Linux——进程管理和计划任务管理

文章目录

前言
一、程序与进程的关系
- 1.1 程序与进程的定义
- 1.2 父进程与子进程
二、查看进程信息
- 2.1 ps 命令（重点）
- 2.2 动态查看进程信息top命令（重点）
- 2.3 pgrep命令查询进程信息
- 2.4 pstree命令以树形结构列出进程信息
三、进程的启动方式
- 3.1 手工启动进程
- 3.2 调度启动
四、进程的前后台调度
- 4.1 Ctrl+Z组合键
- 4.2 jobs 命令
- 4.3 fg 和 bg 命令
五、终止进程的运行
- 5.1 Ctrl+C组合键
- 5.2 kill 命令
- 5.3 killall 命令
- 5.4 pkill 命令
六、计划任务管理
- 6.1 一次性任务：at 命令
- 6.2 周期性任务：cron 命令
- 6.3 cron 服务管理
总结

前言

进程管理是操作系统管理进程和资源的关键部分。在 Linux 中，进程是系统中所有任务的核心，进程管理命令主要用于查看、控制和调度系统中的进程。本文档将详细介绍 Linux 进程管理的相关概念、命令及实际应用案例，帮助用户高效管理系统中的进程和计划任务。

一、程序与进程的关系

1.1 程序与进程的定义

程序：是存储在硬盘上的可执行代码，像一本书的内容，静态存放在硬盘或其他存储设备上。例如，你下载并安装的一个应用程序（如 firefox）。
进程：是程序在运行时的实例，像是一本书被人打开并阅读时，它在你眼前执行的过程。每当你运行一个程序，操作系统会创建一个进程，分配内存和 CPU 时间来执行这个程序。

1.2 父进程与子进程

父进程：操作系统中的核心进程，负责创建和管理子进程。类似于家庭中的家长角色，父进程为子进程分配系统资源（如内存和CPU时间片），并持续监控其运行状态。典型的例子是Linux系统中的init进程（PID=1），它作为所有用户进程的源头。父进程通过调用fork()等系统调用来创建子进程，并可使用wait()等调用等待子进程结束。
子进程：由父进程通过系统调用创建的独立执行实体，拥有专属的进程ID和地址空间。子进程会继承父进程的环境变量、文件描述符等属性，但运行后即实现完全独立。通过exec()系列函数，子进程可以加载新程序并执行不同任务。例如在Web服务器架构中，主进程（父进程）会为每个客户端请求生成独立的子进程进行处理。子进程完成任务后，通过exit()系统调用终止运行，并向父进程返回状态信息。

二、查看进程信息

2.1 ps 命令（重点）

ps（process status）命令用于查看系统中当前运行的进程。它显示了与进程相关的信息，如进程 ID (PID)、用户、CPU 和内存使用率等。

常用选项：
- ps -aux：显示所有进程，包括其他用户的进程。
- ps -ef：以标准格式显示所有进程。
- ps -aux | grep [进程名]：通过管道和 grep 命令过滤进程。
输出字段解释：
- USER：进程所属的用户。
- PID：进程 ID。
- %CPU：进程占用的 CPU 百分比。
- %MEM：进程占用的内存百分比。
- VSZ：进程使用的虚拟内存（单位 KB）。
- RSS：进程使用的物理内存（单位 KB）。
- STAT：进程的状态，常见状态有：R（运行）、S（睡眠）、Z（僵尸）、T（停止）等。
- START：进程的启动时间。
- TIME：进程占用的 CPU 时间。
- COMMAND：启动该进程的命令。

详解
STAT:该进程的状态(D:不可中断的休眠状态:R:正在运行状态;S:处于休眠状态，可被唤醒;T:停止状态，可能是在后台暂停或进程处于跟踪调试状态: Z:僵尸进程，进程已经中止，但是部分程序还在内存当中)
。
D：系统守护进程
T：调式、程序执行一般停止
R ：该程序目前正在运作，或者是可被运作；
S ：该程序目前正在睡眠当中 (可说是 idle 状态啦！)，但可被某些讯号(signal) 唤醒。
T ：该程序目前正在侦测或者是停止了；
Z ：该程序应该已经终止，但是其父程序却无法正常的终止他，造成 zombie (疆尸) 程序的状态D 不可中断状态.
它们含意如下:：
<: 表示进程运行在高优先级上
N: 表示进程运行在低优先级上
L: 表示进程有页面锁定在内存中
s: 表示进程是控制进程
l: 表示进程是多线程的
+: 表示当前进程运行在前台
D：系统守护进程

案例：
执行完毕vim命令之后，查找 vim 进程，并显示它的 CPU 和内存占用情况。

vim a.txt
ps -aux | grep vim

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将/usr目录归档到当前文件夹，查看该进程状态

tar -zcvf usr.tar.gz /usr
ps -aux|grep /usr

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2.2 动态查看进程信息top命令（重点）

top 命令用于动态显示 Linux 系统中运行的进程和资源使用情况，实时更新显示。

常用快捷键：
- P：按 CPU 使用率排序。
- M：按内存使用量排序。
- T：按时间排序。
- 1：查看几个cpu
- q：退出 top。
输出解释：
- PID：进程 ID。
- USER：启动该进程的用户。
- %CPU：进程占用的 CPU 百分比。
- %MEM：进程占用的内存百分比。
- TIME+：进程累计使用的 CPU 时间。
- COMMAND：执行的命令。

案例1：

top

启动 top，查看实时的进程和系统资源占用情况。按 P 键查看 CPU 使用率排序，按 M 键查看内存使用情况排序。

在这里插入图片描述
按 P 键查看 CPU 使用率排序

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按 M 键查看内存使用情况排序
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案例2：
安装系统压力测试工具stress

# 启用 EPEL 仓库
yum install -y epel-release
# 安装 stress 工具
yum install -y stress
# 验证安装是否成功
stress --version

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-c, --cpu N ：指定 N 个进程，每个进程执行计算密集型的任务，通常是计算随机数的平方根（消耗 CPU 资源）。
示例：

stress -c 4
top

启动 4 个进程，消耗 CPU 资源。
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2.3 pgrep命令查询进程信息

pgrep命令用于根据名称或其他条件查找进程。

常用的参数：

-l:选项可同时输出对应的进程名以及PID
-U：选项查询特定用户的进程
-t：选项查询在特定终端运行的进程

例1
pgrep -l "log"  # 匹配进程名中包含 log 的进程

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例2
pgrep -l -U simon
# 筛选属于用户simon的进程

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2.4 pstree命令以树形结构列出进程信息

pstree 是一个用于显示当前系统中进程树结构的命令行工具。它以树状图形式展示进程间的父子关系，便于直观理解进程的层级关系。

pstree 命令默认情况下只显示各进程的名称，结合以下常用的参数使用：

-p：选项使用时可以同时列出对应的PID号
-u：选项可以列出对应的用户名
-a：选项可以列出完整的命令信息

 执行如下的“pstree -aup”命令可以查看当前系统的进程树，包括各进程对应的PID 号、用户名、完整命令等信息。从输出结果中可以看出，systemd 进程确实是 Linux 操作系统中所有进程的“始祖”例1
pstree -aup hmj

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三、进程的启动方式

3.1 手工启动进程

由用户手工输入命令或者可执行程序的路径，可以至少启动一个进程。根据该进程是否需要占用当前的命令终端，手工启动又可以分为前台启动和后台启动。

进程在前台运行：
（如执行ls -l命令）时，用户必须等到该进程执行结束并退出以后才能继续输入其他命令，大多数命令操作在前台启动运行。进程在后台运行时，用户可以继续在当前终端中输入其他命令，而无须等待该进程结束，适用于运行耗时较长的操作。

启动后台进程需要使用&操作符，将&操作符放在要执行命令的最后面，进程启动后会直接放入后台运行，而不占用前台的命令操作界面，方便用户进行其他操作。例如，当使用 cp 命令从光盘中制作镜像文件时，由于需要复制的数据较多，耗时较长，因此可结合& 符号将复制操作放到后台运行，以便用户可以继续执行其他命令操作

cp /dev/cdrom /opt/centos7.iso &

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3.2 调度启动

在服务器维护工作中，经常需要执行一些比较费时而且较占用资源的任务（如数据备份），这些任务更适合在相对空闲的时候（如夜间）进行。这时就需要用户事先进行调度安排，指定任务运行的时间，当系统到达设定时间时会自动启动并完成指定的任务。调度启动的计划任务进程均在后台运行，不会占用用户的命令终端。

进程的调度启动可以通过 at、crontab 命令进行设置，其中 at 命令用于设置一次性（如12:15 时重启网络服务）计划任务，crontab 命令用于设置周期性运行（如每周五 17:30 备份数据库）的计划任务。

四、进程的前后台调度

4.1 Ctrl+Z组合键

当Linux操作系统中的命令正在前台执行时（运行尚未结束），按Ctrl＋Z组合键可以将当前进程挂起（调入后台并停止执行），这种操作在需要暂停当前进程并进行其他操作时特别有用。例如，打包usr并且调入后台，可以按 Ctrl＋Z 组合键将该下载任务调入后台并暂停执行

tar zcf usr.tar.gz /usr
Ctrl＋Z
jobs -l  # 查看所有后台进程

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4.2 jobs 命令

jobs 命令用于查看当前会话中运行的后台任务。

常用选项：

jobs -l：列出当前所有后台任务及其进程 ID。

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案例：

将后台的进程恢复运行
使用 bg（BackGround，后台）命令，可以将后台中暂停执行（如按 Ctrl＋Z 组合键挂起）的任务恢复运行，继续在后台执行操作；
使用 fg 命令（ForeGround，前台），可以将后台任务重新恢复到前台运行。
除非后台中的任务只有一个，否则 bg 和 fg 命令都需要指定后台进程的任务编号作
为参数。例如，执行如下的“fg 1”命令可以将之前挂起至后台的 wget 进程重新调入前台执行。
[root@localhost ~]# jobs
[1]-   Stopped                 cp /dev/cdrom mycd.iso 
[2]+  Stopped                 top
[root@localhost ~]# fg 1

查看当前终端会话中的后台任务。

4.3 fg 和 bg 命令

fg：将后台任务带回前台执行。
bg：将暂停的任务放回后台继续执行。

案例：

fg %1
将后台任务编号为 1 的任务带回前台。

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bg %2
将后台任务编号为 2 的任务恢复在后台运行。

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五、终止进程的运行

5.1 Ctrl+C组合键

中断正在执行的命令

5.2 kill 命令

kill 命令用于发送信号给进程，通常用来终止进程。

常用选项：

kill [PID]：正常终止进程。
kill -9 [PID]：强制终止进程（不可恢复）。（常用）

案例：

kill 6281

终止 PID 为 1234 的进程。

kill -9 6281

强制终止 PID 为 1234 的进程。
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5.3 killall 命令

killall 命令根据进程名称终止进程。

案例：

vim test1.txt &
vim test2.txt &
vim test3.txt &
ps -aux|grep vim  # 查看和vim有关的进程
killall -9 vim    # 终止所有名为 vim的进程

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一次性杀死所有和vim有关的进程

5.4 pkill 命令

pkill 命令根据进程属性（如用户名、终端等）终止进程。

案例：

su - simon      # 切换用户
vim test1.txt &
vim test2.txt &
vim test3.txt &
ps -aux|grep simon
pkill -9 -U simon
ps -aux|grep simon  # 查看该用户的进程是否被杀死

终止所有由 root 用户启动的进程。

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六、计划任务管理

计划任务用于自动执行系统中的任务。Linux 中常用的计划任务工具包括 at和 cron。

6.1 一次性任务：at 命令

at 命令用于设置一次性任务，任务将在指定时间执行。

命令格式：

 at [HH:MM] [yyyy-mm-dd]at> [要执行的命令]   # 按CTRL+D提交任务

常用选项：
- atq：列出待执行的任务。
- atrm [任务编号]：删除指定的任务。

案例：

date
at at 14:25 2025-08-16
at>pgrep -U root|wc -l > /opt/ps.root 
at> <EOT>

设置任务在指定时间执行，并将输出保存到 /opt/ps.root 文件中。
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atq列出待执行的任务

·atrm [任务编号]：删除指定的任务。

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6.2 周期性任务：cron 命令

cron 用于设置定期执行的任务。用户可以通过 crontab 命令编辑和管理自己的计划任务。

主要设置文件：

全局配置文件，位于文件：/etc/crontab
系统默认的设置，位于目录：/etc/cron.*/
用户定义的设置，位于文件：/var/spool/cron/用户名

命令格式：

 * * * * * [command]

*：每个字段的取值范围：分钟（0-59），小时（0-23），日期（1-31），月份（1-12），星期（0-6，0 为周日）。
[command]：要执行的命令。

由于各字段的作用不同，其取值范围也不一样，如表 9-2 所示，当使用“*”时表示取值范围中的任意时间。crontab 任务配置记录中所设置的命令操作将在“分钟”＋“小时”＋“日期”＋ “月份”＋“星期”都满足的条件下执行。
crontab 计划任务的配置字段说明分钟	取值为 0～59 的任意整数
小时	取值为 0～23 的任意整数
日期	取值为 1～31 的任意整数（日期在该月份中必须有效） 
月份	取值为 1～12 的任意整数
星期	取值为 0～7 的任意整数，0 或 7 代表星期日命令	可以是普通的命令，也可以是自己编写的程序脚本除了“*”以外，还可以使用“-”（减号）、“，”（逗号）、“/”（斜杠）与数字构成表达式来表  示较复杂的时间关系。
减号“-”：可以表示一个连续的时间范围，如“1-4”表示整数 1、2、3、4。
逗号“,”：可以表示一个间隔的不连续范围，如“3, 4, 6, 8”。
斜杠符号“/”：可以用来指定间隔频率，如在日期字段中的“*/3”表示每隔 3 天。

应用示例：

0 17 * * 1-5 每周一至周五下午5点整
30 8 * * 1,3,5 每周一、三、五上午8点30分
0 8-18/2 * * * 每天上午8点至下午6点，每隔2小时执行一次
0 0 */3 * * 每3天执行一次

常用命令：

crontab -e [-u 用户名]：编辑当前用户的 cron 任务。
crontab -l [-u 用户名]：列出当前用户的 cron 任务。
crontab -r [-u 用户名]：删除当前用户的所有 cron 任务。

其他命令：

设置用户的周期性计划任务列表主要通过 crontab 命令进行，结合不同的项可以完成不同的计划任务管理操作。常用的选项如下。
-u：指定所管理的计划任务属于哪个用户，默认是针对当前用户（自己），一般只有 root 用户有权限使用此选项（用于编辑、删除其他用户的计划任务）。
下面将分别讲解 crontab 命令相关选项的使用。crontab -u 用户名 #指定XX用户的cron服务crontab -u zx -l #列出zx用户下的cron的详细内容crontab -r #删除所有用户的cron内容，普通用户执行，只删除自己的cron内容crontab -r -u zx #删除zx用户的cron内容

案例1：

50 7 * * * /usr/bin/systemctl start httpd.service
25 15 * * * /usr/bin/systemctl stop httpd.service

每天的 7:50 启动 httpd 服务，15:25 停止 httpd 服务。

crontab -e50 7 * * * /usr/bin/systemctl start httpd.service
25 15 * * * /usr/bin/systemctl stop httpd.service

在这里插入图片描述

crontab -l [-u 用户名]：列出当前用户的 cron 任务。

crontab -r [-u 用户名]：列出当前用户的 cron 任务。

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案例2：
每两分钟记录一次/opt目录下内容

crontab -e
*/2 * * * * /usr/bin/ls -lh /opt/* >> /opt/bak.txt
tail -f /var/log/cron  # 追踪cron的日志文件

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6.3 cron 服务管理

启动 cron 服务：

 systemctl start crond

查看 cron 服务状态：

 systemctl status crond

启用 cron 服务开机启动：

 systemctl enable crond

扩充生产案列

例如，若要按固定的周期重复完成一些系统管理任务，任务内容如下：①每天早上 7:50
自动开启 sshd 服务，22:50 关闭 sshd 服务；②每隔五天清空一cron		次 FTP 服务器公共目录
/var/ftp/pub 中的数据；③每周六的 7:30 重新启动系统中的 httpd 服务；④每周一、周三、周五的下午 17:30，使用 tar 命令自动备份/etc/httpd 目录，则可由 root 用户通过 crontab 设置以下计划任务。[root@localhost ~]# crontab -e
50 7 * * * /usr/bin/systemctl start sshd.service 
50 22 * * * /usr/bin/systemctl stop sshd.servic 
0 0 */5 * * /usr/bin/rm -rf /var/ftp/pub/*
30 7 * * 6 /usr/bin/systemctl httpd restart
30 17 * * 1,3,5 /usr/bin/tar jcf httpdconf.tar.bz2 /etc/httpd/
*/2 * * * * ls -lh /home/*普通用户执行“crontab -e”命令时，可以设置自己的计划任务（需要注意命令的执行权限）。
例如，用户 jerry 设置一条计划任务：在每周日晚上的 23:55 将/etc/passwd 文件的内容复制到宿主目录中，保存为 pwd.txt 文件，具体操作如下：
[jerry @localhost ~]# crontab -e
55 23 * * 7 /usr/bin/cp /etc/passwd /home/jerry/pwd.txt因各条计划任务在执行时并不需要用户登录，所以任务配置记录中的命令建议使用绝对路径，以避免因缺少执行路径而无法执行命令的情况。另外，在设置非每分都执行的任务时，    “分钟”字段也应该填写一个具体的时间数值，而不要保留为默认的“*”，否则将会在每分钟执行一次计划任务。
（2）查看用户的计划任务列表
crontab 命令结合“-l”选项可以查看当前用户的计划任务列表，对于 root 用户来说，还可以结合“-u”选项查看其他用户的计划任务，具体操作如下：[root@localhost ~]# crontab –l	//查看用户root 自己的计划任务
50 7 * * * /usr/bin/systemctl start sshd.service
50 22 * * * /usr/bin/systemctl stop sshd.servic 
0 0 */5 * * /usr/bin/rm -rf /var/ftp/pub/*
30 7 * * 6 /usr/bin/systemctl httpd restart
30 17 * * 1,3,5 /usr/bin/tar jcf httpdconf.tar.bz2 /etc/httpd/
[root@localhost ~]# crontab -l -u jerry	//查看用户jerry 的计划任务
55 23 * * 7 /usr/bin/cp /etc/passwd /home/jerry/pwd.txt 
[root@localhost ~]# ls -l /var/spool/cron/jerry
-rw-------. 1 root root 57 May 7 11:10 /var/spool/cron/jerry（3）删除用户的计划任务列表
当只需要删除某一条计划任务时，可以通过“crontab -e”命令进行编辑；而若要清空某个用户的所有计划任务，可以执行“crontab -r”命令。[jerry@localhost ~]$ crontab -r	 //用户jerry 清空自己设置的计划任务[jerry@localhost ~]$ crontab -l
[jerry@localhost ~]$ crontab -l
no crontab for jerry案列
21 17 * * * /usr/bin/systemctl reboot
26 17 * * * /usr/bin/cp -r /etc/ /home/
#0 8-18/2 * * * /usr/binsystemctl start vsfrpd.service
0 * */3 * * /usr/bin/rm -rf /var/log/ftp/*.log
*/2 * * * * /usr/bin/systemctl start vsfrpd.service[root@192 home]# crontab -l -u lisi
17 19 * * * /usr/bin/cp -r /home/etc/ /home/lisi/backup/journalctl -xe

案例总结：

查看进程：

 ps -aux | grep vim

查看 vim 进程的 CPU 和内存使用情况。

设置周期性任务：

 crontab -e30 2 * * * /usr/bin/rsync -av /data /backup# 每天02：30将/data的内容同步到/backup

总结

这篇文档详细介绍了 Linux 系统中的进程管理及相关命令，涵盖了从基本概念到实际操作的全方位内容。以下是核心要点总结：

程序与进程的关系
- 程序：静态存储在硬盘上的可执行代码。
- 进程：程序运行的动态实例，由操作系统分配资源（如内存、CPU）执行。
- 父进程与子进程：父进程创建并管理子进程，类似于公司中的上下级关系。
查看进程信息
- ps 命令：查看当前运行的进程，常用选项如 ps -aux 或 ps -ef，支持通过 grep 过滤特定进程。
- top 命令：动态实时显示进程及资源占用情况，支持按 CPU、内存等排序。
- pgrep 和 pstree：分别用于查询进程 PID 和以树形结构展示进程关系。
进程的启动方式
- 手工启动：分为前台启动（占用终端）和后台启动（使用 & 符号）。
- 调度启动：通过 at 设置一次性任务，或通过 cron 设置周期性任务（如定时备份）。
进程的前后台调度
- Ctrl+Z：挂起当前前台进程到后台并暂停。
- jobs、fg、bg：分别用于查看后台任务、将任务恢复到前台或后台继续运行。
终止进程
- Ctrl+C：中断当前前台进程。
- kill、killall、pkill：通过 PID、进程名或属性终止进程，kill -9 用于强制终止。
计划任务管理
- at：设置一次性任务，如定时执行脚本。
- cron：通过 crontab 管理周期性任务，支持灵活的时间配置（如每天、每周或每隔几天执行）。
- 服务管理：使用 systemctl 启动、启用或查看 crond 服务状态。
实际案例
- 使用 ps -aux | grep vim 查看 vim 进程。
- 通过 crontab -e 设置每天定时启动/停止服务或备份文件。
- 使用 kill -9 PID 强制终止无响应的进程。