Linux 进程管理 ps、top、pstree命令

概述

操作系统中，所有可以执行的程序与命令都会产生进程。如 ls 命令、touch 命令等，它们在执行完后就会结束，相应的进程也就会终结，所以我们很难捕捉到这些进程。但是还有一些程和命令，比如 httpd 进程，启动之后就会一直驻留在系统当中，我们把这样的进程称作常驻内存进程。

某些进程会产生一些新的进程，我们把这些进程称作子进程，而把这个进程本身称作父进程。比如，我们必须正常登录到 Shell 环境中才能执行系统命令，而 Linux 的标准 Shell 是 bash。我们在 bash 当中执行了ls命令，那么 bash 就是父进程，而 ls 命令是在 bash 进程中产生的进程，所以 ls 进程是 bash 进程的子进程。也就是说，子进程是依赖父进程而产生的，如果父进程不存在，那么子进程也不存在了。

僵尸进程：僵尸进程的产生一般是由于进程非正常停止或程序编写错误，导致子进程先于父进程结束，而父进程又没有正确地回收子进程，从而造成子进程一直存在于内存当中，这就是僵尸进程。僵尸进程会对主机的稳定性产生影响，所以，在产生僵尸进程后，一定要对产生僵尸进程的软件进行优化，避免一直产生僵尸进程；对于已经产生的僵尸进程，可以在查找出来之后强制中止。

ps命令：查看系统中正在运行的进程

ps 是用来静态地查看系统中正在运行的进程的命令。不过这个命令有些特殊，它的部分选项不能加入"-"，比如命令"ps aux"，其中"aux"是选项，但是这个选项不能加入"-"。这是因为 ps 命令的部分选项需要遵守 BSD 操作系统的格式。所以，ps 命令的常用选项的组合是固定的。ps 命令格式如下：

查看系统中所有的进程，使用BS操作系统格式

[root@localhost ~]# ps aux

查看系统中所有的进程，使用Linux标准命令格式

[root@localhost ~]# ps -le

选项：

a：显示一个终端的所有进程，除会话引线外；
u：显示进程的归属用户及内存的使用情况；
x：显示没有控制终端的进程；
-l：长格式显示。显示更加详细的信息；
-e：显示所有进程；

大家如果执行"man ps"命令，则会发现 ps 命令的帮助为了适应不同的类 UNIX 系统，可用格式非常多，不方便记忆。所以，我建议大家记忆几个固定选项即可。比如：

"ps aux"可以查看系统中所有的进程；
"ps -le"可以查看系统中所有的进程，而且还能看到进程的父进程的PID和进程优先级；
"ps -l"只能看到当前Shell产生的进程；

ps aux 查看系统中所有的进程

[root@localhost ~]# ps aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.3 126696  7196 ?        Ss   15:40   0:05 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 21
root      12253  0.0  0.0 139492  1632 pts/1    R+   21:02   0:00 ps aux
.........省略部分输出...........

USER：该进程是由哪个用户产生的。
PID：进程的 ID。
%CPU：该进程占用 CPU 资源的百分比，占用的百分比越高，进程越耗费资源。
%MEM：该进程占用物理内存的百分比，占用的百分比越高，进程越耗费资源。
VSZ：该进程占用虚拟内存的大小，单位为 KB。
RSS：该进程占用实际物理内存的大小，单位为 KB。
TTY：该进程是在哪个终端运行的。其中，tty1 ~ tty7 代表本地控制台终端（可以通过 Alt+F1 ~ F7 快捷键切换不同的终端），tty1~tty6 是本地的字符界面终端，tty7 是图形终端。pts/0 ~ 255 代表虚拟终端，一般是远程连接的终端，第一个远程连接占用 pts/0，第二个远程连接占用 pts/1，依次増长。
STAT：进程状态。常见的状态有以下几种：
1. -D：不可被唤醒的睡眠状态，通常用于 I/O 情况。
2. -R：该进程正在运行。
3. -S：该进程处于睡眠状态，可被唤醒。
4. -T：停止状态，可能是在后台暂停或进程处于除错状态。
5. -W：内存交互状态（从 2.6 内核开始无效）。
6. -X：死掉的进程（应该不会出现）。
7. -Z：僵尸进程。进程已经中止，但是部分程序还在内存当中。
8. -<：高优先级（以下状态在 BSD 格式中出现）。
9. -N：低优先级。
10. -L：被锁入内存。
11. -s：包含子进程。
12. -l：多线程（小写 L）。
13. -+：位于后台。
START：该进程的启动时间。
TIME：该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间。
COMMAND：产生此进程的命令名。

ps -le 查看系统中所有的进程

"ps aux"命令可以看到系统中所有的进程，"ps -le"命令也能看到系统中所有的进程。由于"-l"选项的作用，所以"ps -le"命令能够看到更加详细的信息，比如父进程的 PID、优先级等。命令如下：

[root@localhost ~]# ps -le
F  S   UID    PID   PPID  C PRI  NI  ADDR  SZ     WCHAN   TTY    TIME      CMD
4  S     0      1      0  0  80   0  -     31674  ep_pol  ?      00:00:05  systemd
4  R     0  12391  12146  0  80   0  -     34343  -       pts/1  00:00:00  ps
…省部分输出…

F：进程标志，说明进程的权限，常见的标志有两个；1：进程可以被复制，但是不能被执行；4：进程使用超级用户权限；
S：进程状态。具体的状态和"psaux"命令中的 STAT 状态一致；
UID：运行此进程的用户的 ID；
PID：进程的 ID；
PPID：父进程的 ID；
C：该进程的 CPU 使用率，单位是百分比；
PRI：进程的优先级，数值越小，该进程的优先级越高，越早被 CPU 执行；
NI：进程的优先级，数值越小，该进程越早被执行；
ADDR：该进程在内存的哪个位置；
SZ：该进程占用多大内存；
WCHAN：该进程是否运行。"-"代表正在运行；
TTY：该进程由哪个终端产生；
TIME：该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间；
CMD：产生此进程的命令名；

ps -l 查看系统中所有的进程

有时我不想看到所有的进程，只想查看一下当前登录产生了哪些进程，命令如下：

[root@localhost ~]# ps -l
F  S   UID    PID   PPID  C PRI  NI  ADDR  SZ     WCHAN  TTY      TIME CMD
4  S     0  12146  12140  0  80   0  -     29009  wait   pts/1    00:00:00 bash
0  R     0  12838  12146  0  80   0  -     34343  -      pts/1    00:00:00 ps

可以看到，这次从 pts/1 虚拟终端登录，只产生了两个进程：一个是登录之后生成的 Shell，也就是 bash；另一个是正在执行的 ps 命令。

top命令：持续动态监听进程运行状态

ps 命令用于显示命令运行时这个时间节点的进程状态，而 top 命令则用于动态地持续监听进程的运行状态，而且可以查看系统的健康状态。top 命令格式如下：

[root@localhost ~]#top [选项]

选项：

-d 秒数：指定 top 命令每隔几秒更新。默认是 3 秒；
-b：使用批处理模式输出。一般和"-n"选项合用，用于把 top 命令重定向到文件中；
-n 次数：指定 top 命令执行的次数。一般和"-"选项合用；
-p：指定 PID。只查看某个 PID 的进程；
-s：使 top 命令在安全模式中运行，避免在交互模式中出现错误；
-u 用户名：只监听某个用户的进程；

在 top 命令的交互模式中可以执行的命令:

? 或 h：显示交互模式的帮助；
P：按照 CPU 的使用率排序，默认就是此选项；
M：按照内存的使用率排序；
N：按照 PID 排序；
T：按照 CPU 的累积运算时间排序，也就是按照 TIME+ 项排序；
k：按照 PID 给予某个进程一个信号。一般用于中止某个进程，信号 9 是强制中止的信号；
r：按照 PID 给某个进程重设优先级（Nice）值；
q：退出 top 命令；

top 命令动态监听进程运行状态

[root@localhost ~]# top
top - 21:22:51 up  5:42,  4 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 422 total,   2 running, 420 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.7 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1868660 total,   146588 free,   741164 used,   980908 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2092656 free,     4492 used.   905336 avail Mem 

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                                 
     1 root      20   0  126696   7196   2376 S  0.0  0.4   0:05.47 systemd                                                                   
     2 root      20   0       0      0      0 S  0.0  0.0   0:00.04 kthreadd

top 命令的输出内容是动态的，默认每隔 3 秒刷新一次。命令的输出主要分为两部分：

第一部分是前五行，显示的是整个系统的资源使用状况，我们就是通过这些输出来判断服务器的资源使用状态的；
第二部分从第六行开始，显示的是系统中进程的信息；

第一行为任务队列信息

内容	说明
12:26:46	系统当前时间
up 1 day, 13:32	系统的运行时间.本机己经运行 1 天 13 小时 32 分钟
2 users	当前登录了两个用户
load average: 0.00,0.00，0.00	系统在之前 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。如果 CPU 是单核的，则这个数值超过 1 就是高负载：如果 CPU 是四核的，则这个数值超过 4 就是高负载（这个平均负载完全是依据个人经验来进行判断的，一般认为不应该超过服务器 CPU 的核数）

第二行为进程信息

内容	说明
Tasks: 95 total	系统中的进程总数
1 running	正在运行的进程数
94 sleeping	睡眠的进程数
0 stopped	正在停止的进程数
0 zombie	僵尸进程数。如果不是 0，则需要手工检査僵尸进程

第三行为 CPU 信息

内容	说明
Cpu(s): 0.1 %us	用户模式占用的 CPU 百分比
0.1%sy	系统模式占用的 CPU 百分比
0.0%ni	改变过优先级的用户进程占用的 CPU 百分比
99.7%id	空闲 CPU 占用的 CPU 百分比
0.1%wa	等待输入/输出的进程占用的 CPU 百分比
0.0%hi	硬中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.1%si	软中断请求服务占用的 CPU 百分比
0.0%st	st（steal time）意为虚拟时间百分比，就是当有虚拟机时，虚拟 CPU 等待实际 CPU 的时间百分比

第四行为物理内存信息

内容	说明
Mem: 625344k total	物理内存的总量，单位为KB
571504k used	己经使用的物理内存数量
53840k&ee	空闲的物理内存数量。我们使用的是虚拟机，共分配了 628MB内存，所以只有53MB的空闲内存
65800k buffers	作为缓冲的内存数量

第五行为交换分区（swap）信息

内容	说明
Swap: 524280k total	交换分区（虚拟内存）的总大小
Ok used	已经使用的交换分区的大小
524280k free	空闲交换分区的大小
409280k cached	作为缓存的交换分区的大小

通过 top 命令的第一部分就可以判断服务器的健康状态。如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载高于 1，则证明系统压力较大。如果 CPU 的使用率过高或空闲率过低，则证明系统压力较大。如果物理内存的空闲内存过小，则也证明系统压力较大。

这时，我们就应该判断是什么进程占用了系统资源。如果是不必要的进程，就应该结束这些进程；如果是必需进程，那么我们该増加服务器资源（比如増加虚拟机内存），或者建立集群服务器。

我们还要解释一下缓冲（buffer）和缓存（cache）的区别：

缓存（cache）是在读取硬盘中的数据时，把最常用的数据保存在内存的缓存区中，再次读取该数据时，就不去硬盘中读取了，而在缓存中读取。
缓冲（buffer）是在向硬盘写入数据时，先把数据放入缓冲区,然后再一起向硬盘写入，把分散的写操作集中进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提高系统性能。

简单来说，缓存（cache）是用来加速数据从硬盘中"读取"的，而缓冲（buffer）是用来加速数据"写入"硬盘的。

top 命令的第二部分输出，主要是系统进程信息。这部分和 ps 命令的输出比较类似，只是如果在终端执行 top 命令，则不能看到所有的进程，而只能看到占比靠前的进程。

PID：进程的 ID。
USER：该进程所属的用户。
PR：优先级，数值越小优先级越高。
NI：优先级，数值越小、优先级越高。
VIRT：该进程使用的虚拟内存的大小，单位为 KB。
RES：该进程使用的物理内存的大小，单位为 KB。
SHR：共享内存大小，单位为 KB。
S：进程状态。
%CPU：该进程占用 CPU 的百分比。
%MEM：该进程占用内存的百分比。
TIME+：该进程共占用的 CPU 时间。
COMMAND：进程的命令名。

top -p 选项査看某个进程

[root@localhost ~]# top -p 1
top - 21:29:00 up  5:48,  4 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks:   1 total,   0 running,   1 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.3 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1868660 total,   147192 free,   740532 used,   980936 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2092656 free,     4492 used.   905964 avail Mem 

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                          
     1 root      20   0  126696   7196   2376 S  0.0  0.4   0:05.47 systemd

top 命令如果不正确退出，则会持续运行。在 top 命令的交互界面中按"q"键会退出 top 命令；也可以按"?"或"h"键得到 top 命令交互界面的帮助信息；

按"k"键中止某个进程

#按"k"键，会提示输入要杀死进程的PID

[root@localhost ~]# top
top - 21:40:00 up  5:59,  4 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 422 total,   3 running, 419 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  1.3 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 98.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1868660 total,   146552 free,   741084 used,   981024 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2092660 free,     4488 used.   905404 avail Mem 
PID to signal/kill [default pid = 3411] 3411 lizhouw+  20   0 1591604 302096  41324 S  1.0 16.2   1:26.71 gnome-shell                                                            
 13226 root      20   0  146416   2336   1420 R  0.7  0.1   0:00.05 top

输入进程号后，会提示我们输入信号，信号 9 代表强制中止

按"r"键改变某个进程的优先级

需要注意的是，我们能够修改的只有 Nice 的优先级，而不能修改 Priority 的优先级。具体修改命令如下：

[root@localhost ~]# top -p 18977
top - 14:17:09 up 1 day, 15:22, 3 users, load average: 0.00，0.00, 0.00
Tasks: 97 total, 1 running, 96 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.3%us, 0.0%sy, 0.0%ni, 99.7%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Mem: 625344k total, 574124k used, 51220k free, 66896k buffers
Swap: 524280k total, 0k used, 524280k free, 409324k cached
PID to renice:
#输入"r"交互命令之后，提示输入要修改优先级的进程的PID
PID USER PR Nl VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
18977 root 20 0 11592 3304 2572 S 0.0 0.5 0:04.37 sshd

输入"r"交互命令，会提示输入需要修改优先级的进程的 PID。例如，我们想要修改 18977 这个 sshd 远程连接进程的优先级，就输入该进程的 PID。命令如下：

Renice PID 18977 to value: 10
#输入PID后，需要输入Nice的优先级号
#我们把18977进程的优先级调整为10,回车后就能看到
PID USER PR Nl VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
18977 root 30 10 11592 3304 2572 R 0.0 0.5 0:04.38 sshd
#18977进程的优先级已经被修改了

如果在操作终端执行 top 命令，则并不能看到系统中所有的进程，默认看到的只是 CPU 占比靠前的进程。如果我们想要看到所有的进程，则可以把 top 命令的执行结果重定向到文件中。不过 top 命令是持续运行的，这时就需要使用"-b"和"-n"选项了。具体命令如下：

[root@localhost ~]# top -b -n 1 > /root/top.log

让top命令只执行一次，然后把执行结果保存到top.log文件中，这样就能看到所有的进程了

pstree用法：查看进程树命令

pstree 是查看进程树的命令，也就是查看进程的相关性的命令。命令格式如下：

[root@localhost ~]# pstree [选项]

选项：

-p：菜单进程的 PID；
-u：显示进接的所属用户；

pstree命令查看进程树

[root@localhost ~]# pstree
systemd─┬─ModemManager───2*[{ModemManager}]
        ├─NetworkManager─┬─dhclient
        │                └─2*[{NetworkManager}]
        ├─bluetoothd
        ├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}] #有2个rsyslogd进程存在
        ├─rtkit-daemon───2*[{rtkit-daemon}]
        ├─sshd─┬─sshd───bash
        │      ├─sshd───bash───top
        │      └─sshd───bash───pstree #Pstree命令进程是在远程连接中被执行的
        ├─systemd-logind
        └─wpa_supplicant