMAND：執行的命令。

案例1：

top

啟動 top，查看實時的進程和系統資源占用情況。按 P 鍵查看 CPU 使用率排序，按 M 鍵查看內存使用情況排序。

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按 P 鍵查看 CPU 使用率排序

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按 M 鍵查看內存使用情況排序
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案例2：
安裝系統壓力測試工具stress

# 啟用 EPEL 倉庫
yum install -y epel-release
# 安裝 stress 工具
yum install -y stress
# 驗證安裝是否成功
stress --version

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-c, --cpu N ：指定 N 個進程，每個進程執行計算密集型的任務，通常是計算隨機數的平方根（消耗 CPU 資源）。
示例：

stress -c 4
top

啟動 4 個進程，消耗 CPU 資源。
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2.3 pgrep命令查詢進程信息

pgrep命令用于根據名稱或其他條件查找進程。

常用的參數：

-l:選項可同時輸出對應的進程名以及PID
-U：選項查詢特定用戶的進程
-t：選項查詢在特定終端運行的進程

例1
pgrep -l "log"  # 匹配進程名中包含 log 的進程

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例2
pgrep -l -U simon
# 篩選屬于用戶simon的進程

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2.4 pstree命令以樹形結構列出進程信息

pstree 是一個用于顯示當前系統中進程樹結構的命令行工具。它以樹狀圖形式展示進程間的父子關系，便于直觀理解進程的層級關系。

pstree 命令默認情況下只顯示各進程的名稱，結合以下常用的參數使用：

-p：選項使用時可以同時列出對應的PID號
-u：選項可以列出對應的用戶名
-a：選項可以列出完整的命令信息

 執行如下的“pstree -aup”命令可以查看當前系統的進程樹，包括各進程對應的PID 號、用戶名、完整命令等信息。從輸出結果中可以看出，systemd 進程確實是 Linux 操作系統中所有進程的“始祖”例1
pstree -aup hmj

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三、進程的啟動方式

3.1 手工啟動進程

由用戶手工輸入命令或者可執行程序的路徑，可以至少啟動一個進程。根據該進程是否需要占用當前的命令終端，手工啟動又可以分為前臺啟動和后臺啟動。

進程在前臺運行：
（如執行ls -l命令）時，用戶必須等到該進程執行結束并退出以后才能繼續輸入其他命令，大多數命令操作在前臺啟動運行。進程在后臺運行時，用戶可以繼續在當前終端中輸入其他命令，而無須等待該進程結束，適用于運行耗時較長的操作。

? 啟動后臺進程需要使用&操作符，將&操作符放在要執行命令的最后面，進程啟動后會直接放入后臺運行，而不占用前臺的命令操作界面，方便用戶進行其他操作。例如，當使用 cp 命令從光盤中制作鏡像文件時，由于需要復制的數據較多，耗時較長，因此可結合& 符號將復制操作放到后臺運行，以便用戶可以繼續執行其他命令操作

cp /dev/cdrom /opt/centos7.iso &

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3.2 調度啟動

在服務器維護工作中，經常需要執行一些比較費時而且較占用資源的任務（如數據備份），這些任務更適合在相對空閑的時候（如夜間）進行。這時就需要用戶事先進行調度安排，指定任務運行的時間，當系統到達設定時間時會自動啟動并完成指定的任務。調度啟動的計劃任務進程均在后臺運行，不會占用用戶的命令終端。

進程的調度啟動可以通過 at、crontab 命令進行設置，其中 at 命令用于設置一次性（如12:15 時重啟網絡服務）計劃任務，crontab 命令用于設置周期性運行（如每周五 17:30 備份數據庫）的計劃任務。

四、進程的前后臺調度

4.1 Ctrl+Z組合鍵

當Linux操作系統中的命令正在前臺執行時（運行尚未結束），按Ctrl＋Z組合鍵可以將當前進程掛起（調入后臺并停止執行），這種操作在需要暫停當前進程并進行其他操作時特別有用。例如，打包usr并且調入后臺，可以按 Ctrl＋Z 組合鍵將該下載任務調入后臺并暫停執行

tar zcf usr.tar.gz /usr
Ctrl＋Z
jobs -l  # 查看所有后臺進程

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4.2 jobs 命令

jobs 命令用于查看當前會話中運行的后臺任務。

常用選項：

jobs -l：列出當前所有后臺任務及其進程 ID。

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案例：

將后臺的進程恢復運行
使用 bg（BackGround，后臺）命令，可以將后臺中暫停執行（如按 Ctrl＋Z 組合鍵掛起）的任務恢復運行，繼續在后臺執行操作；
使用 fg 命令（ForeGround，前臺），可以將后臺任務重新恢復到前臺運行。
除非后臺中的任務只有一個，否則 bg 和 fg 命令都需要指定后臺進程的任務編號作
為參數。例如，執行如下的“fg 1”命令可以將之前掛起至后臺的 wget 進程重新調入前臺執行。
[root@localhost ~]# jobs
[1]-   Stopped                 cp /dev/cdrom mycd.iso 
[2]+  Stopped                 top
[root@localhost ~]# fg 1

查看當前終端會話中的后臺任務。

4.3 fg 和 bg 命令

fg：將后臺任務帶回前臺執行。
bg：將暫停的任務放回后臺繼續執行。

案例：

fg %1
將后臺任務編號為 1 的任務帶回前臺。

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bg %2
將后臺任務編號為 2 的任務恢復在后臺運行。

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五、終止進程的運行

5.1 Ctrl+C組合鍵

? 中斷正在執行的命令

5.2 kill 命令

kill 命令用于發送信號給進程，通常用來終止進程。

常用選項：

kill [PID]：正常終止進程。
kill -9 [PID]：強制終止進程（不可恢復）。（常用）

案例：

kill 6281

終止 PID 為 1234 的進程。

kill -9 6281

強制終止 PID 為 1234 的進程。
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5.3 killall 命令

killall 命令根據進程名稱終止進程。

案例：

vim test1.txt &
vim test2.txt &
vim test3.txt &
ps -aux|grep vim  # 查看和vim有關的進程
killall -9 vim    # 終止所有名為 vim的進程

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一次性殺死所有和vim有關的進程

5.4 pkill 命令

pkill 命令根據進程屬性（如用戶名、終端等）終止進程。

案例：

su - simon      # 切換用戶
vim test1.txt &
vim test2.txt &
vim test3.txt &
ps -aux|grep simon
pkill -9 -U simon
ps -aux|grep simon  # 查看該用戶的進程是否被殺死

終止所有由 root 用戶啟動的進程。

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六、計劃任務管理

計劃任務用于自動執行系統中的任務。Linux 中常用的計劃任務工具包括 at和 cron。

6.1 一次性任務：at 命令

at 命令用于設置一次性任務，任務將在指定時間執行。

命令格式：

 at [HH:MM] [yyyy-mm-dd]at> [要執行的命令]   # 按CTRL+D提交任務

常用選項：
- atq：列出待執行的任務。
- atrm [任務編號]：刪除指定的任務。

案例：

date
at at 14:25 2025-08-16
at>pgrep -U root|wc -l > /opt/ps.root 
at> <EOT>

設置任務在指定時間執行，并將輸出保存到 /opt/ps.root 文件中。
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atq列出待執行的任務

·atrm [任務編號]：刪除指定的任務。

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6.2 周期性任務：cron 命令

cron 用于設置定期執行的任務。用戶可以通過 crontab 命令編輯和管理自己的計劃任務。

主要設置文件：

全局配置文件，位于文件：/etc/crontab
系統默認的設置，位于目錄：/etc/cron.*/
用戶定義的設置，位于文件：/var/spool/cron/用戶名

命令格式：

 * * * * * [command]

*：每個字段的取值范圍：分鐘（0-59），小時（0-23），日期（1-31），月份（1-12），星期（0-6，0 為周日）。
[command]：要執行的命令。

由于各字段的作用不同，其取值范圍也不一樣，如表 9-2 所示，當使用“*”時表示取值范圍中的任意時間。crontab 任務配置記錄中所設置的命令操作將在“分鐘”＋“小時”＋“日期”＋ “月份”＋“星期”都滿足的條件下執行。
crontab 計劃任務的配置字段說明分鐘	取值為 0～59 的任意整數
小時	取值為 0～23 的任意整數
日期	取值為 1～31 的任意整數（日期在該月份中必須有效） 
月份	取值為 1～12 的任意整數
星期	取值為 0～7 的任意整數，0 或 7 代表星期日命令	可以是普通的命令，也可以是自己編寫的程序腳本除了“*”以外，還可以使用“-”（減號）、“，”（逗號）、“/”（斜杠）與數字構成表達式來表  示較復雜的時間關系。
減號“-”：可以表示一個連續的時間范圍，如“1-4”表示整數 1、2、3、4。
逗號“,”：可以表示一個間隔的不連續范圍，如“3, 4, 6, 8”。
?斜杠符號“/”：可以用來指定間隔頻率，如在日期字段中的“*/3”表示每隔 3 天。

應用示例：

0 17 * * 1-5 每周一至周五下午5點整
30 8 * * 1,3,5 每周一、三、五上午8點30分
0 8-18/2 * * * 每天上午8點至下午6點，每隔2小時執行一次
0 0 */3 * * 每3天執行一次

常用命令：

crontab -e [-u 用戶名]：編輯當前用戶的 cron 任務。
crontab -l [-u 用戶名]：列出當前用戶的 cron 任務。
crontab -r [-u 用戶名]：刪除當前用戶的所有 cron 任務。

其他命令：

設置用戶的周期性計劃任務列表主要通過 crontab 命令進行，結合不同的項可以完成不同的計劃任務管理操作。常用的選項如下。
-u：指定所管理的計劃任務屬于哪個用戶，默認是針對當前用戶（自己），一般只有 root 用戶有權限使用此選項（用于編輯、刪除其他用戶的計劃任務）。
下面將分別講解 crontab 命令相關選項的使用。crontab -u 用戶名 #指定XX用戶的cron服務crontab -u zx -l #列出zx用戶下的cron的詳細內容crontab -r #刪除所有用戶的cron內容，普通用戶執行，只刪除自己的cron內容crontab -r -u zx #刪除zx用戶的cron內容

案例1：

50 7 * * * /usr/bin/systemctl start httpd.service
25 15 * * * /usr/bin/systemctl stop httpd.service

每天的 7:50 啟動 httpd 服務，15:25 停止 httpd 服務。

crontab -e50 7 * * * /usr/bin/systemctl start httpd.service
25 15 * * * /usr/bin/systemctl stop httpd.service

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crontab -l [-u 用戶名]：列出當前用戶的 cron 任務。

crontab -r [-u 用戶名]：列出當前用戶的 cron 任務。

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案例2：
每兩分鐘記錄一次/opt目錄下內容

crontab -e
*/2 * * * * /usr/bin/ls -lh /opt/* >> /opt/bak.txt
tail -f /var/log/cron  # 追蹤cron的日志文件

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6.3 cron 服務管理

啟動 cron 服務：

 systemctl start crond

查看 cron 服務狀態：

 systemctl status crond

啟用 cron 服務開機啟動：

 systemctl enable crond

擴充生產案列

例如，若要按固定的周期重復完成一些系統管理任務，任務內容如下：①每天早上 7:50
自動開啟 sshd 服務，22:50 關閉 sshd 服務；②每隔五天清空一cron		次 FTP 服務器公共目錄
/var/ftp/pub 中的數據；③每周六的 7:30 重新啟動系統中的 httpd 服務；④每周一、周三、周五的下午 17:30，使用 tar 命令自動備份/etc/httpd 目錄，則可由 root 用戶通過 crontab 設置以下計劃任務。[root@localhost ~]# crontab -e
50 7 * * * /usr/bin/systemctl start sshd.service 
50 22 * * * /usr/bin/systemctl stop sshd.servic 
0 0 */5 * * /usr/bin/rm -rf /var/ftp/pub/*
30 7 * * 6 /usr/bin/systemctl httpd restart
30 17 * * 1,3,5 /usr/bin/tar jcf httpdconf.tar.bz2 /etc/httpd/
*/2 * * * * ls -lh /home/*普通用戶執行“crontab -e”命令時，可以設置自己的計劃任務（需要注意命令的執行權限）。
例如，用戶 jerry 設置一條計劃任務：在每周日晚上的 23:55 將/etc/passwd 文件的內容復制到宿主目錄中，保存為 pwd.txt 文件，具體操作如下：
[jerry @localhost ~]# crontab -e
55 23 * * 7 /usr/bin/cp /etc/passwd /home/jerry/pwd.txt因各條計劃任務在執行時并不需要用戶登錄，所以任務配置記錄中的命令建議使用絕對路徑，以避免因缺少執行路徑而無法執行命令的情況。另外，在設置非每分都執行的任務時，    “分鐘”字段也應該填寫一個具體的時間數值，而不要保留為默認的“*”，否則將會在每分鐘執行一次計劃任務。
（2）查看用戶的計劃任務列表
crontab 命令結合“-l”選項可以查看當前用戶的計劃任務列表，對于 root 用戶來說，還可以結合“-u”選項查看其他用戶的計劃任務，具體操作如下：[root@localhost ~]# crontab –l	//查看用戶root 自己的計劃任務
50 7 * * * /usr/bin/systemctl start sshd.service
50 22 * * * /usr/bin/systemctl stop sshd.servic 
0 0 */5 * * /usr/bin/rm -rf /var/ftp/pub/*
30 7 * * 6 /usr/bin/systemctl httpd restart
30 17 * * 1,3,5 /usr/bin/tar jcf httpdconf.tar.bz2 /etc/httpd/
[root@localhost ~]# crontab -l -u jerry	//查看用戶jerry 的計劃任務
55 23 * * 7 /usr/bin/cp /etc/passwd /home/jerry/pwd.txt 
[root@localhost ~]# ls -l /var/spool/cron/jerry
-rw-------. 1 root root 57 May 7 11:10 /var/spool/cron/jerry（3）刪除用戶的計劃任務列表
當只需要刪除某一條計劃任務時，可以通過“crontab -e”命令進行編輯；而若要清空某個用戶的所有計劃任務，可以執行“crontab -r”命令。[jerry@localhost ~]$ crontab -r	 //用戶jerry 清空自己設置的計劃任務[jerry@localhost ~]$ crontab -l
[jerry@localhost ~]$ crontab -l
no crontab for jerry案列
21 17 * * * /usr/bin/systemctl reboot
26 17 * * * /usr/bin/cp -r /etc/ /home/
#0 8-18/2 * * * /usr/binsystemctl start vsfrpd.service
0 * */3 * * /usr/bin/rm -rf /var/log/ftp/*.log
*/2 * * * * /usr/bin/systemctl start vsfrpd.service[root@192 home]# crontab -l -u lisi
17 19 * * * /usr/bin/cp -r /home/etc/ /home/lisi/backup/journalctl -xe

案例總結：

查看進程：

 ps -aux | grep vim

查看 vim 進程的 CPU 和內存使用情況。

設置周期性任務：

 crontab -e30 2 * * * /usr/bin/rsync -av /data /backup# 每天02：30將/data的內容同步到/backup

總結

這篇文檔詳細介紹了 Linux 系統中的進程管理及相關命令，涵蓋了從基本概念到實際操作的全方位內容。以下是核心要點總結：

程序與進程的關系
- 程序：靜態存儲在硬盤上的可執行代碼。
- 進程：程序運行的動態實例，由操作系統分配資源（如內存、CPU）執行。
- 父進程與子進程：父進程創建并管理子進程，類似于公司中的上下級關系。
查看進程信息
- ps 命令：查看當前運行的進程，常用選項如 ps -aux 或 ps -ef，支持通過 grep 過濾特定進程。
- top 命令：動態實時顯示進程及資源占用情況，支持按 CPU、內存等排序。
- pgrep 和 pstree：分別用于查詢進程 PID 和以樹形結構展示進程關系。
進程的啟動方式
- 手工啟動：分為前臺啟動（占用終端）和后臺啟動（使用 & 符號）。
- 調度啟動：通過 at 設置一次性任務，或通過 cron 設置周期性任務（如定時備份）。
進程的前后臺調度
- Ctrl+Z：掛起當前前臺進程到后臺并暫停。
- jobs、fg、bg：分別用于查看后臺任務、將任務恢復到前臺或后臺繼續運行。
終止進程
- Ctrl+C：中斷當前前臺進程。
- kill、killall、pkill：通過 PID、進程名或屬性終止進程，kill -9 用于強制終止。
計劃任務管理
- at：設置一次性任務，如定時執行腳本。
- cron：通過 crontab 管理周期性任務，支持靈活的時間配置（如每天、每周或每隔幾天執行）。
- 服務管理：使用 systemctl 啟動、啟用或查看 crond 服務狀態。
實際案例
- 使用 ps -aux | grep vim 查看 vim 進程。
- 通過 crontab -e 設置每天定時啟動/停止服務或備份文件。
- 使用 kill -9 PID 強制終止無響應的進程。