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操作系統(tǒng)「進(jìn)程」是學(xué)計(jì)算機(jī)都要接觸的基本概念岗憋，拋開那些純理論的操作系統(tǒng)底層實(shí)現(xiàn)肃晚，在Linux下做軟件開發(fā)這么多年，每次程序運(yùn)行出現(xiàn)問題澜驮，都要一步一步分析進(jìn)程各種狀態(tài)陷揪，去排查問題出在哪里，這次lemon帶你在Linux環(huán)境下實(shí)操杂穷，一步步探究揭開「Linux進(jìn)程」的那些秘密悍缠。
何為進(jìn)程
首先我們說下「程序」的概念，程序是一些保存在磁盤上的指令的有序集合耐量，是靜態(tài)的飞蚓。進(jìn)程是程序執(zhí)行的過程，包括了動(dòng)態(tài)創(chuàng)建廊蜒、調(diào)度和消亡的整個(gè)過程趴拧，它是程序資源管理的最小單位。
線程是操作操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位山叮。大部分情況下著榴，它被包含在進(jìn)程之中，是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位屁倔，一個(gè)進(jìn)程內(nèi)可以包含多個(gè)線程脑又，是資源調(diào)度的最小單位。「引用維基百科」
探究進(jìn)程第一步问麸，你在嗎往衷？還好嗎？
ps
report a snapshot of the current processes. 列出當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)程的快照严卖。
找到進(jìn)程PID ( Process IDentity )席舍，pid唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程。用ps這個(gè)命令哮笆，這個(gè)命令大家應(yīng)該都知道吧来颤，對(duì)于小白用戶，首先他不是Photoshop疟呐。
給大家簡單介紹一下脚曾，一般用法是ps -ef列出系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)常信息东且，通常都會(huì)帶管道grep出自己感興趣的進(jìn)程启具，像這樣ps -ef|grep intresting第一列PID代表進(jìn)程號(hào)，PPID（parent process ID）代表父進(jìn)程號(hào)珊泳。
探究進(jìn)程第二步鲁冯，讓我看看你都交了哪些朋友（系統(tǒng)調(diào)用 & 信號(hào)）
strace
strace - trace system calls and signals 跟蹤進(jìn)程內(nèi)部的系統(tǒng)調(diào)用和信號(hào)
什么是「系統(tǒng)調(diào)用」？系統(tǒng)調(diào)用（system call）色查，指運(yùn)行在「用戶態(tài)」的程序向操作系統(tǒng)「內(nèi)核態(tài)」請(qǐng)求需要更高權(quán)限運(yùn)行的服務(wù)薯演，系統(tǒng)調(diào)用提供用戶程序與操作系統(tǒng)之間的接口。
strace后面跟著啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程秧了，可以跟蹤啟動(dòng)后進(jìn)程的系統(tǒng)調(diào)用和信號(hào)跨扮，這個(gè)命令可以看到進(jìn)程執(zhí)行時(shí)候都調(diào)用了哪些系統(tǒng)調(diào)用，通過指定不同的選項(xiàng)可以輸出系統(tǒng)調(diào)用發(fā)生的時(shí)間验毡，精度可以精確到微秒衡创，甚至還可以統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)「調(diào)用的耗時(shí)」，這在排查進(jìn)程假死問題的時(shí)候很有用晶通，能幫你發(fā)現(xiàn)進(jìn)程卡在哪個(gè)系統(tǒng)調(diào)用上璃氢。已經(jīng)在運(yùn)行的進(jìn)程也可以指定-p參數(shù)加pid像gdb attach那樣附著上去跟蹤。
探究進(jìn)程第三步狮辽，讓我看看你帶的小弟們（線程）一也。
pstack
print a stack trace of a running process 打印出運(yùn)行中程序的堆棧信息。
執(zhí)行命令pstack pid 你能看到當(dāng)前線程運(yùn)行中的堆棧信息喉脖，其中的pid可用之前的ps命令獲得椰苟，pstack可以看到進(jìn)程內(nèi)啟動(dòng)的線程號(hào)，每個(gè)進(jìn)程內(nèi)線程的「堆検鬟矗」內(nèi)容也能看到舆蝴。
看到上面打印出的LWP了嗎，這里是個(gè)知識(shí)點(diǎn)， LPW是指Light-weight process 輕量級(jí)線程须误。引申知識(shí)：
- Linux中沒有真正的線程
- Linux中沒有的線程
Thread是由進(jìn)程來模擬實(shí)現(xiàn)的所以稱作：輕量級(jí)進(jìn)程- 進(jìn)程是「資源管理」的最小單元挨稿，線程是「資源調(diào)度」的最小單元（這里不考慮協(xié)程）
探究進(jìn)程第四步，讓小弟們（線程）出來排個(gè)隊(duì)吧京痢。
pstree
pstree - display a tree of processes pstree按樹形結(jié)構(gòu)打印運(yùn)行中進(jìn)程結(jié)構(gòu)信息
可以直觀的查看進(jìn)程和它啟動(dòng)的線程的關(guān)系奶甘，并能顯示進(jìn)程標(biāo)識(shí)。
探究進(jìn)程第五步祭椰，是死（進(jìn)程崩潰）是活（進(jìn)程運(yùn)行中）我都要知道你的秘密（堆棧幀 & 上下文）臭家。
gdb
gdb是GNU開發(fā)的gcc套件中Linux下程序調(diào)試工具，你可以查看程序的堆棧方淤、設(shè)置斷點(diǎn)钉赁、打印程序運(yùn)行時(shí)信息，甚至還能調(diào)試多線程程序携茂，功能十分強(qiáng)大你踩。
在這里把gdb當(dāng)成一個(gè)命令來講有點(diǎn)大材小用，要詳細(xì)說gdb的話讳苦，完全可以撐起一篇文章的篇幅带膜，這里長話短說，有機(jī)會(huì)再開一篇文章詳細(xì)介紹下它鸳谜。
使用
要用gdb調(diào)試C/C++程序首先編譯的時(shí)候要加-g選項(xiàng)膝藕，g++ -g test.cpp -o test這樣生成的程序就可以用gdb來調(diào)試?yán)病?/p>
- 可以直接用gdb啟動(dòng)程序調(diào)試，命令：
gdb prog - 用gdb附著到一個(gè)已經(jīng)啟動(dòng)的進(jìn)程上調(diào)試也可以咐扭。命令：
gdb prog pid - 程序崩潰之后參數(shù)corefile也可以用gdb調(diào)試芭挽，看看程序死掉之前留了什么遺言（堆棧信息）給你。命令：
gdb prog corefile蝗肪，這里有一點(diǎn)需要注意袜爪，有些Linux系統(tǒng)默認(rèn)程序崩潰不生成corefile，這時(shí)你需要ulimit -c unlimited這樣就能生成corefile了穗慕。
gdb調(diào)試
探究進(jìn)程第六步饿敲，關(guān)于你的所有，我都想知道逛绵。
更近一步
通過/proc/pid文件了解進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)信息和統(tǒng)計(jì)信息怀各。/proc系統(tǒng)是一個(gè)偽文件系統(tǒng)，它只存在內(nèi)存當(dāng)中术浪，而不占用外存空間瓢对，以文件系統(tǒng)的方式為內(nèi)核與進(jìn)程提供通信的接口。進(jìn)入系統(tǒng)/proc目錄：
/proc目錄下有很多以數(shù)字命名的目錄胰苏，每個(gè)數(shù)字代表進(jìn)程號(hào)PID它們是進(jìn)程目錄硕蛹。系統(tǒng)中當(dāng)前運(yùn)行的每一個(gè)進(jìn)程在/proc下都對(duì)應(yīng)一個(gè)以進(jìn)程號(hào)為目錄名的目錄/proc/pid，它們是讀取進(jìn)程信息的接口，我們可以進(jìn)到這個(gè)文件里面法焰，了解進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)信息和統(tǒng)計(jì)信息秧荆。
高頻使用
/proc/pid目錄下的有一些重要文件，挑幾個(gè)使用頻率高的講一講埃仪。
/proc/pid/environ 包含了進(jìn)程的可用環(huán)境變量的列表 乙濒。程序出問題了如果不確定環(huán)境變量是否設(shè)置生效，可以cat這個(gè)文件出來查看確認(rèn)一下卵蛉。
/proc/pid/fd/ 這個(gè)目錄包含了進(jìn)程打開的每一個(gè)文件的鏈接颁股。從這里可以查看進(jìn)程打開的文件描述符信息，包括標(biāo)準(zhǔn)輸入傻丝、輸出甘有、錯(cuò)誤流，進(jìn)程打開的socket連接文件描述符也能看到葡缰，lsof命令也有類似的作用亏掀。
/proc/pid/stat包含了進(jìn)程的所有狀態(tài)信息，進(jìn)程號(hào)运准、父進(jìn)程號(hào)幌氮、 線程組號(hào)缭受、 該任務(wù)在用戶態(tài)運(yùn)行的時(shí)間 胁澳、 該任務(wù)在用內(nèi)核態(tài)運(yùn)行的時(shí)間、 虛擬地址空間的代碼段米者、 阻塞信號(hào)的位圖等等信息應(yīng)有盡有韭畸。
其他統(tǒng)計(jì)
/proc/pid/cmdline 包含了用于開始進(jìn)程的命令
/proc/pid/cwd包含了當(dāng)前進(jìn)程工作目錄的一個(gè)鏈接
/proc/pid/exe包含了正在進(jìn)程中運(yùn)行的程序鏈接
/proc/pid/mem包含了進(jìn)程在內(nèi)存中的內(nèi)容
/proc/pid/statm包含了進(jìn)程的內(nèi)存使用信息
好了，一頓操作下來蔓搞，你對(duì)進(jìn)程和它背后的秘密你已經(jīng)非常了解了胰丁，下次我們的好朋友「進(jìn)程」如果遇到了什么問題（崩潰coredump、假死喂分、阻塞锦庸、系統(tǒng)調(diào)用超時(shí)、文件描述符異常）蒲祈，你應(yīng)該知道如何幫它處理了吧甘萧！我們來總結(jié)一下：
- ps查看進(jìn)程id，看看進(jìn)程還在不在以及進(jìn)程狀態(tài)
- 如果在的話
strace梆掸、psstack看下進(jìn)程當(dāng)前信息扬卷，是不卡死在哪個(gè)位置，對(duì)比各幀最后調(diào)用信息找到異常點(diǎn) - 如果進(jìn)程不再了酸钦，如果有
corefile文件怪得，直接上gdb查看corefile信息 - 其他疑難雜癥懷疑進(jìn)程狀態(tài)信息的時(shí)候，看看
/proc/pid下面的進(jìn)程狀態(tài)信息，可能會(huì)給你啟發(fā)徒恋。 - 最后蚕断，如果以上都不行，閉目祈禱吧入挣！
寫在最后
今天的分享希望對(duì)你有幫助基括，祝大家寫的服務(wù)永不宕機(jī)，從不coredump财岔，讓上面教你的操作吃灰去吧风皿。
最后，感謝各位的閱讀匠璧。文章的目的是分享對(duì)知識(shí)的理解桐款，技術(shù)類文章我都會(huì)反復(fù)求證以求最大程度保證準(zhǔn)確性，若文中出現(xiàn)明顯紕漏也歡迎指出夷恍，我們一起在探討中學(xué)習(xí)魔眨。
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reference
https://blog.csdn.net/dan15188387481/article/details/49450491
