一、程序概念
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()
二、程序的優先級（時間片）
1.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), O(logn), O(n) 線性, O(n^2) 抛物線, O(2^n)
實時優先級 動态優先級
2.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
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
3.IPC: Inter Process Communication
同一主機: signal: 信号，程序與程序之間不能直接通路記憶體空間，
shm: shared memory 找一塊共享記憶體空間，共享
semaphore: 信号量，一種計數器，兩個程序不能同時通路，一個通路後加上lock
不同主機：rpc: remote procedure call
socket: IP和端口号 套接字
三、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
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
四、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,pgreb, top, htop, glance, pmap, vmstat, dstat, kill,pkill, job, bg, fg, nohup
（1）pstree 指令：樹狀結構
process 程序 重（耗資源）
thread 線程 輕（省記憶體）
（2）ps：顯示目前程序的狀态
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
1.支援三種選項：
UNIX 選項 如 如-A -e
BSD 選項 如 如a
GNU 選項 如 如--help
2.ps 目前終端打開的程序（所在終端編号）
a 所有終端中的程序
x 和終端無關（不連結）的程序，背景守護程序
u 顯示程序所有者、PID、cpu、記憶體、VSZ、RSS 等資訊
o 屬性… 選項顯示定制（u裡的選項，是以不和u連用）的資訊
pid 、comm 、%cpu 、%mem 、state 、tty 、[e]user（生效） 、ruser（發起）
f 顯示程序的父程序
k [/--sort] 對所選屬性排序（預設是PID排序）
-C f1.sh 檢視腳本資訊（需#！機制，執行./）
常用組合 aux -ef
VSZ: Virtualmemory SiZe ，虛拟記憶體集，線性記憶體
RSS: ReSident Size, 常駐記憶體集，真實記憶體
3.STAT ：程序狀态
R ：running
S: interruptable sleeping
D: uninterruptable sleeping
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
（3）幾種優先級
ni: nice值
pri: priority 優先級
psr: processor CPU 編号
rtprio: 實時優先級
例：ps axo pid,cmd,psr,ni,pri,rtprio
1.nice 值 -20—19 ps o ni[ce]可以檢視
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直接指定優先級
nice -n 優先級 cmd 例：nice -n 10 ping 127.1
renice 調整優先級
renice 優先級 PID 例：renice -10 3213 超過-20—19，用-20或19
（5）pgrep按預定義的模式查詢
-u : effective user ，生效者 例：pgrep -u root
-U : real user ，真正發起運作指令者 例：pgrep -U root
-t terminal: 與指定終端相關的程序 例：pgrep -t pts/0
-l: 顯示程序名 例：pgrep -l ping
-a: 顯示完整格式的程序名 例：pgrep -a ping
-P pid: 顯示指定程序的子程序 例：pgrep-P 2314
支援正規表達式 例：pgrep -a"^pi.*"
按确切的程式名稱：/sbin/pidof
pidof程序名 查詢程序名對應的程序号，如果能查詢出來echo $? 為0值，查不出值為1
常用在腳本，例：
pidof httpd &> /dev/null || systemctl restarthttpd
五、程序管理工具
（1）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）值越大，負載越大
在工作中，uptime查詢，顯示系統已啟動的時間太長，别亂碰，機器很老，很容易故障
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
② 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
③ 如果linux 主機是1個雙核CPU，當Load Average，比核心大的超過3，不太好，為6的時候說明機器已經被充分
（2）top 預設按cpu占用率排序
1.第一行就是 uptime
第二行 tasks任務： 總數 在運作 睡眠的 stop 僵屍态
第三行欄位資訊簡介：cpu dd if=/dev/zeroof=/dev/null 純粹占用cpu，用于實驗
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
第四行記憶體資訊：總數 空閑記憶體數 已經占用的 緩存buff
第五行swap資訊： 總數 空閑記憶體數 已經占用的 緩存buff
dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=3G count=1純粹耗費swap，用于實驗
2. top ：有許多内置指令（認為幹預）：（打開後直接按下面的選項）
排序：
P ：以占據的CPU 百分比,%CPU（預設）
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 （是否顯示）
tasks 及cpu 資訊：t 指令
cpu 分别顯示：1 ( 數字) （雙核分開看）
memory 資訊：m 指令 （3中類型顯示）
修改重新整理時間間隔：s（預設3秒一重新整理） s 10 10秒一重新整理
終止指定程序：k k 程序号 kill信号 例：k 4123 9
儲存檔案：W
退出指令：q
3.top 進去前選項
-d #：指定重新整理時間間隔，預設為3秒 秒
-b：全部顯示所有程序
-n #：重新整理多少次後退出
例：top -d 1 -n 3 一秒重新整理一次，3次後退出
4.htop 更花哨的top工具，預設沒有安裝，需從EPEL源中安裝yum -y install htop
F1 help F2 選擇格式（按空格） F3搜尋 F4過濾 F5顯示 F6 排序 F9kill
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（包含用到的庫）
a ：将標明的程序綁定至某指定CPU 核心
t: 顯示程序樹
六、記憶體工具
（1）vmstat指令：虛拟記憶體資訊，預設顯示一次就退出
① 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)
② 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
③ 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) 測試dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=3G count=1
④ io：
bi ：從塊裝置讀入資料到系統的速率(kb/s) 測試dd if=/dev/sda of=/dev/null
bo: 儲存資料至塊裝置的 速率 測試dd if=/dev/zeroof=/app/f1
⑤ system： ：
in: interrupts 中斷速率，包括時鐘
cs: context switch 程序切換速率
⑥ 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-waittime.
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.
-s: 顯示記憶體的統計資料
#：指定重新整理時間間隔，并不退出 例：vmstat1 一秒重新整理一次
# #：指定重新整理時間間隔和重新整理幾次 例：vmstat1 10 一秒重新整理一次，刷10次退出
（2） iostat: 統計CPU 和裝置IO 資訊
每秒鐘讀取多少K的資料量 每秒鐘寫多少K的資料量 總的讀的資料量 總的寫
#：指定重新整理時間間隔，并不退出 例：iostat1 一秒重新整理一次
# #：指定重新整理時間間隔和重新整理幾次 例：iostat1 10 一秒重新整理一次，刷10次退出
（3）pmap指令：程序對應的記憶體映射，占用哪部分真正的記憶體空間
pmap [options] pid [...] 檢視是否有記憶體洩漏問題，隻存不釋放，發現記憶體不斷的增大，有問題
-x: 顯示詳細格式的資訊
例：pmap 1
另外一種實作：（顯示的差不多）
cat /proc/PID/maps 核心空間使用者空間
（4）glances指令：系統監控工具
glances [-bdehmnrsvyz1] [-B bind] [-c server] [-Cconffile] [-p port] [-P password] [--password] [-t refresh] [-f file] [-ooutput]
1.内建指令：
a Sort processes automatically l Show/hide logs
c Sort processes by CPU% b Bytes or bits for network I/O
m Sort processes by MEM% w Delete warning logs
p Sort processes by name x Delete warning and critical logs
i Sort processes by I/O rate 1 Global CPU or per-CPU stats
d Show/hide disk I/O stats h Show/hide this help screen
f Show/hide file system stats t View network I/O as combination
n Show/hide network stats u View cumulative network I/O
s Show/hide sensors stats q Quit (Esc and Ctrl-C also work)
y Show/hide hddtemp stats
2.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
3. 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
（5）dstat指令：系統資源統計, 相對較新的指令，代替vmstat,iostat
yum install dstat -y
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
--tcp
--udp
--unix
--raw
--socket
--ipc
--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
七、kill指令：
1.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 或 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（預設為15）
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 例：kill -1 PID
(2) 信号完整名稱：SIGHUP 例：kill -SIGHUP PID
(3) 信号的簡寫名稱：HUP 例：kill -HUP PID
2. 按程序号：
按名稱：killall [-SIGNAL] com… killall -9 bash （全殺） killall httpd
按模式：pkill [options] pattern pkill -9 "bash"支援正則
-SIGNAL
-u uid: effective user 生效者 suid特殊權限
-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
八、作業管理
（1）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）
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
（2）檢視目前終端所有作業： jobs
（3）并行運作
同時運作多個程序，提高效率
1.方法1，寫進腳本
vi all.sh
f1.sh &
f2.sh &
cmd &
2.方法2
(f1.sh&);(f2.sh&);(f3.sh&)
方法3
{ f1.sh& f2.sh& f3.sh& }
{ ping -c 3 127.1 ; ping 127.2 ; }& { ping -c 3 127.3 ; ping 127.4 ; }&
九、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 周期性的備份，清理
cron
（1）at
1.安裝確定服務啟動
rpm -ql at 看到有servie，就想到查詢服務是否開啟
centos 7
systemctl status atd[.service] 查詢服務狀态
systemctl start atd 開啟服務
centos 6
service atdstatus
service atd start
2.at 指令：at [option] TIME
① 常用選項： 隊列資訊的配置檔案在 /var/spool/at目錄下
-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 例：at -l
-d #：删除指定的作業；相當于atrm
-c #：檢視具體作業任務 例：at -c 1
-f路徑 ：從指定的檔案中讀取任務 例：at -f at.txt 12:12
-m: 當任務完成後，即使沒有标準輸出也強制發郵件
因為是互動式的，是以可以事先把計劃任務寫到腳本裡，再用管道實作非互動，<，-f
cat at.log |at 12:12
at 寫完任務 按Ctrl +d 退出
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，為了減少生成垃圾郵件，可以加上 &> /dev/null
② TIME: 定義出什麼時候進行 at 這項任務的時間
HH:MM [YYYY-mm-dd]
noon（12:00）, midnight（00:00）, teatime （4pm）
tomorrow
now+#{minutes,hours,days,OR weeks}
at 時間格式
HH:MM 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] 例：04pm March 例：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
例：now + 5 minutes
02pm + 3 days
③ 執行方式：
1）互動式 2）輸入重定向 例：at12:12: 2017-12-12 < at.txt 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，是以重新開機仍在
/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
黑名單：/etc/at.deny 預設存在，拒絕該檔案中使用者執行at 指令
如果兩個檔案都不存在有，隻有 root 行 可以執行 at
有allow > deny，allow優先級最大
沒at.allow，at.deny隻有root才有權限執行at
沒allow有deny deny中使用者不能執行，其他使用者預設允許
有allow有deny 隻有allow中使用者才能執行
（2）cron
1.相關的程式包：（預設都安裝了）
cronie: 主程式包，提供crond 守護程序及相關輔助工具
cronie-anacron ：cronie 的補充 程式，用于 監控cronie任務執行 狀況，如cronie 中的任務在過去該運作的時間點未能正常運作，則anacron 會随後啟動一次此任務
crontabs ：包含CentOS 提供系統維護任務
rpm -ql cronie 和 at 一樣
CentOS 7:
systemctl status crond
CentOS 6:
service crond status
2.系統cron 任務：系統維護作業 /etc/crontab（隻有root才有權限）
使用者cron 任務： crontab 指令
日志：/var/log/cron
① 系統cron 任務:/etc/crontab
詳情參見 man 5 crontab
② 時間表示法：
特定值 給定時間點有效取值範圍内的值
* 給定時間點上有效取值範圍内的所有值，表示“每...”
離散取值 #,#,#
連續取值 #-#
在指定時間範圍上，定義步長 /#: #
③ 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/cron.d 目錄 vim /etc/cron.d/0hourly
/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
date -d "yesterday" +%F 建立昨天的時間的檔案
date -d "-2 day" +%F 建立前天的時間的檔案 date -d "-/+# day" +%F
3.使用者cron
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：
相當于vi 打開的，沒有顔色，export EDITOR=vim 用vim打開，寫到配置檔案/etc/profile.d/*.sh
crontab [-u user] [-l | -r | -e] [-i]
-l: 列出所有任務；
-e: 編輯任務；改任務 crontab -e 寫自己的計劃任務
-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
例：su - wang crontab -e
控制使用者執行計劃任務 ：
/etc/cron.{allow,deny}
注意：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%
4.秒級 sleep 0.5 支援小數點 usleep 以微秒為機關 10^6微秒 為 1秒
* * * * * root ls;sleep 20;pwd;sleep 20;...
4.anacron 系統 ，運作計算機關機時cron不運作的任務，因為企業不常關機，所有不常用
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
5.定時清除臨時檔案
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|createconfigfile