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資(zī)深程序員總結:分析 Linux 進程的 6 個方法畫到,我全都告訴你

時(shí)間:2020年05月26日  很冷  作者:admin

導讀:操作系統「進程」是學計算機都要接觸的基本概念,抛開(kāi)那些純理音兒論的操作系統底層實現,在Linux下做軟件開(kāi)發這麼多年,草他每次程序運行出現問題,都要一步一步分析進程各種狀态,去訊刀排查問題出在哪裡,這次lemon帶你在Linu跳那x環境下實操,一步步探究揭開(kāi)「Linux進程」的那公話些秘密。

何為(wèi)進程


首先我們(men)說(shuō)下「程序」的概念,程序是一些友媽保存在磁盤上的指令的有序集合,是靜态的。進程木廠是程序執行的過程,包括了動态創建、調度和物會消亡的整個過程,它是程序資(zī)源管理的最小(xiǎo美又)單位。


線程是操作操作系統能夠進行運算調度的最小(xiǎo)單位。美河大(dà)部分情況下,它被包含在進程之中,是進程中的和鐘實際運作單位,一個進程内可以包含多個線程,是資(zī)源調度的最小(xi銀計ǎo)單位。[引用維基百科(kē)]


多線程程序模型

探究進程第一步,你在嗎?還好(hǎo)嗎?

ps


report a snapshot of th都還e current processes.就務 列出當前系統進程的快照。


找到進程PID ( Process IDentity ),pid制著唯一标識一個進程。用ps這個命令,這個命令大(dà)家行哥(jiā)應該都知道吧,對于小(xiǎo)白用戶,首先他為地(tā)不(bù)是Photoshop。

Ps

給大(dà)家(jiā)簡單介紹一下,一般用法是ps -ef列出系統内化光經常信息,通(tōng)常都會(huì)帶管道grep出自己感興趣的進小制程,像這樣ps -ef|grep intresting第一列PID票些代表進程号,PPID(parent process ID)代表父進程号。農計

探究進程第二步,讓我看看你都交了哪些朋友(系統調用 & 能媽信号)

strace


trace system calls and signals你但   跟蹤進程内部的系統調用和信号

什麼是「系統調用」?系統調用(system call),指運行在「為生用戶态」的程序向操作系統「内核态」請求需要更高權限運行的服務,系統調用提供資見用戶程序與操作系統之間的接口。

strace後面跟着啟動一個進程,可以跟影員蹤啟動後進程的系統調用和信号,這個命令可以看到進程執行時(shí)候都河請調用了哪些系統調用,通(tōng)過指定不(bù)同的選項可以輸花水出系統調用發生的時(shí)間,精度可以精确到紙鄉微秒,甚至還可以統計分析系統「調用的耗時(sh事又í)」,這在排查進程假死問題的時(shí)候很有用,能幫你發現進程卡黃問在哪個系統調用上。已經在運行的進程也可以指定-p參數加p人現id像gdb attach那樣附着上去跟蹤。

strace統計

探究進程第三步,讓我看看你帶的小(xiǎo)弟們(懂這men)(線程)。

pstack


print a stack trace of a run們人ning process 打印出運行中程序的堆棧信息。


執行命令pstack pid 你能看到當前線程運行中的堆棧信息,其對路中的pid可用之前的ps命令獲得(de),pstack可以看到進程内分看啟動的線程号,每個進程内線程的「堆棧」内容也能看場小到。

看到上面打印出的LWP了嗎,這裡是個知識點, LPW是指Light-wei現喝ght process 輕量級線程。引申知識:

  1. Linux中沒有真正的線程
  2. Linux中沒有的線程Thread是由進程來模公外拟實現的所以稱作:輕量級進程
  3. 進程是「資(zī)源管理」的最小(xiǎo)單元,線程是「資(計門zī)源調度」的最小(xiǎo)單元(這裡不(b呢地ù)考慮協程)

探究進程第四步,讓小(xiǎo)弟們(men)(線程)出來排工美個隊吧。

pstree


display a tree of process信愛es pstree按樹形結構打印運行中進程結構工鄉信息


可以直觀的查看進程和它啟動的線程的關系,并能睡坐顯示進程标識。

pstree

探究進程第五步,是死(進程崩潰)是活(進程運行中)我都要知道你的秘密(子件堆棧幀 & 上下文)。

gdb


gdb是GNU開(kāi)發的gcc套件中L爸司inux下程序調試工(gōng)具,你可以查看程序的習窗堆棧、設置斷點、打印程序運行時(shí)信息,甚那到至還能調試多線程程序,功能十分強大(dà)。


在這裡把gdb當成一個命令來講有點大(dà)材小(xiǎo睡去)用,要詳細說(shuō)gdb的話,完全可以撐起件到一篇文章的篇幅,這裡長(cháng)話短(duǎn)說(s煙數huō),有機會(huì)再開(kāi)一篇文章詳細介紹下風鐵它。


使用


要用gdb調試C/C++程序首先編譯的時(shí日購)候要加-g選項,g++ -g test.cpp -o test這窗制樣生成的程序就可以用gdb來調試啦。


  1. 可以直接用gdb啟動程序調試,命令:gdb 聽森prog
  2. 用gdb附着到一個已經啟動的進程上調試也可以。命令:gdb pro場東g pid
  3. 程序崩潰之後參數corefile也可以用gdb調試,看看程序美化死掉之前留了什麼遺言(堆棧信息)給你。命令:gdb p區兒rog corefile,這裡有一點需要注意,有些Linux
    系統默認程序崩潰不(bù)生成corefile,這時(shí)你需對知要ulimit -c unlimited這樣就能生成corefile了。

探究進程第六步,關于你的所有,我都想知道。

更近一步


通(tōng)過/proc/pid文件了解進程的運行時(shí動請)信息和統計信息。/proc系統是一個僞文件遠飛系統,它隻存在内存當中,而不(bù)占用外存空老理間,以文件系統的方式為(wèi)内核與進程提供通(tōng)信的接口。進入懂事系統/proc目錄:


proc目錄


/proc目錄下有很多以數字命名的目錄,每個數字代表進程号PID它們(men報車)是進程目錄。系統中當前運行的每一個進程在/proc下都對應一個少費以進程号為(wèi)目錄名的目錄/proc/pid,它們(men)是讀取進程信員錯息的接口,我們(men)可以進到這個文件裡面生媽,了解進程的運行時(shí)信息和統計信息。


高頻使用


/proc/pid目錄下的有一些重要文件,挑幾個使用頻率高的講一志男講。/proc/pid/environ 包含了進程的對美可用環境變量的列表 。程序出問題了如(rú)果不(bù)确定環境變量是否南為設置生效,可以cat這個文件出來查看确認一下。


/proc/pid/fd/ 這個目錄包含了進程打開(kāi)草師的每一個文件的鍊接。從這裡可以查看進程打開(kāi)的文件描述符信息,包括标也民準輸入、輸出、錯(cuò)誤流,進程打開(kāi)的socke內金t連接文件描述符也能看到,lsof命令也有類似的作用。


/proc/pid/stat包含了進程的所有狀态信息,進程号、父進程号、 線站唱程組号、 該任務在用戶态運行的時(shí)間 、 該任務在用内核态運行的時(銀那shí)間、 虛拟地址空間的代碼段、 阻塞信号的位圖等等信息應有盡有。木吃


其他(tā)統計


/proc/pid/cmdline 該文件保存了進程的完整路照命令行
/proc/pid/cwd一個符号連接, 指向進程當前的工(gōng)作目錄
/proc/pid/exe包含了正在進程中運行的程序鍊接
/proc/pid/mem包含了進程在内存中的内容
/proc/pid/statm包含了進程的内存使用信息


總結一下


好(hǎo)了,一頓操作下來,你對進程和它背後的秘密你已經非下朋常了解了,下次我們(men)的好(hǎo)朋友「進程」如(rú)果遇有讀到了什麼問題(崩潰coredump、假死、阻塞、系統調用朋子超時(shí)、文件描述符異常),你應該知道如(rú)何幫它處理了吧!我們(日理men)來總結一下:


  • ps查看進程id,看看進程還在不(bù)在以及進程狀态
  • 如(rú)果在的話strace、psstac中美k看下進程當前信息,是不(bù)是卡死在哪輛現個位置,對比各幀最後調用信息找到異常點
  • 如(rú)果進程不(bù)再了,如(rú)果有corefile文件,討林直接上gdb查看corefile信息
  • 其他(tā)疑難雜症懷疑進程狀态信息的時(現刀shí)候,看看/proc/pid下面的進程狀唱可态信息,可能會(huì)給你啟發。
  • 最後,如(rú)果以上都不(bù)行,閉目廠一祈禱吧!