Linux前台进程和后台进程

一、Linux前台进程和后台进程

1、前台进程和后台进程介绍

#前台进程介绍 前台进程是占用当前终端的进程，只有该进程执行完成或被终止之后，才会释放终端并将终端交还给shell进程。 比如在终端中运行的命令，如vim,nano或sleep都是前台进程。 比如sleep 30，执行命令后，将创建sleep子进程，sleep子进程是bash进程(假如当前的shell为bash)的子进程 pstree-p|grep sleep |-bash(31207)---sleep(31800)在30秒内，sleep进程将占用终端，所以此时的sleep称为前台进程。当睡眠30秒之后，前台进程sleep退出，终端控制权交还给当前shell进程，shell进程可继续向下运行命令或等待用户输入新命令。 有一些进程如果不终止就会一直占用前台，永远在等待用户的属于来进行交互，这种进程我们叫做"永久前台进程"。"永久前台进程"概念不存在，前台进程的持续性取决于其功能设计。有一些进程会在运行期间占用前台，运行结束就会释放终端的shell，我们叫做"临时前台进程"。对于永久前台进程来说是不能放到后台运行的，放到后台运行永久前台进程会暂停运行，因为后台永远不会有人给它提供输入。 对于临时前台进程来说，是可以将临时前台进程放到后台运行的，放到后台运行后，运行结束后，临时前台进程会自动退出，不会永远的占用系统资源。 #后台进程介绍 后台进程（Background Process）是指在操作系统中无需用户直接交互、默认运行的程序或任务。它们通常在系统启动时自动运行，或由用户启动后在后台持续执行特定功能，不占用终端界面或前台显示，仅在需要时通过日志、通知或状态更新反馈信息。 后台进程不需要用户输入即可运行。 后台进程不会独占终端，用户可以在终端中继续执行其他命令。 后台进程通常不会接收来自终端的信号，但可以通过其他方式（如kill命令）发送信号。 后台进程通常用于长时间运行的任务，如服务器进程、定时任务等。 后台进程分为两种，一种是用户自己将临时前台进程通过某种特定方式放到后台运行称为后台进程，另外一种就是大名顶顶的守护进程，守护进程我们后面再说，我们先说用户如何将临时前台进程放到后台运行。 临时前台进程（如非交互式的一次性命令）可通过&符号直接在后台启动，或通过 Ctrl+Z 暂停后用 bg 命令恢复运行。 给命令加上一个&符号，该命令将在后台运行。 sleep 30 &此时，sleep仍然是当前bash的子进程，但是它不会占用终端，而是在后台默默地运行，并且在30秒之后默默的退出。

2、僵尸进程和孤儿进程

#僵尸进程 僵尸进程（Zombie Process）是指子进程已经结束了，但父进程因为某些原因还没有回收它的资源，于是子进程留下一个"僵尸"条目挂在系统中。每个进程在系统中都会占用一个进程表项(少量内存)，如果大量僵尸进程堆积，会耗尽系统资源，导致无法创建新进程，严重时可能引发系统崩溃。 #孤儿进程 孤儿进程（Orphan Process）是指当一个子进程还在运行，但它的父进程已经结束了，此时子进程就成为了孤儿进程。孤儿进程出现的原因是由于父进程因为异常退出或正常终止，而子进程还没运行完毕。当出现孤儿进程后，操作系统会将孤儿进程交给PID为1的进程来收养。如果没有孤儿进程的这种设计，子进程若未被接管，就会成为僵尸进程，持续占用进程表项。 #nohup命令 nohup用于让进程在不受终端关闭影响的情况下持续运行。nohup命令用于执行长时间任务（如编译、数据处理、备份）时，避免因终端会话中断导致任务失败。比如当远程 SSH 会话中执行命令，关闭会话后进程仍能继续运行（tmux更好）。 1.nohup 必须放在命令前。 2.命令末尾加&使其在后台运行（否则会占用当前终端）。 3.若未指定输出文件，默认将标准输出（stdout）和标准错误（stderr）重定向到当前目录的 nohup.out 文件。

3、守护进程

#守护进程介绍 守护进程（Daemon）是在计算机系统中以后台方式运行的特殊进程。守护进程通常在系统引导时启动，并一直在后台运行，直到系统关闭或显式终止。与一般的用户进程不同，守护进程不依赖于特定的终端或用户会话，它独立于终端控制并在系统级别执行特定的任务。 守护进程通常以d结尾命名（如 sshd、httpd、crond）。守护进程的标准输入、输出和错误输出通常被重定向到/dev/null。守护进程一般会将自己的运行状态、错误信息等记录到日志文件中，以便管理员进行查看和故障排除。 #深入理解守护进程特征 在Linux中，系统与用户进行交流的界面称为终端，每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端，这个终端被称为这些进程的控制终端； 当控制终端被关闭的时候，相应的进程都会自动关闭。但是守护进程却能突破这种限制，它脱离于终端并且在后台运行，（脱离终端的目的是为了避免进程在运行的过程中的信息在任何终端中显示，并且进程也不会被任何终端所产生的终端信息所打断），它从被执行的时候开始运转，直到整个系统关闭才退出。 如果想让某个进程不因为用户或中断或其他变化而影响，那么就必须把这个进程变成一个守护进程。 简单来说当一个进程脱离了Shell环境后，它就可以被称为后台服务类进程，即Daemon类守护进程，显然Daemon类进程的PPID=1。当某进程脱离Shell的控制，也意味着它脱离了终端：当终端断开连接时，不会影响这些进程。

4、作业管理

#作业管理介绍 在 Linux 系统中，作业管理（Job Control）是指在终端会话中管理多个进程的能力。通过作业管理，用户可以在不中断当前会话的情况下暂停、恢复或切换不同的任务。 #作业管理常用命令 &ctrl+z jobs fg bg kill

二、调整进程的优先级

在 Linux 系统中，进程有一个优先级的参数来决定进程在资源紧张时是否具有优先使用资源的特权。如果操作系统的cpu资源比较充裕，调整优先级参数的作用就没那么明显了。 #系统管理员有两种方式调整进程的优先级 第一种方式就是直接修改或设置进程的实时优先级(RT priority)，实时优先级的范围为0-99，0代表普通调度（cpu调度策略），99代表实时调度，实时优先级的数值越高，进程越可能使用更多的资源。注意，设置实时优先级时，哪怕设置为1，也优于所有普通调度进程（无论nice值如何），普通调度进程就是实时优先级为0的进程。操作系统默认所有进程都采用普通调度方式运行进程。 第二种方式就是通过修改nice值来间接的影响进程优先级（priority），因为进程的优先级普通用户无法修改（即使该进程是用户自己运行的进程），但是普通用户可以通过设置进程的的nice值来影响进程优先级，实际进程优先级等于进程运行优先级加上nice值，所以nice值的修改会影响进程的实际优先级。修改nice值也是建议的影响进程优先级的方式。需要注意的是普通用户只能降低优先级（增加 nice 值）。提高优先级（降低 nice 值或设置实时优先级）需要 root 权限。 #通过调整实时优先级影响进程优先级 chrt是Linux系统中用于设置和查看进程实时调度属性的命令，主要用于控制进程的实时优先级和调度策略。 Linux 支持如下三种主要调度策略： SCHED_FIFO（先进先出）：实时进程，优先级高，同优先级下先到先服务，无时间片限制。 SCHED_RR（轮转）：实时进程，类似 SCHED_FIFO，但每个进程有时间片限制，时间片用完后轮转。 SCHED_OTHER（普通）：非实时进程，使用 nice 值调度，默认策略。 chrt参数 -f：SCHED_FIFO（先进先出） -r：SCHED_RR（轮转） -o：SCHED_OTHER（普通） -p：指定进程 PID -v：显示详细信息 -b：SCHED_BATCH（批量处理，低优先级后台任务） -d：SCHED_DEADLINE（限期调度，用于严格时间要求的任务） -m：显示系统支持的最小 / 最大优先级 1.以实时优先级50启动进程 chrt-p 50 1234# 修改 PID 为 1234 的进程 chrt 50 command# 启动新命令 2.以最高实时优先级启动进程 chrt-p 99 1234 chrt 99 command 3.恢复普通调度（实时优先级 0） chrt-o-p 0 1234 普通用户只能设置优先级为 0 的进程（即普通调度策略）。 root 用户可设置任意优先级和调度策略。 过高的实时优先级（如 99）可能导致系统无法响应其他任务，建议不超过 50。 实时进程可能抢占系统关键进程（如调度器、中断处理），导致系统无响应。建议使用 isolcpus 内核参数隔离 CPU 核心给实时进程。优先使用 SCHED_RR 而非 SCHED_FIFO，避免长时间阻塞。对于非严格实时需求，可使用 nice/renice 调整普通进程优先级，更安全。 #通过修改进程的nice值来调整进程优先级 在 Linux 系统中，nice 值（Niceness） 是调整进程调度优先级的一种方式，取值范围为 -20（最高优先级）到 19（最低优先级），默认值为 0。通过修改 nice 值，可以影响进程获得 CPU 时间的比例，但不会完全剥夺其他进程的执行机会。 1.启动新进程时设置nice值 nice-n 10 command# 以 nice 值 10 启动命令（优先级降低） nice-n-5 command# 以 nice 值 -5 启动命令（优先级提高，需 root 权限） 2.使用 renice 命令修改已存在进程的 nice 值 renice 10 -p 1234# 将 PID 为 1234 的进程 nice 值设为 10 renice-5-u username # 将用户 username 的所有进程 nice 值设为 -5 renice 5 -g groupname # 将进程组 groupname 的所有进程 nice 值设为 5 普通用户只能增加 nice 值（降低优先级），且只能修改自己的进程。普通用户可将 nice 值从 0 改为 10。 root 用户可任意调整 nice 值（-20 到 19），且可修改任何用户的进程。 nice 值仅影响普通进程（SCHED_OTHER）的调度优先级，对实时进程（SCHED_FIFO/SCHED_RR）无效。 高 nice 值（如 19）会使进程获得更少的 CPU 时间，但不会完全阻塞。 过度提高进程优先级（如 nice -20）可能导致系统响应变慢，甚至无法登录。 建议仅对关键服务（如数据库、Web 服务器）适度降低 nice 值（如 -5 到 -10）。 对于严格实时性要求的任务（如音视频处理），建议使用 chrt 命令设置实时优先级。 对于资源隔离，可结合 cgroups 限制进程的 CPU、内存使用。 #stress命令模拟负载测试进程优先级调整 stress 是 Linux 系统中常用的压力测试工具，用于模拟 CPU、内存、I/O 或磁盘等资源的高负载状态，帮助测试系统在压力条件下的稳定性和性能表现。 yum-y install epel-release yum-y install stress stress--cpu N# 启动 N 个 CPU 密集型进程 stress--cpu 4 --timeout 60# 4 个 CPU 进程，运行 60 秒后自动退出 stress--vm N# 启动 N 个内存分配进程 stress--vm 2 --vm-bytes 512M# 2 个进程，每个分配 512MB 内存 stress--vm 2 --vm-bytes 512M --vm-keep# 分配内存后持续占用（不释放） --timeout N# 运行 N 秒后自动退出 --verbose# 显示详细信息 --backoff N# 启动每个进程前延迟 N 毫秒（避免同时启动） 1.运行cpu负载进程 taskset-c 0 stress -c 4 &2.调整nice值影响进程优先级 renice-20 6485 3.调整实时优先级影响进程优先级 chrt-p 10 6485 4.通过ps命令查看进程cpu的使用率 watch-n 1 'ps -eo pid,psr,pri,ni,%cpu,cmd | grep [s]tress'

三、进程的OOM

OOM（Out of Memory，内存不足） 是操作系统在内存资源耗尽时触发的一种保护机制，用于终止某些进程以释放内存，避免系统崩溃。当系统物理内存（RAM）和交换空间（Swap）均被耗尽，无法为新进程或现有进程分配内存时，操作系统会触发OOM Killer（内存不足杀手）。触发时，系统会根据进程的 OOM 评分（OOM Score）选择一个或多个进程终止，以释放内存。 每个进程都有一个oom评分，可以在/proc/PID/oom_score文件中查看。内核维护该分数，并使用它来确定哪个进程应该被OOM杀死。分数越高，OOM杀手就越有可能杀死这个过程。内核本身和PID 1（systemd）不受OOM killer的影响。 你可以使用/proc/PID/oom_score_adj可调项手动调整分数。这个可调参数的值介于-1000到1000之间，其中0是默认值。值-1000表示免疫。OOM杀手从不扼杀-1000分的进程。 # cat /proc/15029/oom_score_adj 0 # cat /proc/15029/oom_score 666 # echo 200 > /proc/15029/oom_score_adj # cat /proc/15029/oom_score_adj 200 # cat /proc/15029/oom_score 800 系统通过以下因素计算进程的 OOM 评分（分值越高越容易被终止）： 进程占用内存大小：占用内存越多，评分越高。 进程类型：普通用户进程评分高于系统关键进程（如 systemd、init）。 用户优先级：低优先级用户的进程更易被终止。 进程状态：处于 D 状态（不可中断睡眠）的进程评分较低，通常不会被杀死。