进程管理(二)

发布时间:2019-07-23 22:00:12发布者:Mr.Zhang阅读(326)

进程的优先级

那么在系统中如何给进程配置优先级

在启动进程时,为不同的进程使用不同的调度策略。

nice值越高:表示优先级越低,例如19,该进程容易将CPU使用量让给其他进程。
nice值越低:表示优先级越高,例如-20,该进程更不倾向于让出CPU。

远程连接不上操作步骤

  • 网络

    ping 10.0.0.100
  • 端口

    telnet 10.0.0.150 22
    tcping 10.0.0.150 22
  • 用户

    root
  • 密码

    1

使用nice命令指定进程优先级

#打开一个终端
[root@zls ~]# nice -n -5 vim zls

#打开另一个终端,查看进程的优先级
[root@zls ~]# ps aux|grep [v]im
root       2342  0.1  0.2 151720  5212 pts/1    S<+  19:49   0:00 vim zls
[root@zls ~]# ps axo command,nice|grep [v]im
vim zls                      -5

使用renice调整已运行程序的优先级

#先查看sshd的优先级
[root@zls ~]# ps axo pid,command,nice|grep 折叠shd
   869 /usr/sbin/sshd -D             0
  1194 sshd: root@pts/0              0
  1307 sshd: root@pts/1              0
  1574 sshd: root@pts/2              0
  
#设置sshd的优先级为-20
[root@zls ~]# renice -n -20 869
869 (进程 ID) 旧优先级为 0,新优先级为 -20

#再次查看sshd的优先级
[root@zls ~]# ps axo pid,command,nice|grep 折叠shd
   869 /usr/sbin/sshd -D           -20
  1194 sshd: root@pts/0              0
  1307 sshd: root@pts/1              0
  1574 sshd: root@pts/2              0

#一定要退出终端重新连接
[root@zls ~]# exit
登出

#再检查,就可以看到当前终端的优先级变化了
[root@zls ~]# ps axo pid,command,nice|grep sshd
   869 /usr/sbin/sshd -D           -20
  1194 sshd: root@pts/0              0
  1574 sshd: root@pts/2              0
  2361 sshd: root@pts/1            -20

企业案例,linux假死

什么是假死

所谓假死,就是能ping通,但是ssh不上去;任何其他操作也都没反应,包括上面部署的nginx也打不开页面。

假死如何实现

有一个确定可以把系统搞成假死的办法是:主进程分配固定内存,然后不停的fork,并且在子进程里面sleep(100)。
也就是说,当主进程不停fork的时候,很快会把系统的物理内存用完,当物理内存不足时候,系统会开始使用swap;那么当swap不足时会触发oom killer进程;
当oom killer杀掉了子进程,主进程会立刻fork新的子进程,并再次导致内存用完,再次触发oom killer进程,于是进入死循环。而且oom killer是系统底层优先级很高的内核线程,也在参与死循环。

系统假死为何能ping同无法连接

此时机器可以ping通,但是无法ssh上去。这是由于ping是在系统底层处理的,没有参与进程调度;sshd要参与进程调度,但是优先级没oom killer高,总得不到调度。

怎样解决

其实建议使用nice将sshd的进程优先级调高。这样当系统内存吃紧,还能勉强登陆sshd,进入调试。然后分析故障

后台进程管理

后台进程

通常进程都会在终端前台运行,但是一旦关闭终端,进程也会随着结束,那么此时我们就希望进程能在后台运行,就是将在前台运行的进程放到后台运行,这样即使我们关闭了终端也不影响进程的正常运行。

为什么要把进程放到后台运行

企业中很多时候会有一些需求:
1.传输大文件,由于网络问题需要传输很久
2.我们之前的国外业务,国内到国外,网速很慢,我们需要选择节点做跳板机,那么就必须知道,哪个节点到其他地区网速最快,丢包率最低。
3.有些服务没有启动脚本,那么我们就需要手动运行,并把他们放到后台

后台进程管理

jobs:查看后台进程
bg:永久放到后台
fg:调出后台任务

screen

#安装screen命令
[root@zls ~]# yum install -y screen

#安装redis
[root@zls ~]# yum install -y redis

#启动redis
[root@zls ~]# redis-server

#放到后台ctrl + z
[1]+  已停止               redis-server

#关闭终端,redis进程就没有了

#下载mysql安装包
[root@zls ~]# wget https://downloads.mysql.com/archives/get/file/mysql-5.7.24-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz

#使用screen
[root@zls ~]# screen -S download_mysqld
#ctrl + a + d放置后台
[detached from 3567.download_mysqld]
#查看screen列表
[root@zls ~]# screen -list
There is a screen on:
    3567.download_mysqld    (Detached)
1 Socket in /var/run/screen/S-root.

#打开screen终端
[root@zls ~]# screen -r 3567

系统平均负载

每次发现系统变慢时,我们通常做的第一件事,就是执行top或者uptime命令,来了解系统的负载情况。

[root@zls ~]# uptime
 20:45:42 up  8:56,  3 users,  load average: 0.01, 0.03, 0.05
#我们已经比较熟悉前面几个例子,他们分别是当前时间,系统运行时间,以及正在登陆用户数

#后面三个数依次是:过去1分钟,5分钟,15分钟的平均负载(Load Average)

平均负载

那到底如何理解平均负载:平均负载是指,单位时间内,系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数,也就是平均活跃进程数

PS:平均负载与CPU使用率并没有直接关系。

可运行状态和不可中断状态是什么?

1.可运行状态进程,是指正在使用CPU或者正在等待CPU的进程,也就是我们用PS命令看的处于R状态的进程

2.不可中断进程,(你在做什么事情的时候是不能被打断的呢?...不可描述)系统中最常见的是等待硬件设备的IO相应,也就是我们PS命令中看到的D状态(也成为Disk Sleep)的进程。

例如:当一个进程向磁盘读写数据时,为了保证数据的一致性,在得到磁盘回复前,他是不能被其他进程或者中断程序打断的,这个是后续的进程就处于不可中断的状态,如果此时进程强制被打断,kill -9 ... perfect准备好护照吧,有多远,走多远,千万别回来了。不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制

因此,可以简单理解为,平均负载其实就是单位时间内的活跃进程数。

平均负载与CPU的使用率有什么关系

在十几工作中,我们经常容易把平均负载和CPU使用率混淆,所以在这里,我也做一个区分,可能你会感觉到疑惑,既然平均负载代表的是活跃进程数,那平均负载搞了,不就意味着CPU使用率高嘛?

我们还是要回到平均负载的含义上来,平均负载指的是每单位时间内,处于可运行状态和不可中断状态的进程数,所以,它不仅包括了正在使用CPU的进程数,还包括等待CPU和等待IO的进程数。

而CPU的使用率是单位时间内,CPU繁忙情况的统计,跟平均浮现在并不一定完全对应。
比如:

CPU密集型进程,使用大量的CPU会导致平均负载升高,此时这两者是一致的。
IO密集型进程,等待IO也会导致平均负载升高,但CPU使用率不一定很高。

大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载升高,此时的CPU使用率也会比较高。

但是CPU的种类也分两种:
CPU密集型
IO密集型

例如MySQL服务器,就需要尽量选择使用IO密集型CPU

平均负载案例分析实战

下面我们以三个示例分别来看这三中情况,并用:stress、mpstat、pidstat等工具找出平均负载升高的根源

stress是Linux系统压力测试工具,这里我们用作异常进程模拟平均负载升高的场景。

mpstat是多核CPU性能分析工具,用来实时检查每个CPU的性能指标,以及所有CPU的平均指标。

pidstat是一个常用的进程性能分析工具,用来实时查看进程的CPU,内存,IO,以及上下文切换等性能指标。

#安装stress,命令sysstat
 yum provides strees    #找寻安装包
[root@zls ~]# yum install -y stress
[root@zls ~]# yum install -y sysstat

案例一:CPU密集型

我们在第一个中断运行stress命令,模拟一个CPU使用率100%的场景:

#第一个终端执行
[root@zls ~]# stress --cpu 1 --timeout 600

#第二个终端查看
[root@zls ~]# uptime
 22:04:12 up 10:15,  4 users,  load average: 1.98, 0.57, 0.22
 
#高亮显示变化区域
[root@zls ~]# watch -d uptime
Every 2.0s: uptime                                                                                                                                                                                                                                      Sun Jul 14 22:05:16 2019

 22:05:16 up 10:16,  4 users,  load average: 2.84, 1.05, 0.41

使用mpstat查看CPU使用率的变化情况

[root@zls ~]# mpstat -P ALL 5
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (zls)   2019年07月14日     _x86_64_    (1 CPU)

22时08分51秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
22时08分56秒  all   99.20    0.00    0.80    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00
22时08分56秒    0   99.20    0.00    0.80    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

22时08分56秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
22时09分01秒  all   99.60    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00
22时09分01秒    0   99.60    0.00    0.40    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

从终端2可以看到,1分钟平均负载会慢慢增加到2.00,而从终端三中还可以看到,正好有一个CPU的使用率为100%,但他的IOwait只有0,这说明平均负载的升高正式由于CPU使用率为100%,那么到底哪个进程导致CPU使用率为100%呢?可以使用pidstat来查询

#间隔5秒输出一组数据
[root@zls ~]# pidstat -u 5 1
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (zls)   2019年07月14日     _x86_64_    (1 CPU)

22时14分00秒   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
22时14分05秒     0      8349    0.00    0.20    0.00    0.20     0  kworker/0:3
22时14分05秒     0      9903   99.60    0.00    0.00   99.60     0  stress

平均时间:   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
平均时间:     0      8349    0.00    0.20    0.00    0.20     -  kworker/0:3
平均时间:     0      9903   99.60    0.00    0.00   99.60     -  stress

案例二:I/O密集型

还是使用stress命令,但是这次模拟IO的压力

[root@zls ~]# stress --io 1 --timeout 600s

在第二个终端运行uptime查看平均负载的变化情况

[root@zls ~]# watch -d uptime
Every 2.0s: uptime                                                                                                                                                                                                                                      Sun Jul 14 22:17:38 2019

 22:17:38 up 10:28,  4 users,  load average: 2.47, 2.25, 1.61

在第三个终端运行mpstat查看CPU使用率的变化情况

[root@zls ~]# mpstat -P ALL 5
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (zls)   2019年07月14日     _x86_64_    (1 CPU)

22时19分32秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
22时19分37秒  all    2.78    0.00   97.22    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00
22时19分37秒    0    2.78    0.00   97.22    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

22时19分37秒  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
22时19分42秒  all    3.01    0.00   96.99    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00
22时19分42秒    0    3.01    0.00   96.99    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00

#发现CPU与内核打交道的sys占用非常高

那么到底哪个进程导致iowait这么高呢?

[root@zls ~]# pidstat -u 5 1
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (zls)   2019年07月14日     _x86_64_    (1 CPU)

22时20分59秒   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
22时21分04秒     0      6900    0.00    0.20    0.00    0.20     0  kworker/0:0
22时21分04秒     0     10104    2.76   83.07    0.00   85.83     0  stress
22时21分04秒     0     10105    0.00   10.63    0.00   10.63     0  kworker/u256:2


平均时间:   UID       PID    %usr %system  %guest    %CPU   CPU  Command
平均时间:     0      6900    0.00    0.20    0.00    0.20     -  kworker/0:0
平均时间:     0     10104    2.76   83.07    0.00   85.83     -  stress
平均时间:     0     10105    0.00   10.63    0.00   10.63     -  kworker/u256:2

这时候发现看到的数据比较少,需要更新一下命令:

#下载新版本的包
[root@zls ~]# wget http://pagesperso-orange.fr/sebastien.godard/sysstat-11.7.3-1.x86_64.rpm

#升级到新版本
[root@zls ~]# rpm -Uvh sysstat-11.7.3-1.x86_64.rpm
准备中...                          ################################# [100%]
正在升级/安装...
   1:sysstat-11.7.3-1                 ################################# [ 50%]
正在清理/删除...
   2:sysstat-10.1.5-17.el7            ################################# [100%]

然后再次查看结果,明显显示的数据多了

[root@zls ~]# pidstat -u 5 1
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (zls)   2019年07月14日     _x86_64_    (1 CPU)

22时24分40秒   UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
22时24分45秒     0       281    0.00    0.20    0.00    0.40    0.20     0  xfsaild/sda3
22时24分45秒     0     10104    2.99   82.67    0.00    0.00   85.66     0  stress
22时24分45秒     0     10105    0.00    8.76    0.00   92.43    8.76     0  kworker/u256:2
22时24分45秒     0     10118    0.20    0.40    0.00    0.00    0.60     0  watch
22时24分45秒     0     10439    0.00    3.98    0.00   94.82    3.98     0  kworker/u256:3
22时24分45秒     0     11007    0.00    0.20    0.00    0.00    0.20     0  pidstat

平均时间:   UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
平均时间:     0       281    0.00    0.20    0.00    0.40    0.20     -  xfsaild/sda3
平均时间:     0     10104    2.99   82.67    0.00    0.00   85.66     -  stress
平均时间:     0     10105    0.00    8.76    0.00   92.43    8.76     -  kworker/u256:2
平均时间:     0     10118    0.20    0.40    0.00    0.00    0.60     -  watch
平均时间:     0     10439    0.00    3.98    0.00   94.82    3.98     -  kworker/u256:3
平均时间:     0     11007    0.00    0.20    0.00    0.00    0.20     -  pidstat

案例三:大量进程的场景

当系统运行进程超出CPU运行能力时,就会出现等待CPU的进程。

1.首先,我们还是使用stress命令,模拟的是多个进程

[root@zls ~]# stress -c 4 --timeout 600

2.由于系统只有一个CPU,明显比4个进程要少的多。因此,系统的CPU处于严重过载状态

[root@zls ~]#
Every 2.0s: uptime                                                                                                                                                                                                                                      Sun Jul 14 22:28:50 2019

 22:28:50 up 10:39,  4 users,  load average: 3.96, 3.89, 3.00

3.在运行pidstat命令来查看一下进程的情况

[root@zls ~]# pidstat -u 5 1
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (zls)   2019年07月14日     _x86_64_    (1 CPU)

22时31分12秒   UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
22时31分17秒     0     11317   24.75    0.00    0.00   75.05   24.75     0  stress
22时31分17秒     0     11318   24.95    0.00    0.00   75.45   24.95     0  stress
22时31分17秒     0     11319   24.75    0.00    0.00   75.25   24.75     0  stress
22时31分17秒     0     11320   24.75    0.00    0.00   75.45   24.75     0  stress
22时31分17秒     0     11381    0.20    0.40    0.00    0.00    0.60     0  watch
22时31分17秒     0     11665    0.00    0.20    0.00    0.00    0.20     0  pidstat

平均时间:   UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
平均时间:     0     11317   24.75    0.00    0.00   75.05   24.75     -  stress
平均时间:     0     11318   24.95    0.00    0.00   75.45   24.95     -  stress
平均时间:     0     11319   24.75    0.00    0.00   75.25   24.75     -  stress
平均时间:     0     11320   24.75    0.00    0.00   75.45   24.75     -  stress
平均时间:     0     11381    0.20    0.40    0.00    0.00    0.60     -  watch
平均时间:     0     11665    0.00    0.20    0.00    0.00    0.20     -  pidstat

总结

1.平均负载高有可能是CPU密集型进程导致的
2.平均负载高并不一定代表CPU的使用率就一定高,还有可能是I/O繁忙
3.当发现负载高时,可以使用mpstat、pidstat等工具,快速定位到,负载高的原因,从而做出处理





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