PDF de programación - Gestión de Procesos en GNU/Linux

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

s
l

and custom IO)
Is a session leader
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 /
ps o pid,ni,comm,args
renice ­n 19 ­p [pid]
ps o pid,ni,comm,args





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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