资深程序员总结：分析Linux进程的6个方法，我全都告诉你

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封图| CSDN下载于视觉中国程序员

操做系统「进程」是学计算机都要接触的基本概念，抛开那些纯理论的操做系统底层实现，在Linux下作软件开发这么多年，每次程序运行出现问题，都要一步一步分析进程各类状态，去排查问题出在哪里，此次lemon带你在Linux环境下实操，一步步探究揭开「Linux进程」的那些秘密。后端

何为进程

首先咱们说下「程序」的概念，程序是一些保存在磁盘上的指令的有序集合，是静态的。进程是程序执行的过程，包括了动态建立、调度和消亡的整个过程，它是程序资源管理的最小单位。网络

线程是操做操做系统可以进行运算调度的最小单位。大部分状况下，它被包含在进程之中，是进程中的实际运做单位，一个进程内能够包含多个线程，是资源调度的最小单位。[引用维基百科]多线程

多线程程序模型架构

探究进程第一步，你在吗？还好吗？框架

• ps

report a snapshot of the current processes. 列出当前系统进程的快照。socket

找到进程PID ( Process IDentity )，pid惟一标识一个进程。用ps这个命令，这个命令你们应该都知道吧，对于小白用户，首先他不是Photoshop。ide

探究进程第二步，让我看看你都交了哪些朋友（系统调用 & 信号）工具

• strace

trace system calls and signals   跟踪进程内部的系统调用和信号。

什么是「系统调用」？系统调用（system call），指运行在「用户态」的程序向操做系统「内核态」请求须要更高权限运行的服务，系统调用提供用户程序与操做系统之间的接口。

strace后面跟着启动一个进程，能够跟踪启动后进程的系统调用和信号，这个命令能够看到进程执行时候都调用了哪些系统调用，经过指定不一样的选项能够输出系统调用发生的时间，精度能够精确到微秒，甚至还能够统计分析系统「调用的耗时」，这在排查进程假死问题的时候颇有用，能帮你发现进程卡在哪一个系统调用上。已经在运行的进程也能够指定-p参数加pid像gdb attach那样附着上去跟踪。

strace统计

探究进程第三步，让我看看你带的小弟们（线程）。

• pstack

print a stack trace of a running process 打印出运行中程序的堆栈信息。

执行命令pstack pid 你能看到当前线程运行中的堆栈信息，其中的pid可用以前的ps命令得到，pstack能够看到进程内启动的线程号，每一个进程内线程的「堆栈」内容也能看到。

看到上面打印出的LWP了吗，这里是个知识点， LPW是指Light-weight process 轻量级线程。引伸知识：

1. Linux中没有真正的线程

2. Linux中没有的线程Thread是由进程来模拟实现的因此称做：轻量级进程

3. 进程是「资源管理」的最小单元，线程是「资源调度」的最小单元（这里不考虑协程）

探究进程第四步，让小弟们（线程）出来排个队吧。

• pstree

display a tree of processes pstree按树形结构打印运行中进程结构信息

能够直观的查看进程和它启动的线程的关系，并能显示进程标识。

pstree

探究进程第五步，是死（进程崩溃）是活（进程运行中）我都要知道你的秘密（堆栈帧 & 上下文）。

• gdb

gdb是GNU开发的gcc套件中Linux下程序调试工具，你能够查看程序的堆栈、设置断点、打印程序运行时信息，甚至还能调试多线程程序，功能十分强大。

在这里把gdb当成一个命令来说有点大材小用，要详细说gdb的话，彻底能够撑起一篇文章的篇幅，这里长话短说，有机会再开一篇文章详细介绍下它。

• 使用

要用gdb调试C/C++程序首先编译的时候要加-g选项，g++ -g test.cpp -o test这样生成的程序就能够用gdb来调试啦。

1. 能够直接用gdb启动程序调试，命令：gdb prog

2. 用gdb附着到一个已经启动的进程上调试也能够。命令：gdb prog pid

3. 程序崩溃以后参数corefile也能够用gdb调试，看看程序死掉以前留了什么遗言（堆栈信息）给你。命令：gdb prog corefile，这里有一点须要注意，有些Linux系统默认程序崩溃不生成corefile，这时你须要ulimit -c unlimited这样就能生成corefile了。

探究进程第六步，关于你的全部，我都想知道。

更近一步

经过/proc/pid文件了解进程的运行时信息和统计信息。/proc系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间，以文件系统的方式为内核与进程提供通讯的接口。进入系统/proc目录：

proc目录

/proc目录下有不少以数字命名的目录，每一个数字表明进程号PID它们是进程目录。系统中当前运行的每个进程在/proc下都对应一个以进程号为目录名的目录/proc/pid，它们是读取进程信息的接口，咱们能够进到这个文件里面，了解进程的运行时信息和统计信息。

• 高频使用

/proc/pid目录下的有一些重要文件，挑几个使用频率高的讲一讲。/proc/pid/environ 包含了进程的可用环境变量的列表 。程序出问题了若是不肯定环境变量是否设置生效，能够cat这个文件出来查看确认一下。

/proc/pid/fd/ 这个目录包含了进程打开的每个文件的连接。从这里能够查看进程打开的文件描述符信息，包括标准输入、输出、错误流，进程打开的socket链接文件描述符也能看到，lsof命令也有相似的做用。

/proc/pid/stat包含了进程的全部状态信息，进程号、父进程号、 线程组号、 该任务在用户态运行的时间 、 该任务在用内核态运行的时间、 虚拟地址空间的代码段、 阻塞信号的位图等等信息应有尽有。

• 其余统计

/proc/pid/cmdline 该文件保存了进程的完整命令行
/proc/pid/cwd一个符号链接, 指向进程当前的工做目录
/proc/pid/exe包含了正在进程中运行的程序连接
/proc/pid/mem包含了进程在内存中的内容
/proc/pid/statm包含了进程的内存使用信息

总结一下

好了，一顿操做下来，你对进程和它背后的秘密你已经很是了解了，下次咱们的好朋友「进程」若是遇到了什么问题（崩溃coredump、假死、阻塞、系统调用超时、文件描述符异常），你应该知道如何帮它处理了吧！咱们来总结一下：

• ps查看进程id，看看进程还在不在以及进程状态

• 若是在的话strace、psstack看下进程当前信息，是否是卡死在哪一个位置，对比各帧最后调用信息找到异常点

• 若是进程再也不了，若是有corefile文件，直接上gdb查看corefile信息

• 其余疑难杂症怀疑进程状态信息的时候，看看/proc/pid下面的进程状态信息，可能会给你启发。

• 最后，若是以上都不行，闭目祈祷吧！

写在最后

今天的分享但愿对你有帮助，祝你们写的服务永不宕机，从不coredump，让上面教你的操做吃灰去吧。感谢各位的阅读。文章的目的是分享对知识的理解，技术类文章做者都会反复求证以求最大程度保证准确性，若文中出现明显纰漏也欢迎指出，咱们一块儿在探讨中学习。

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