如何在 Linux 中在后台启动进程

简介

本教程全面概述了 Linux 进程，涵盖了基本概念、层次结构和各种进程状态。然后深入探讨了在后台控制进程的技术，并为使用基于 Linux 的系统的系统管理员和开发人员提供了实用的进程管理策略。

理解 Linux 进程

Linux 进程是 Linux 操作系统中的基本执行单元。一个进程代表一个程序的运行实例，拥有自己的内存空间、资源和执行上下文。对于系统管理员、开发人员以及任何使用基于 Linux 系统的人来说，理解 Linux 进程的概念和管理至关重要。

Linux 进程层次结构

Linux 进程以层次结构组织，每个进程都可以创建子进程。这种层次结构称为进程树，它允许对进程进行高效的管理和控制。第一个进程，称为 init 进程，是系统中所有其他进程的父进程。

graph TD init(init) init --> process1(进程 1) init --> process2(进程 2) process1 --> child1(子进程 1) process1 --> child2(子进程 2)

Linux 进程状态

Linux 中的进程可以处于不同的状态，这些状态代表了它们当前的执行状态。主要的进程状态有：

运行中（Running）：进程当前正在执行指令。
等待中（Waiting）：进程正在等待某个事件，例如 I/O 操作或资源可用性。
停止（Stopped）：进程已被暂时挂起，通常用于调试目的。
僵尸（Zombie）：进程已终止，但其父进程尚未收集其退出状态。

Linux 进程执行

Linux 中的进程使用 fork() 系统调用创建，该调用创建一个新进程作为当前进程的副本。新进程称为子进程，它与父进程共享资源，但有自己的执行上下文和内存空间。

exec() 系统调用用于用新程序替换当前进程映像。这允许子进程运行与父进程不同的程序。

以下是创建子进程并执行新程序的示例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("子进程 (PID: %d)\n", getpid());
        execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
    } else if (pid > 0) {
        // 父进程
        printf("父进程 (PID: %d)\n", getpid());
        int status;
        waitpid(pid, &status, 0);
    } else {
        // Fork 失败
        printf("Fork 失败\n");
    }
    return 0;
}

此代码创建一个子进程，然后执行 ls -l 命令，而父进程等待子进程完成。

在后台控制进程

在 Linux 中，经常需要在后台运行进程，以便用户在后台进程执行时能够继续在前台工作。这对于长时间运行的任务（如数据处理、备份或服务器应用程序）特别有用。

在后台运行进程

要在后台运行进程，可以在命令末尾附加 & 字符。这将使进程与当前 shell 会话分离，使其能够独立运行。

$ command &

或者，你可以使用 bg 命令将当前正在运行的进程移动到后台。

$ command
Ctrl+Z
$ bg

监控后台进程

要查看当前正在运行的后台进程列表，可以使用 jobs 命令。

$ jobs
[1]  + running    command
[2]  - stopped    another_command

jobs 命令会显示每个后台进程的作业 ID、状态和命令。

你还可以使用 ps 命令查看有关正在运行的进程的详细信息，包括后台进程。

$ ps aux | grep command
user       1234  0.2  0.5  12345  2345 pts/1    S    10:30   0:05 command

控制后台进程

一旦进程在后台运行，你可以使用以下命令对其进行控制：

fg：将最近的后台进程带到前台。
fg %n：将作业 ID 为 n 的后台进程带到前台。
kill %n：终止作业 ID 为 n 的后台进程。

通过了解如何在后台控制进程，你可以有效地管理长时间运行的任务并提高 Linux 工作流程的效率。

实用的进程管理技术

有效的进程管理对于维护一个健康且高效的 Linux 系统至关重要。在本节中，我们将探讨在实际场景中管理进程的几种实用技术。

进程监控与故障排除

监控正在运行的进程状态对于识别和解决问题至关重要。top 和 htop 命令提供有关系统进程的实时信息，包括 CPU 和内存使用情况、进程 ID 以及用户信息。

$ top
Tasks: 209 total,   1 running, 208 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  2.0 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 97.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  8056692 total,  6894340 free,   481484 used,   680868 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2097148 free,        0 used.  7230164 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 1234 user      20   0  123456  12345   4567 R   5.3  0.2   0:05.23 command
 5678 user      20   0   98765   6789   3456 S   2.0  0.1   0:02.15 another_command

strace 命令可用于跟踪进程接收的系统调用和信号，这对于调试与进程相关的问题很有用。