نحوه مدیریت فرایندها با ps و kill و nice در سرور مجازی لینوکس Linux

مقدمه

یک سرور مجازی لینوکس، مانند هر کامپیوتر مدرن دیگری، برنامه‌های متعددی را اجرا می‌کند. این برنامه‌ها، هر کدام فرآیندهای مجزایی شناخته شده و به صورت مجزا، مدیریت می‌شوند.

در حالی که لینوکس در سطح پایین و پشت‌صحنه، مدیریت چرخه حیات یک فرآیند (process lifecycle) – مانند راه‌اندازی (startup)، خاموش شدن (shutdown)، تخصیص حافظه (memory allocation)، و غیره – را بر عهده می‌گیرد، شما نیاز به یک روش برای تعامل با سیستم‌عامل دارید تا بتوانید این فرآیندها را در سطح بالاتر، مدیریت کنید.

در این راهنما، با نحوه مدیریت فرآیندها آشنا خواهید شد. لینوکس ابزارهای استاندارد و داخلی متعددی برای این منظور ارائه می‌دهد. شما این مفاهیم را در محیط Ubuntu 22.0.4 بررسی خواهید کرد، اما هر توزیع مدرن لینوکس به روش مشابهی، عمل می‌کند.

در ادامه، بخوانید:

مرحله اول: نحوه مشاهده فرایندهای در حال اجرا در لینوکس
مرحله دوم: نحوه استفاده از دستور ps برای لیست‌کردن فرایندها
مرحله سوم: نحوه ارسال سیگنال‌ها به فرایندها در لینوکس
مرحله چهارم: نحوه تنظیم اولویت فرایندها
نتیجه‌گیری

مرحله اول – نحوه مشاهده فرایندهای در حال اجرا در لینوکس

می‌توانید تمام فرآیندهای در حال اجرا در سرور مجازی خود را با استفاده از دستور top مشاهده کنید:

top

خروجی:

top - 15:14:40 up 46 min,  1 user,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks:  56 total,   1 running,  55 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   1019600k total,   316576k used,   703024k free,     7652k buffers
Swap:        0k total,        0k used,        0k free,   258976k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND           
    1 root      20   0 24188 2120 1300 S  0.0  0.2   0:00.56 init               
    2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 kthreadd           
    3 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.07 ksoftirqd/0        
    6 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 migration/0        
    7 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.03 watchdog/0         
    8 root       0 -20     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 cpuset             
    9 root       0 -20     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 khelper            
   10 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 kdevtmpfs

چند خط اول خروجی، آمار کلی سیستم مانند بارگذاری CPU/حافظه و تعداد کل taskهای در حال اجرا را نشان می‌دهد. در خروجی فوق، می‌بینید که یک فرایند در حال اجرا وجود دارد و ۵۵ فرایند دیگر به دلیل عدم استفاده فعال از CPU، در حالت خواب (sleeping) هستند.

بخش باقیمانده خروجی، فرایندهای در حال اجرا و آمار مصرف آن‌ها را نشان می‌دهد. به طور پیش‌فرض، دستور top، این فرایندها را بر اساس مصرف CPU، مرتب می‌کند، بنابراین، شلوغ‌ترین فرایندها را در ابتدا، مشاهده می‌کنید. دستور top تا زمانی که آن را با Ctrl+C متوقف نکنید، در شل شما اجرا خواهد شد. اجرای Ctrl+C، سیگنال پایان (kill signal) را ارسال می‌کند و از فرایند می‌خواهد در صورت امکان، متوقف شود.

نسخه بهبودیافته‌ای از دستور top به نام htop وجود دارد که در اکثر package repositoryها موجود است. در اوبونتو، می‌توانید آن را با apt نصب کنید:

sudu apt update
sudo apt install htop

پس از آن، دستور htop در دسترس خواهد بود:

htop

خروجی:

  Mem[|||||||||||           49/995MB]     Load average: 0.00 0.03 0.05 
  CPU[                          0.0%]     Tasks: 21, 3 thr; 1 running
  Swp[                         0/0MB]     Uptime: 00:58:11

  PID USER      PRI  NI  VIRT   RES   SHR S CPU% MEM%   TIME+  Command
 1259 root       20   0 25660  1880  1368 R  0.0  0.2  0:00.06 htop
    1 root       20   0 24188  2120  1300 S  0.0  0.2  0:00.56 /sbin/init
  311 root       20   0 17224   636   440 S  0.0  0.1  0:00.07 upstart-udev-brid
  314 root       20   0 21592  1280   760 S  0.0  0.1  0:00.06 /sbin/udevd --dae
  389 messagebu  20   0 23808   688   444 S  0.0  0.1  0:00.01 dbus-daemon --sys
  407 syslog     20   0  243M  1404  1080 S  0.0  0.1  0:00.02 rsyslogd -c5
  408 syslog     20   0  243M  1404  1080 S  0.0  0.1  0:00.00 rsyslogd -c5
  409 syslog     20   0  243M  1404  1080 S  0.0  0.1  0:00.00 rsyslogd -c5
  406 syslog     20   0  243M  1404  1080 S  0.0  0.1  0:00.04 rsyslogd -c5
  553 root       20   0 15180   400   204 S  0.0  0.0  0:00.01 upstart-socket-br

htop نمایش بهتری از threadهای CPU ارائه می‌دهد، همچنین، آگاهی آن از پشتیبانی رنگ در ترمینال‌های مدرن بیشتر است و گزینه‌های مرتب‌سازی بیشتری دارد. برخلاف دستور top، دستور htop، همیشه به صورت پیش‌فرض نصب نیست، اما می‌تواند به عنوان جایگزینی مناسب در نظر گرفته شود. می‌توانید با فشار دادن Ctrl+C، مانند top، از htop خارج شوید. در بخش بعدی، یاد خواهید گرفت چگونه از این ابزارها برای جستجوی فرآیندهای خاص استفاده کنید.

مرحله دوم: نحوه استفاده از دستور `ps` برای لیست‌کردن فرایندها

دستورات top و htop یک رابط داشبوردی (dashboard interface) برای مشاهده فرآیندهای در حال اجرا ارائه می‌دهند که مشابه یک task manager گرافیکی، عمل می‌کند. یک رابط داشبوردی می‌تواند یک نمای کلی فراهم کند، اما معمولاً خروجی مستقیمی برای انجام عملیات مختلف، ارائه نمی‌دهد. برای این منظور، لینوکس دستور استاندارد دیگری به نام ps ارائه می‌دهد تا فرآیندهای در حال اجرا را جستجو کند.

اجرای دستور ps بدون استفاده از آرگومان خاصی، اطلاعات کمی را نمایش می‌دهد:

ps

خروجی:

  PID TTY          TIME CMD
 1017 pts/0    00:00:00 bash
 1262 pts/0    00:00:00 ps

خروجی فوق، تمام فرآیندهای مرتبط با کاربر جاری و session ترمینال فعلی را نشان می‌دهد. این منطقی است که تنها فرایندهای در حال اجرا، پوسته bash و همان دستور ps باشد. برای به دست آوردن تصویری کامل‌تر از فرآیندهای سیستم، می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

ps aux

خروجی:

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.2  24188  2120 ?        Ss   14:28   0:00 /sbin/init
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:28   0:00 [kthreadd]
root         3  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:28   0:00 [ksoftirqd/0]
root         6  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:28   0:00 [migration/0]
root         7  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:28   0:00 [watchdog/0]
root         8  0.0  0.0      0     0 ?        S<   14:28   0:00 [cpuset]
root         9  0.0  0.0      0     0 ?        S<   14:28   0:00 [khelper]
…

این گزینه‌ به دستور ps می‌گوید که فرآیندهای متعلق به تمام کاربران را (صرف‌نظر از ارتباط آن‌ها با ترمینال) به صورت یک قالب خواناتر (human-readable format) نشان دهد.

با استفاده از pipeها (|) می‌توانید در خروجی دستور ps aux، با استفاده از grep، به جستجو بپردازید تا نام یک فرآیند خاص را، بیابید. این روش زمانی مفید است که فکر می‌کنید یک فرآیند دچار مشکل شده یا نیاز به متوقف کردن آن دارید.

ps aux | grep bash

خروجی:

sammy         41664   0.7  0.0 34162880   2528 s000  S     1:35pm   0:00.04 -bash
sammy         41748   0.0  0.0 34122844    828 s000  S+    1:35pm   0:00.00 grep bash

خروجی فوق، هم فرآیند grep که به تازگی اجرا کرده‌اید و هم پوسته bash که در حال حاضر در حال اجراست را نشان می‌دهد. همچنین میزان استفاده از حافظه و CPU، مدت زمان اجرای آن‌ها و شناسه فرآیند (Process ID یا PID) آن‌ها را نیز، نمایش می‌دهد.

یک روش سریع برای به دست آوردن شناسه یک فرآیند (PID)، استفاده از دستور pgrep است، مثلاً:

pgrep bash

خروجی:

اولین فرآیندی که در هنگام راه‌اندازی سیستم ایجاد می‌شود و به نام init شناخته می‌شود، شناسه 1 را دریافت می‌کند:

pgrep init

خروجی:

این فرآیند، مسئول ایجاد تمام فرآیندهای دیگر در سیستم است. فرآیندهای بعدی، شماره PID بزرگ‌تری دریافت می‌کنند. فرآیند والد (parent process) فرآیندی است که مسئول ایجاد یک فرآیند دیگر است. فرآیندهای والد دارای شناسه والد (PPID یا Parent Process ID) هستند که می‌توانید آن را در ستون‌های خروجی بسیاری از ابزارهای مدیریت فرآیند، از جمله htop و top و ps مشاهده کنید.

هرگونه ارتباط بین کاربر و سیستم‌عامل در مورد فرآیندها، شامل نام فرآیند و شناسه PID آن است. به همین دلیل، این ابزارها همیشه شامل PID هر فرایند در خروجی خود هستند.

مرحله سوم: نحوه ارسال سیگنال‌ها به فرایندها در لینوکس

در لینوکس، تمام فرآیندها به سیگنال‌ها (signals) پاسخ می‌دهند. سیگنال‌ها روشی در سطح سیستم‌عامل برای اطلاع‌رسانی به برنامه‌ها، جهت خاتمه یا تغییر رفتار آن‌ها هستند. رایج‌ترین روش برای ارسال سیگنال به یک برنامه، استفاده از دستور kill است. همان‌طور که از نام آن پیداست، عملکرد پیش‌فرض این دستور، تلاش برای خاتمه دادن به یک فرآیند، است:

kill PID_of_target_process

این دستور، سیگنال TERM را به فرآیند ارسال می‌کند. سیگنال TERM، از فرآیند به طور مؤدبانه می‌خواهد که خاتمه یابد. این دستور، این امکان را فراهم می‌کند که برنامه، عملیات پاکسازی (clean-up) را انجام داده و به‌آرامی، بسته شود.

اگر برنامه‌ای رفتار نامناسب داشته باشد و با دریافت سیگنال TERM خاتمه پیدا نکند، می‌توانید سیگنال را با فلگ KILL قوی‌تر کنید:

kill -KILL PID_of_target_process

این سیگنال به خود برنامه ارسال نمی‌شود، بلکه مستقیماً به kernel سیستم‌عامل داده می‌شود که فرآیند را متوقف کند. این روش برای دور زدن برنامه‌هایی استفاده می‌شود که به سیگنال‌های ارسال‌شده، بی‌توجه هستند.

هر سیگنال دارای شماره‌ای مرتبط است که می‌توانید به جای نام آن، ارسال کنید. به عنوان مثال، می‌توانید از -15 به جای -TERM و از -9 به جای -KILL، استفاده کنید.

سیگنال‌ها تنها برای خاتمه دادن به برنامه‌ها استفاده نمی‌شوند. آن‌ها می‌توانند برای انجام عملیات دیگری نیز مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال، بسیاری از فرآیندهایی که به صورت دائمی در پس‌زمینه اجرا می‌شوند (معمولاً daemon نامیده می‌شوند) به طور خودکار در پاسخ به سیگنال HUP یا hang-up، مجدداً راه‌اندازی می‌شوند. سرور وب Apache معمولاً این‌گونه عمل می‌کند.

sudo kill -HUP pid_of_apache

دستور بالا باعث می‌شود که آپاچی، فایل پیکربندی خود را مجدداً بارگذاری کرده و ارائه محتوا را ادامه دهد.

توجه: بسیاری از فرآیندهای پس‌زمینه، از طریق system services مدیریت می‌شوند که امکان تعامل بیشتری با هم دارند. در اکثر موارد، ترجیح داده می‌شود که به جای ارسال سیگنال HUP، مستقیماً کل سرویس، مجدداً راه‌اندازی شود.

می‌توانید تمام سیگنال‌هایی که می‌توان با kill ارسال کرد را با استفاده از گزینه -l لیست کنید:

kill -l

خروجی:

1) SIGHUP	 2) SIGINT	 3) SIGQUIT	 4) SIGILL	 5) SIGTRAP
6) SIGABRT	 7) SIGBUS	 8) SIGFPE	 9) SIGKILL	10) SIGUSR1
11) SIGSEGV	12) SIGUSR2	13) SIGPIPE	14) SIGALRM	15) SIGTERM

به جز استفاده از PIDها، روش‌های دیگری نیز برای ارسال سیگنال به فرآیندها وجود دارد. دستور pkill تقریباً به همان شیوه kill عمل می‌کند، اما به جای PID، نام فرآیند را می‌گیرد:

pkill -9 ping

این دستور معادل زیر است:

kill -9 `pgrep ping`

اگر بخواهید به تمام instanceهای یک فرآیند خاص، سیگنال ارسال کنید، می‌توانید از دستور killall استفاده کنید:

killall firefox

دستور بالا سیگنال TERM را به تمام instanceهای در حال اجرای firefox در سیستم ارسال می‌کند.

مرحله چهارم: نحوه تنظیم اولویت فرایندها

اغلب در سرورهای مجازی، نیاز به تنظیم اولویت فرآیندها خواهید داشت. برخی از فرآیندها ممکن است در ساز و کار سرور شما، خیلی مهم باشد، در حالی که سایر فرآیندها می‌توانند در صورت باقی‌ماندن منابع، اجرا شوند. لینوکس اولویت‌ها را از طریق مفهومی به نام niceness کنترل می‌کند.

فرآیندهای با اولویت بالا، کمتر nice در نظر گرفته می‌شوند زیرا، منابع را به خوبی به اشتراک نمی‌گذارند. در مقابل، فرآیندهای با اولویت پایین، nice هستند؛ چون حداقل منابع موجود را درخواست می‌کنند. زمانی که دستور top را اجرا می‌کنید، ستونی به نام NI وجود دارد که نشان‌دهنده مقدار niceness یک فرایند است:

top

خروجی:

[secondary_label Output] 
Tasks:  56 total,   1 running,  55 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.0%us,  0.3%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   1019600k total,   324496k used,   695104k free,     8512k buffers
Swap:        0k total,        0k used,        0k free,   264812k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND           
 1635 root      20   0 17300 1200  920 R  0.3  0.1   0:00.01 top                
    1 root      20   0 24188 2120 1300 S  0.0  0.2   0:00.56 init               
    2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 kthreadd           
    3 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.11 ksoftirqd/0

مقدار niceness می‌تواند بین -19/-20 (بالاترین اولویت) و 19/20 (پایین‌ترین اولویت)، بسته به سیستم، متغیر باشد. برای اجرای یک برنامه با مقدار nice خاص، می‌توانید از دستور nice استفاده کنید:

nice -n 15 command_to_execute

دستور فوق، تنها هنگام شروع برنامه جدید، عمل می‌کند. اگر بخواهید مقدار niceness یک برنامه در حال اجرا را تغییر دهید، از ابزار renice استفاده کنید:

renice 0 PID_to_prioritize

نتیجه‌گیری

مدیریت فرآیندها بخش اساسی و مهمی از لینوکس است که تقریباً در هر زمینه‌ای، کاربرد دارد. اطلاع از نوع فرایند، میزان منابع مصرفی آن و مواردی از این قبیل، به شما کمک می‌کند تا ساده‌تر از قبل، سرور مجازی خود را، مدیریت و استفاده بهینه کنید.

در صورتی که به یک سرور مجازی دائمی خوب، با قیمت مناسب و پشتیبانی فوق‌العاده نیاز دارید، توصیه می‌شود که از سرور مجازی ایران لیارا، استفاده کنید. از جمله مزیت‌های VPS لیارا، سادگی در استفاده، زیر ساخت قوی و منابع کافی آن، است.

برچسب‌ها:iaas linux Linux-Server vps سرور-مجازی لینوکس

تغییرات اخیر

نحوه مدیریت فرایندها با ps و kill و nice در سرور مجازی لینوکس Linux

مقدمه

مرحله اول – نحوه مشاهده فرایندهای در حال اجرا در لینوکس

مرحله دوم: نحوه استفاده از دستور ps برای لیست‌کردن فرایندها

مرحله سوم: نحوه ارسال سیگنال‌ها به فرایندها در لینوکس

مرحله چهارم: نحوه تنظیم اولویت فرایندها

نتیجه‌گیری

مرحله دوم: نحوه استفاده از دستور `ps` برای لیست‌کردن فرایندها