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Linux进程属性及含义

一个进程包含多个属性参数,通过使用 ps 命令,我们可以查看当前系统中有关进程的详细信息,例如:
[root@localhost ~]# ps -le
F S UID PID PPID C  PRI  NI ADDR SZ   WCHAN TTY     TIMECMD
4 S 0   1   0    0  80   0  -    718    -   ?     00:00:02 init
1 S 0   2   0    0  80   0  -    0      -   ?     00:00:00 kthreadd
…省略部分输出…
可以看到,每个进程都包含 F、S、UID、PID 等属性,这些属性参数决定了进程被处理的先后顺序、能够访问的资源等,对于系统管理员和程序员都非常重要。

本节将带领大家认识几个常用的属性参数。

PID(进程的 ID 号)

在前面章节已经讲过,系统为每个用户都分配了用于标识其身份的 ID 号(UID)。同样地,进程也有这样一个 ID 号,被称作 PID。

要知道,用 ID 确定进程的方法是非常有好处的,因为对于计算机而言,认识数字永远比认识一串字符方便得多,Linux 没有必要去理解那些对人类非常“有意义”的进程名。

不仅 Linux 自己使用 PID 来确定进程,还要求用户在管理进程时,也提供相应的 PID 号。事实上,几乎所有的进程管理工具接受的也都是 PID 号,而不是进程名。

PPID(父进程的 PID)

在 Linux 中,所有的进程都必须由另一个进程创建(除了在系统引导时,由内核自主创建并安装的那几个进程)。当一个进程被创建时,创建它的那个进程被称作父进程,而这个进程则相应地被称作子进程。

子进程使用 PPID 指出谁是其“父亲”,很容易可以理解,PPID 指的就是其父进程的 PID。

注意,在以上的叙述中,多次用到了“创建”这个词,这是出于表述和理解上的方便,事实上,在 Linux 中进程是不能被“凭空”创建的,换句话说,Linux 没有提供一种系统调用让应用程序“创建”一个进程,应用程序只能通过克隆自己来产生新进程。

关于“子进程应该是其父进程的克隆体”这种说法,听起来的确有点让人困惑,读者如果对此感兴趣,可以阅读一些和 Linux 编程方面相关的文章。

UID(真实用户ID)和EUID(有效用户ID)

只有进程的创建者和 root 用户才有权利对该进程进行操作,因此记录一个进程的创建者(也就是属主)就显得非常必要。进程的 UID 就是其创建者的用户 ID 号,用于标识进程的属主。

除此之外,Linux 还为进程保存了一个“有效用户 ID 号”,被称作 EUID。这个特殊的 UID 号用来确定进程对某些资源和文件的访问权限。在绝大部分情况下,进程的 UID 和 EUID 是一样的,除了著名的 setuid 程序。

那么,什么是 setuid 程序呢?前面讲了 passwd 命令,这个命令允许用户修改自己的登录口令。但读者是否考虑过这个问题,密码保存在 /etc/shadow 文件中,这个文件对普通用户是不可读的,那么用户为什么能够通过修改 shadow 文件来修改自己的口令呢?

这就是 setuid 的妙处了,通过使 passwd 在执行阶段具有文件所有者(也就是 root)的权限,让用户临时有了修改 shadow 文件的能力(当然这种能力是受到限制的)。因此,passwd 就是一个典型的 setuid 程序,其 UID 是当前执行这个命令的用户 ID,而 EUID 则是 root 用户的 ID(也就是 0)。

除此之外,Linux 还给进程分配了其他几个 UID,例如 saved UID 和 FSUID。这种多 UID 体系的设置非常耐人寻味,对它的解释超出了本教程的范围,有兴趣的读者可以自己查阅相关资料。

GID(真实组ID)和 EGID(有效组ID)

类似地,进程的 GID 是其创建者所属组的 ID 号。对应于 EUID,进程同样拥有一个 EGID 号,可以通过 setgid 程序来设置。坦率地讲,进程的 GID 号确实没有什么用处。一个进程可以同时属于多个组,如果要考虑权限的话,那么 UID 就足够了。相比较而言,EGID 在确定访问权限方面还发挥了一定的作用。

当然,进程的 GID 号也不是一无是处。当进程需要创建一个新文件的时候,这个文件将采用该进程的 GID。

进程的谦让度和优先级

顾名思义,进程的优先级决定了其受到 CPU“优待”的程度,优先级髙的进程能够更早地被处理,并获得更多的处理器时间。

Linux 内核会综合考虑一个进程的各种因素来决定其优先级,这些因素包括进程已经消耗的 CPU 时间、进程已经等待的时间等。在绝大多数情况下,决定进程何时被处理是内核的事情,不需要用户插手。

用户可以通过设置进程的“谦让度”来影响内核的想法。“谦让度”和“优先级”刚好是一对相反的概念,高“谦让度”意味着低“优先级”,反之亦然。需要注意的是,进程管理工具让用户设置的总是“谦让度”,而不是“优先级”。如果希望让一个进程更早地被处理,那么应该把它的谦让度设置得低一些,使其变得不那么“谦让”。

修改进程的谦让度可以使用 nice 和 renice 命令,这两个命令的具体用法,会在本章后续文章做详细介绍。

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