8.linux进程管理与资源监控

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Linux 进程管理与资源监控

1. 基本概念：进程与作业 (Processes and Jobs)

在计算中，我们经常遇到与“进程”和“作业”相关的几个核心概念。下图总结了这些关键术语，它们是理解操作系统如何管理程序执行的基础：

  • 应用程序 (Application) = 服务 (Service): 应用程序可以作为服务在后台运行。
  • 脚本 (Script): 由解释器执行的一系列命令。
  • 进程 (Process): 正在执行的程序的实例。
  • 守护进程 (Daemon): 在后台运行以执行特定任务的特殊进程。
  • 线程 (Threads): 进程内的执行单元。
  • 作业 (Job): 由shell管理的一组进程。

2. 监控和管理进程

当操作系统启动时，许多程序会加载到系统内存中。这些进程或程序需要被管理和监控，因为它们主要消耗三种系统资源：CPU、内存和磁盘空间。

以下是一些常用的管理系统资源的监控命令。

3. 系统资源监控命令

3.1. 磁盘空间 (df, du)

df (disk free)

显示文件系统的磁盘空间使用情况。

VirtualBoxVM_PuiHdwUw0L.png

建议你使用-h选项，获得更方便阅读的结果。

VirtualBoxVM_JJMn5j5Owq.png

此外-T选项也很重要。这个结果向你展示了文件系统的类型(Type)。

  • xfs：

    • 这是一种高性能的日志文件系统 (Journaling File System)。
    • “日志”意味着它会记录即将对磁盘进行的更改，如果系统意外崩溃（比如断电），它能很快恢复数据一致性，而不需要长时间扫描整个磁盘。
    • xfs 这种类型的文件系统是持久化的，意味着它存储在你的物理硬盘上，关机后数据不会丢失。
    • 在你的例子中，你的根目录 (/) 和 启动目录 (/boot) 都使用了 xfs。

  • tmpfs (Temporary File System):

    • 这是一种临时的、基于内存的文件系统。
    • 它把所有数据都存储在RAM（内存） 和/或交换空间 (swap) 中。
    • 优点：读写速度极快，因为它操作的是内存。
    • 缺点：它是易失的（Volatile），意味着系统一旦重启，tmpfs 上的所有数据都会丢失。
    • 它非常适合存放那些“用完即走”的临时运行时数据。

  • devtmpfs:

    • 这是一种特殊的 tmpfs，专门用于 /dev 目录。
    • 它的任务是由内核在系统启动时动态创建和管理设备文件（比如你的硬盘 /dev/sda、终端 /dev/tty1 等）。

du (disk usage)

估算文件和目录的磁盘使用空间。

VirtualBoxVM_urfc4V40pw.png

这个命令du -k / | sort -nr | more是从根目录 (/) 开始计算所有目录的磁盘占用空间（以KB为单位），然后将结果按空间大小从大到小排序，最后把这个排好序的列表用分页器（more）显示出来，方便查看。

提示: 上面的这些 cannot access 的提示都是正常现象。它们只是告诉你在 du 扫描整个系统的过程中，有几个瞬时的 /proc 文件消失了，并且有几个属于其他用户的 FUSE 挂载点拒绝了你的访问。你可以忽略这些。

同样du命令也有-h选项。

VirtualBoxVM_n4U5YRi4Rr.png

你可以通过这个命令查看什么文件占据了很大的空间，从而对其进行管理。

3.2. 系统负载与内存 (uptime, top, free)

uptime

显示系统已经运行了多长时间，当前登录的用户数，以及系统在过去1、5、15分钟内的平均负载。

VirtualBoxVM_8z0XOpWpGp.png

top

实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于 Windows 的任务管理器。

VirtualBoxVM_XFtEG4kLOO.png

top 命令输出的主要字段解释：

  • PID: 进程ID。
  • USER: 进程的所有者。
  • PR: 进程优先级。
  • NI: 进程的 nice 值。
  • VIRT: 进程使用的虚拟内存量。
  • RES: 进程使用的常驻内存量。
  • SHR: 进程使用的共享内存量。
  • S: 进程状态。
  • %CPU: 自上次更新以来进程所使用的 CPU 时间百分比。
  • %MEM: 进程所使用的物理内存百分比。
  • TIME+: 任务所使用的总 CPU 时间，单位为 1/100 秒。
  • COMMAND: 命令名称或命令行。

free

显示系统内存的使用情况，包括物理内存、交换内存(swap)和内核缓冲区。

VirtualBoxVM_n7VTVrh1MK.png

如果你想以MB为单位，只需要加上-m选项。

3.3. 网络与文件 (lsof, tcpdump, netstat)

lsof (list open files)

列出当前系统打开的文件。有些时候，当你停止了某个进程，它所正在查找的文件仍然处于被打开的状态。

tcpdump

一个强大的网络抓包工具，用于捕获和分析网络流量。

我们来简单使用一下，首先我们使用ifconfig（这是个很老的命令了，不过很多人包括我习惯于用这个，新的ubuntu等都没有预装这个老命令的包了），或者ip addr show，来检查IP地址和网卡：

VirtualBoxVM_5UGWpbaLKa.png

比如我想查看流经这个enp0s3接口的所有流量信息：

VirtualBoxVM_YuMXrt0hkl.png

netstat

显示网络连接、路由表、接口统计等网络相关信息。

注意: netstat 是一个比较旧的命令，现在你可以使用 ip -r 来获取类似的信息。

VirtualBoxVM_KX2fyJL5Sp.png

4. 进程管理 (ps, kill)

ps (process status)

显示当前系统的进程状态。

VirtualBoxVM_I0npEJEO2f.png

kill

用于向进程发送信号，通常用于终止进程。

VirtualBoxVM_YP0phAJZmi.png

VirtualBoxVM_slbVS7BkWH.png

可以看到这个top进程被杀掉了。你可以使用-9选项来强制终止进程。

5. 高级监控工具 (vmstat, iostat, iftop)

vmstat (virtual memory statistics)

报告关于虚拟内存、进程、CPU活动、I/O等的统计信息。

iostat (input/output statistics)

报告CPU统计信息和输入/输出设备的统计信息。

VirtualBoxVM_vXgm3MwZGE.png

iftop (interface top)

实时监控网络接口的流量。

在 RHEL 10 上安装 iftop

第一步：启用 codeready-builder (CRB) 仓库

EPEL 里的软件包经常需要这个仓库里的依赖。

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sudo subscription-manager repos --enable codeready-builder-for-rhel-10-$(arch)-rpms

第二步：手动安装 EPEL 10 的 ‘release’ 包

这会告诉 dnf 工具 EPEL 仓库的地址。

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sudo dnf install https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-10.noarch.rpm

VirtualBoxVM_YzAWVhqN57.png

在安装过程中，它可能会提示导入 EPEL 的 GPG 密钥，请输入 y 并按回车键接受。

第三步：安装 iftop

现在 dnf 已经知道 EPEL 仓库了，您可以直接安装 iftop。

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sudo dnf install iftop

VirtualBoxVM_E69t7ksoQc.png

安装完成后，你就可以使用 iftop 命令了。

VirtualBoxVM_FaDKDSrmZv.png