Gestión de Procesos en GNU Linux - Comandos

Gestión de Procesos en
GNU/Linux
2013
Ing. Emiliano Marini
www.linuxito.com

Objetivo
● Analizar técnicas y herramientas para
gestionar procesos en GNU/Linux:
– Listar procesos en ejecución
– Obtener información de procesos
– Iniciar y detener procesos
– Determinar y alterar la prioridad de
ejecución de procesos
– Gestionar procesos en segundo plano

Procesos
● Un proceso es uno de los conceptos
fundamentales más importante de los
sistemas operativos GNU/Linux.
● Un proceso es una instancia de un
programa en ejecución.

Crear procesos
● ¿Cómo crear un proceso?
– Iniciar una sesión:
man login
– Ejecutar un programa:
mkdir /tmp/prueba
cd /tmp/prueba
touch doc.txt
nano doc.txt

Identificadores de un proceso
● Process ID (PID): Identificador único.
● User ID (UID) y Group ID (GID): Usuario y
grupo al que el proceso pertenece:
– UID y GID reales (heredados del padre)
– UID y GID efectivos (los procesos con
UID efectivo igual a 0 son privilegiados
ya que se ejecutan como superusuario)
● Parent Process ID (PPID): PID del proceso
padre.

Listar procesos
● El comando ps muestra un snapshot de
los procesos actuales:
man ps
ps
ps u
ps l
ps aux
ps U root u root u

ps
● Utilizando ps se puede obtener
información relacionada a los procesos,
por ejemplo:
– Identificadores (USER, PID, UID, GID, PPID)
– Hora de inicio (START)
– % de uso de memoria (%MEM) y CPU (%CPU)
– Tiempo de CPU acumulado (TIME)
– Estado (STAT)
– Terminal asociada (TTY)
– Comando (CMD/COMMAND)

Estado de procesos
D Uninterruptible sleep (usually IO)
R Running or runnable (on run queue)
S Interruptible sleep (waiting for an event to
complete)
T Stopped, either by a job control signal or
because it is being traced
X Dead (should never be seen)
Z Defunct ("zombie") process, terminated but
not reaped by its parent

Estado de procesos
Información adicional
< High-priority (not nice to other users)
N Low-priority (nice to other users)
L Has pages locked into memory (for real-time
and custom IO)
s Is a session leader
l Is multi-threaded (using CLONE_THREAD,
like NPTL pthreads do)
+ Is in the foreground process group

El proceso init
● En Linux cada proceso tiene un proceso
padre.
● “init” es el primer proceso que crea el
kernel Linux cuando inicia el sistema (boot)
● Todos los procesos son hijos de init (de
forma directa o indirecta).
● El proceso init no puede ser matado (kill),
excepto cuando se apaga el sistema.
● El proceso init siempre tiene el PID = 1.

Árbol de procesos
● Es posible visualizar la jerarquía de
procesos en forma de árbol a partir de init
(PID = 1):
pstree
ps jf
ps axjf
ps ejH
● Si se especifica un PID, el árbol se inicia
desde tal proceso. Si se especifica un
usuario válido se mostrará la jerarquía de
todos los procesos del mismo.

Demonios (daemons)
● En un momento determinado pueden existir en el
sistema procesos invocados por el usuario
actual, invocados por otros usuarios, o invocados
por el sistema operativo (daemons).
● Los demonios son procesos que necesitan
ejecutarse en segundo plano (background) por
largos períodos de tiempo y no requieren una
terminal que los controle (TTY).
man 4 tty
● No interactúan directamente con los usuarios,
sino en forma de servicio.

Señales
● Mensajes que se envían a un proceso para
notificar eventos importantes.
● Por su naturaleza, los procesos son
interrumpidos y forzados a manejarlas
inmediatamente.
● Cada señal se identifica con un número
entero al igual que un nombre simbólico:
kill l
man 7 signal

Terminar procesos
● El comando kill se utiliza para enviar
señales a procesos.
● Por defecto envía la señal TERM
(Termination Signal).
● ¿Cómo matar un proceso?
– Enviar SIGTERM:
kill 15 [pid]
– Si no responde, enviar SIGKILL:
kill 9 [pid]

[off-topic] Everything is a file
● "Everything is a file" describes one of the defining
features of Unix, and its derivatives, that a wide
range of input/output resources such as
documents, directories, hard-drives, modems,
keyboards, printers and even some inter-process and
network communications are simple streams of
bytes exposed through the filesystem name
space.
● The same set of tools, utilities and APIs can be used
on a wide range of resources. When a file is opened
a file descriptor is created. The file path becoming
the addressing system and the file descriptor
being the byte stream I/O interface.

[off-topic] Everything is a file
● A range of pseudo and virtual filesystems exists
which exposes information about processes and
other system information in a hierarchical file-like
structure.
● An example of this purely virtual filesystem is under
/proc that exposes many system properties as files.
● All of these "files" have standard Unix file attributes
such as an owner and access permissions, and can
be queried by the same classic Unix tools and filters.

“Destripar” procesos
● El pseudo sistema de archivos proc se
utiliza como interfase a las estructuras de
datos del kernel.
● Generalmente es montado en /proc.
● En su mayor parte es de sólo lectura, pero
algunos archivos permiten modificar
variables del kernel.
● Existe un subdirectorio numérico por cada
proceso, cuyo nombre coincide con el PID
de los mismos.

/proc
man proc
ls l /proc
ls l /proc/[pid]
(cat /proc/[pid]/cmdline; echo) | tr '0' ' '
ls l /proc/[pid]/cwd
cd /proc/[pid]/cwd; pwd
(cat /proc/[pid]/environ; echo) | tr '0' 'n'
ls l /proc/[pid]/exe
ls l /proc/[pid]/fd

Experimento: manipular la
entrada estándar de otro proceso
● Ejecutar el editor de texto “vi”:
touch /tmp/prueba/doc2.txt
vi /tmp/prueba/doc2.txt
[INSERT]
● Desde otra terminal inyectar texto:
ps u
echo hola >> /proc/[pid]/fd/0

Más /proc
cat /proc/[pid]/limits
cat /proc/[pid]/maps
cat /proc/[pid]/mountinfo
ls l /proc/[pid]/root
cat /proc/[pid]/smaps
cat /proc/[pid]/stat
cat /proc/[pid]/statm
cat /proc/[pid]/status
cat /proc/[pid]/task
¿Qué pasa con el directorio /proc/[pid] cuando matamos el
proceso?

Multiprogramación
● Linux (como la mayoría de sistemas
operativos modernos) puede ejecutar
múltiples procesos compartiendo CPU,
memoria y otros recursos entre ellos.
top
htop

Tiempo compartido
● En general existen más procesos que
CPU.
● Es necesario compartir estos recursos de
CPU limitados entre los procesos que
compiten por ellos.
● Esto se hace seleccionando un proceso
para ejecución y dejándolo ejecutar por un
periodo o hasta que necesite esperar algún
evento (por ejemplo E/S).

Prioridad de ejecución
● Para garantizar que procesos importantes
no se queden sin CPU, la selección se
efectúa de acuerdo a una prioridad.
● La columna NI en la salida del comando
top indica la prioridad de ejecución o nice.
● Esta prioridad oscila desde -20 (mayor
prioridad) hasta 19 (menor prioridad).
man nice
ps o pid,ni,comm,args
ps l

Alterar la prioridad de ejecución
● Iniciar un proceso con baja prioridad:
nice n 19 grep Ri net /
● Modificar la prioridad de un proceso:
grep Ri net /
renice n 19 p [pid]

Procesos en segundo plano
● En Linux podemos iniciar procesos en
primer plano (foreground) o en segundo
plano (background).
● Un proceso iniciado en foreground
monopoliza la terminal e impide iniciar más
procesos desde la misma.
● Un proceso en background, una vez
iniciado deja de monopolizar la terminal, y
devuelve el control al usuario (prompt).

Iniciar procesos en background
● Es posible iniciar procesos en background
utilizando el caracter ampersand:
&
● Es posible detener procesos utilizando:
Ctrl+Z
● A cada proceso en background se le
asigna un identificador numérico.
man jobs
man bg
man fg

Alternar foreground entre
procesos
top [Ctrl+Z]
ping 8.8.8.8 > /dev/null &
jobs
tail f /var/log/dmesg > /dev/null &
jobs
ping 8.8.4.4 > /dev/zero [Ctrl+Z]
jobs
bg 4
jobs
fg 3 [Ctrl+Z]
jobs l
fg
ps

Más herramientas...
● Listar procesos: pgrep, atop
● Enviar señales: killall, pkill, skill
● Esperar procesos: wait
● Medir procesos: time
● “Inmortalizar” procesos: nohup, disown

Links de interés
● Curso de Introducción a GNU/Linux
http://www.ant.org.ar/cursos/curso_intro/book1.html
● explainshell.com http://explainshell.com/
● The Linux Documentation Project - “create and distribute a
canonical set of high quality free GNU/Linux documentation”:
– Introduction to Linux http://tldp.org/LDP/intro-linux/html/intro-linux.html
– Bash Guide for Beginners
http://tldp.org/LDP/Bash-Beginners-Guide/html/Bash-Beginners-Guide.html
– Advanced Bash-Scripting Guide
http://tldp.org/LDP/abs/html/abs-guide.html
– GNU/Linux Command-Line Tools Summary
http://tldp.org/LDP/GNU-Linux-Tools-Summary/html/GNU-Linux-Tools-Summary
.html
– Y más... http://tldp.org/guides.html

Referencias
● An overview of Linux processes -
[https://www.ibm.com/developerworks/community/blogs/58e72888-6340-46ac-b488-
d31aa4058e9c/entry/an_overview_of_linux_processes21]
● Parent process - [http://en.wikipedia.org/wiki/Parent_process]
● Linux Filesystem Hierarchy - 1.14. /proc - [http://www.tldp.org/LDP/Linux-
Filesystem-Hierarchy/html/proc.html]
● Everything is a file - [http://en.wikipedia.org/wiki/Everything_is_a_file]
● Prioridades de ejecución de procesos -
[http://www.ibm.com/developerworks/ssa/linux/library/l-lpic1-v3-103-6/]
● Introduction To Unix Signals Programming -
[http://titania.ctie.monash.edu.au/signals/]

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