进程：process, 过程（有开始有结束）

MMU: Memory Management Unit

内存保护机制

实现内存虚拟化：

CPU 32bit: 2^32=4GB 所以在32位架构上每一个程序都认为自己是有4G内存可以使用的。

这种叫做线性地址空间

物理地址空间：RAM+ROM

CPU 一加电就会读读ROM里面的程序使主机启动，如果没有ROM主机就无法启

MMU这种机制将内存地址一个一个的分成页框，能够存储固定大小单元的数据， 每个单元就成为页（Page）。

4G的内存，其中给了1G是给内核使用的，Kernel space 在内存空间的最高段。其他3G分给指令(text segment)，数据（data segment），变量段（BSS segment），堆（heap），内存映射段（Memory mapping segment）栈（stack）。

程序是静态的，而进程是动态的。

进程树：pstree

进程：init(1) --> fork() -->

所以进程都来自init，除了init进程没有父进程，其他都有父进程。

init进程是由内核创建的。子进程由父进程创建，父进程由init进程创建。

进程间通信：IPC, Inter Process Communication

signal（信号）, shm（共享内存）, semerphor

进程分为两类：

CPU-Bound: CPU密集型进程（需要大量占用CPU的进程）

IO-Bound：IO密集型进程（需要大量占用IO的进程）

进程分为三类：

批处理进程（通常是CPU密集型进程如服务类进程或者守护进程）

实时进程（以实时为主要目的）

交互式进程

调度器：

进程优先级：

动态优先级：

惩罚措施：

静态优先级：用户类进程

100-139：数字越小，优先级越高；

nice值:-20, 19

100, 139

实时优先级：内核类线程

1-99：数字越大，优先级越高；

Linux 2.6： O(1)

进程切换：Context Switch, 上下文切换

内核模式，用户模式

内核空间，用户空间

ring0: 特权指令，敏感指令

ring3：普通指令 --> 系统调用

IO：

poll: 轮询, 忙等待;

interupt: 中断, 中断的上半部和下半部 （当某个信号到来的时候会中断通知CPU），一个中断会打打断一个进程的运行过程。

中断就一些不可预知的但是又必须处理的信号。

DMA:

进程的状态：

Ready:

Running:

5ms, 2ms,

Sleeping（当外部条件没能满足的时候被切换出去了）

Interruptable Sleeping （可中断睡眠，可以叫醒继续运行）

Uninterruptable Sleeping（非可中断睡眠，可能是因为外部的IO还没有准备好，所以叫不醒它）

Stopped: （停止状态，叫它也不会醒）

Zombie: 僵死态

COW: Copy On Write: 写时复制；

内存泄露：内存分出去的可用空间收不回来，导致没有可用空间使用了。

线程是进程的一个子单位，在linux中 线程只是被简化的进程

进程管理类的命令：

pstree, ps, top, vmstat, htop, pmap

pstree: 查看进程树;

ps: 显示系统向前进程状态的命令；process status

进程：

跟终端相关的进程

跟终端无关的进程

a: 所有跟终端相关的进程

x: 所有跟终端无关的进程

STAT:

S：可中断睡眠

D：不可中断睡眠

R：运行或可运行；

T：停止

Z：僵死

s: session leader

l: 多线程进程；

+: 前台进程；

N: 低优先级进程；

<: 高优先级进程；

u: 以用户为中心显示进程相关信息

%CPU: cputime/realtime

%MEM:

VSZ： Virtual memory SiZe线性地址大小

RSS: 常驻内存集;

PSR：表示运行在哪个cpu上

-ef:

-e: 显示所有进程；entire progress

-f: 完整格式列表；full format

-eFH

-F：显示额外信息；

-H: 显示进程层次关系；

-o 要显示的字段: 自定义显示格式

ps axo pid,command

pgrep pattern: process grep

例如：pgrep bash

选项：

-U USERNAME：显示相关用户的进程；

-G GROUPNAME：相关组的进程；

pidof: 找到某个程序的进程ID pidof:process pid of program.

top：是个交互式命令。默认是按cpu 来排序的

参数：

M: 按内存空间占用大小排序；

P：按CPU时间占用大小排序；

T：按累计时间排序；

k: 杀死一个进程；

m: 是否显示内存摘要信息；

t: 是否显示CPU和进程的统计信息；

l: 是否显示负载信息

q: 退出

显示信息：

us,sy,ni,id,wa,hi,si,st,

us:user 用户占用cpu百分比

sy：系统内核占用cpu百分比

ni：表示调整nice值占用cpu百分比

i：idle表示空闲cpu百分比

wa：wait表示等待IO 完成所占cpu百分比

hi：硬件中断所占cpu百分比

si：软件中断所占cpu百分比

st：被偷走时间所占cpu百分比

PID:进程号

USER:用户

PR:priority优先级RT：实时优先级 ， 数子表示优先级

NI:nice值

VIRI:虚拟优先级

RES:实际优先级

SHR:share memory共享内存级

S:status 状态

TIME+:进程使用cpu时间的总计，单位是百分之一秒。

COMMAND:有哪个命令启动这个进程的

选项：

-d #: 刷新延迟；

-b : 批次显示；

-n #: 指定批次显示时显示的批数；

htop: 增强版top，比top更好用，系统没有的话需要安装，

ps、pstree、pidof、pgrep、top、htop

vmstat：virtual memory status

procs

r: 运行或等待CPU时间片的进程的个数；

b: 被阻塞（通常为等待IO完成）的进程队列的长度；b表示block

memory

swpd: 从物理内存交换至交换分区的数据量；

free: 未使用的物理内存空间；

buff: buffer cache的空间大小；通常是缓存写操作相关的数据；

cache: page cache的空间大小；通常是缓存读操作的相关数据；

swap:

si: swap in, 数据进入交换分区数据量，即从内存至交换分区中去；(kb/s)

so: swap out, 数据离开交换分区数据量，即从交换分区至内存；

io:

bi: block in，从块设备读入的数据量, (kb/s)

bo: block out，保存至块设备的数据量, (kb/s)

system:

in: interrupt，中断发生的速率，通常意为每秒多个次中断请求发生；

cs: context switch, 上下文切换的速率；

cpu:

us: 用户进程所占用CPU时间的百分比；

sy: 内核

id: CPU空闲百分比；

wa: CPU用于等待IO完成的时间百分比；

st: 被虚拟化占去的时间百分比；

sar -u

sar -P ALL 显示所有cpu相关信息

iostat -c ： 也能显示CPU 相关信息的

dstat -c ：指定显示cpu的信息

dstat -C 0,3

进程间通信：IPC ：只要涉及到进程间交换数据都叫进程间通信。

共享内存，shm

信号：signal

引用信号的方式有三种：1

1）引用信号名称

2）引用信号ID号

3）引用信号名称简写，

信号：给别人发生简短的信息。以下信号需要记住：

1：SIGHUP, 让进程不用终止，而重读其配置文件；

2: SIGINT, 中断正在运行的进程, 相当于Ctrl+c;

9：SIGKILL, 杀死; 类似于秘密杀死

15: SIGTERM, 终止; 类似于人道杀死

19: SIGSTOP, 停止; 让进程停一会

18：SIGCONT：唤醒，可以把停止的进程再次唤醒继续运行。

向其它进程传递信号，使用kill

kill -信号 PID #根据PID 来杀死进程

kill -9 2031 = kill -SIGKILL 2031 #我们可以使用数字或者名称全名或者名称简称

killall -信号 进程名 #根据名称来杀死进程

killall -9 crond #杀死所有crond进程，这里必须使用进程名了不能使用进程ID

killall5 #向所有进程发生命令。

kill -l #查看支持的信号

调整进程nice值：

普通用户：调大数字，调低优先级；

-20, 19 #默认nice值为0，nice值越小优先级越高

100, 139 #默认优先级为120 ，数字越大优先级越低。

nice -n # COMMAND

renice # PID #把某个PID的进程的nice值重新调整为#

Linux作业控制：

前台：占用着终端；前台作业

后台：无须占用终端；

前台-->后台：Ctrl+z #但是作业此时为停止状态。

后台-->前台：fg %JOB_ID #

jobs 查看后台作业，我就是经常使用ctrl+z 来退出文本编辑，看来是不对的。只是把当前的作业送傲后台而已。

我们可以通过#fg %JOB_ID 来把后台进程调回前台。

bg [[%]JOB_ID]：让作业在后台运行；

启动时，让作业直接运行于后台，它是可以继续在后台运行的，只有把进程从前台送到后台时，进程状态为stoped 停止的。

# COMMAND & #通过在命令后面加上&可以把命令放在后台执行。

# nohup COMMAND & #退出终端也可以继续在后台执行， nohup 不需要终端

作业也可被终止：

kill [%JOB_ID] #结束作业，需要在kill命令后面加% 再加上作业id

axel -n 5 -o ./ http://a.b.c.d/abc.iso &

screen:#把当前终端分成多个屏幕，默认没装，这样就可以实现把某个需要长时间运行的任务放在screen中运行，这样即使关闭了当前终端，

任务也会在screen中继续运行， 当再次登录终端时可以通过screen -r 回到screen中。

screen #打开一个screen

screen -ls #查看所有屏幕

screen -r SCREEN_ID #回到某个screen

exit #终止screen

Linux终端：

控制台：/dev/console

物理终端：

虚拟终端：/dev/tty[1-6]

模拟终端: /dev/pts/#

串行终端: /dev/ttyS#

练习：

1、如何获取当前系统上下文切换的次数？sar、iostat或dstat是否可以？

/proc：内核映射，伪文件系统;

PID #每个进程启动的时候在/proc目录下面有一个以进程pid为名称的目录。这个目录里面存放着这个进程相关属性，

每个进程目录里面都有一个maps。它记录着当前进程所依赖的库文件在内存中的地址。

# cat /proc/PID/maps #查看进程运行的物理地址空间映射；

# pmap PID: #查看进程运行的物理地址空间映射；

多处理器：

mpstat

补充资料：关于mmap

系统调用mmap()可以将某文件映射至内存(进程空间)，如此可以把对文件的操作转为对内存的操作，以此避免更多的lseek()与read()、write()操作，这点对于大文件或者频繁访问的文件而言尤其受益。

1、 Linux采用了投机取巧的分配策略，用到时，才分配物理内存。也就是说进程调用brk()或mmap()时，只是占用了虚拟地址空间，并没有真正占用物理内存。这也正是free –m中used并不意味着消耗的全都是物理内存。

2、 mmap()通过指定标志(flag) MAP_ANONYMOUS来表明该映射是匿名内存映射，此时可以忽略fd，可将它设置为-1。如果不支持MAP_ANONYMOUS标志的类unix系统，可以映射至特殊设备文件/dev/zero实现匿名内存映射。

3、 调用mmap()时就决定了映射大小，不能再增加。换句话说，映射不能改变文件的大小。反过来，由文件被映射部分，而不是由文件大小来决定进程可访问内存空间范围(映射时，指定offset最好是内存页面大小的整数倍)。

4、通常使用mmap()的三种情况.提高I/O效率、匿名内存映射、共享内存进程通信。

mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。

当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用.但需注意,直接对该段内存写时不会写入超过当前文件大小的内容.

采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据：一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存区到输出文件。

进程：

使用命令 pmap -x <pid> 可以查看进程的内存占用信息； lsof -a -p <pid> 可以查看一个进程打开的文件信息。ps -Lf <pid> 可以查看进程的线程数。

另外procfs也是一个分析进程结构的好地方。procfs是一个虚拟的文件系统，它把系统中正在运行的进程都显现在/proc/<pid>目录下。