Linux 进程管理与计划任务详解

一、程序与进程的基本概念

程序：保存在外部存储介质中的可执行机器代码和数据的静态集合，是静态的文件实体
进程：在 CPU 及内存中处于动态执行状态的计算机程序，是程序的动态执行实例
关联关系：每个程序启动后可创建一个或多个进程，进程随程序启动而产生，随执行结束而消亡

二、进程查看工具

1. `ps`：查看静态进程信息

用于捕捉某一时刻的进程快照，常用选项及功能如下：

选项组合	功能描述
`-a`	显示当前终端下的所有进程（包括其他用户）
`-u`	以用户为主的格式输出进程信息
`-x`	显示当前用户所在终端的进程信息（与`-a`结合显示系统所有进程）
`-e`	显示系统内所有进程信息
`-l`	以长格式显示进程信息
`-f`	以完整格式显示进程信息

ps输出字段说明：

字段	含义
USER	启动进程的用户账号名称
PID	进程在系统中的唯一数字 ID 号
%CPU	CPU 占用百分比
%MEM	内存占用百分比
VSZ	占用虚拟内存（swap 空间）的大小
RSS	占用常驻内存（物理内存）的大小
TTY	进程运行的终端（“？” 表示未知或无需终端）
STAT	进程状态（S 休眠、R 运行、Z 僵死、< 高优先级、N 低优先级等）
START	进程启动时间
TIME	进程占用 CPU 的时间
COMMAND	启动进程的命令名称

2. `top`：查看进程动态信息

实时监控进程资源占用，动态刷新进程状态（默认 3 秒 / 次），核心信息如下：

（1）系统负载信息

load average：CPU 平均负载，依次为 1 分钟、5 分钟、15 分钟内的平均值。若 5 分钟或 15 分钟负载值超过 CPU 核心数的 2 倍，系统处于高负载状态

（2）进程状态统计（task）

状态	含义
total	总进程数
running	正在运行的进程数
sleeping	休眠状态的进程数
stopped	停止状态的进程数
zombie	僵死状态的进程数

（3）CPU 占用信息（% cpu）

指标	含义
us	用户进程占用 CPU 时间的百分比
sy	系统进程占用 CPU 时间的百分比
ni	优先级调整后的用户进程占用 CPU 百分比
id	空闲 CPU 的百分比
wa	I/O 等待占用 CPU 时间的百分比
hi	硬件中断占用 CPU 时间的百分比
si	软件中断占用 CPU 时间的百分比
st	虚拟化环境中被占用的 CPU 时间百分比

（4）进程详细字段（`top`输出）

字段	含义
PID	进程 ID
USER	进程属主名称
PR	进程优先级
NI	进程 nice 值（-20~+19，值越小优先级越高）
VIRT	占用虚拟内存总量（kb）
RES	占用物理内存总量（kb）
SHR	与其他进程共享的内存总量（kb）
S	进程状态（D 不可中断休眠、R 运行、S 休眠、T 停止、Z 僵死）
%CPU	进程使用 CPU 的百分比
%MEM	进程使用内存的百分比
TIME+	进程启动后占用的 CPU 总时间
COMMAND	启动进程的命令名称

3. 其他进程查看工具

pgrep -l 进程名：查看某一进程的进程号和名称（例：pgrep -l systemd）
```
pstree
```
：查看进程树形结构，常用选项：
- -p：同时列出对应 PID
- -u：列出对应用户名
- -a：列出完整命令信息

三、进程控制方法

1. 手动启动进程

前台启动：直接执行命令（如ls），进程占用当前终端
后台启动：命令后加&（如route &），进程在后台执行，不阻塞终端

2. 进程挂起与恢复

操作	命令 / 快捷键	功能
挂起前台进程	`Ctrl+Z`	将当前运行的前台进程调入后台并停止执行
查看后台进程	`jobs -l`	显示后台进程列表（含进程号和状态）
恢复后台进程（后台运行）	`bg 任务号`	使后台暂停的进程继续在后台执行
恢复后台进程（前台运行）	`fg 任务号`	将后台进程调回前台执行

3. 终止进程

命令	格式	适用场景
`kill`	`kill 进程号`	正常终止指定 PID 的进程
`kill -9`	`kill -9 进程号`	强制终止无法正常结束的进程（慎用）
`killall`	`killall 进程名`	终止所有同名进程（如`killall httpd`）
`pkill`	`pkill -U 用户名`/`pkill -t 终端`	根据用户或终端终止特定进程

四、计划任务设置

1. `at`：一次性任务

设置任务：

at 23:30 2020-11-23  # 指定执行时间
at> ls / > /tmp/a     # 输入要执行的命令
at> <Ctrl+D>          # 按Ctrl+D确认

任务管理：
- atq：查询待执行的 at 任务
- at -c 任务号：查看任务具体内容
- atrm 任务号：删除指定 at 任务

2. `crontab`：周期性任务

（1）核心配置

系统配置文件：/etc/crontab（系统级任务）
用户任务存放目录：/var/spool/cron/（用户级任务）
时间格式：分、时、日、月、周（支持通配符：*任意值、*/n每隔 n 单位、-范围、,列表）

（2）常用命令

命令	功能
`crontab -e`	编辑当前用户的周期性任务
`crontab -u 用户名 -e`	编辑指定用户的周期性任务
`crontab -l`	查看当前用户的任务列表
`crontab -r`	删除当前用户的所有任务

（3）权限控制

通过/etc/cron.allow（允许创建任务的用户列表）和/etc/cron.deny（禁止创建任务的用户列表）限制权限
仅/etc/cron.allow中列出的用户可创建任务（默认优先于cron.deny）

五、计划任务示例解析

示例 1：为用户 natasha 配置每日定时任务

需求：每天 14:23 执行/bin/echo "RHCSA"，仅允许 natasha 和 root 创建计划任务
步骤：

创建用户：useradd natasha

配置任务：

crontab -u natasha -e

，添加内容：

23 14 * * * /bin/echo "RHCSA"

限制权限：编辑
```
/etc/cron.allow
```
，添加：
```
root
natasha
```

重启服务：

systemctl restart crond
systemctl enable crond

示例 2：每月周期性任务

需求：每月 1~5 号 14:00-17:00，每隔 10 分钟执行/bin/echo "I Love Galaxy"
配置：

crontab -e  # 编辑当前用户任务
*/10 14-17 1-5 * * /bin/echo "I Love Galaxy"  # 添加任务
systemctl restart crond  # 重启服务使配置生效
systemctl enable crond   # 设置开机自启

示例 3：工作日定时记录时间

需求：周一至周五 8:00-21:00，每 2 分钟将当前时间附加到/home/galaxy/my_first_cron_job.txt
配置：

crontab -e  # 编辑任务
*/2 8-21 * * 1-5 date >> /home/galaxy/my_first_cron_job.txt  # 添加任务（注意用>>追加内容）
systemctl restart crond
systemctl enable crond

六、注意事项

crontab任务中建议使用命令绝对路径（如/bin/date），避免环境变量问题
追加内容用>>，覆盖内容用>，根据需求选择
修改计划任务后需重启crond服务（systemctl restart crond）使其生效
僵死进程（Z 状态）需及时用kill -9手动终止，避免资源占用