进程与作业控制
进程与作业控制：ps/top/kill、后台任务、nohup 与 timeout 限时运行
1. 从”工厂车间”说起
1.1 进程是什么
想象一个工厂（操作系统），每台正在工作的机器就是一个进程：有机器编号（PID）、知道在干什么（命令行）、可以开也可以停。
进程是操作系统中的运行实例。每个进程有唯一 PID（进程号），并有父进程 PPID：
- 前台进程：占据终端，命令执行期间终端不可用
- 后台进程：命令末尾加
&，终端可继续输入 - 作业（job）：Shell 对”一条命令及其子进程”的管理单元，前台作业、后台作业可切换
echo $$ # 当前 Shell 的 PID
echo $PPID # 当前 Shell 父进程的 PID$$ 常用于生成临时文件名（如 /tmp/tmp.$$），避免多进程冲突。
2. 查看进程：ps 与 top
2.1 ps：静态快照
ps # 只显示当前终端会话的进程
ps -ef # 全格式列出所有进程（BSD 风格：ps aux 亦可）
ps aux | grep nginx # 查看 nginx 相关进程
ps -ef --sort=-%mem # 按内存占用排序
pgrep -f "python app" # 只输出匹配进程的 PID
pstree -p # 树状显示进程父子关系ps aux 输出示例：
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.1 168M 13M ? Ss 08:00 0:01 /sbin/init常用列含义：
| 列 | 含义 |
|---|---|
PID | 进程号 |
%CPU / %MEM | 占用率 |
STAT | 状态（S 睡眠、R 运行、Z 僵尸、T 停止） |
TIME | 累计 CPU 时间 |
pgrep 按进程名取 PID，是脚本中”先查再杀”的标准前置命令。
2.2 top：动态监控
top # 每 3 秒刷新，按 CPU 排序（q 退出）
top -o %MEM # 按内存排序
top -p 1234 -p 5678 # 只监控指定 PID
htop # 交互式增强版（需安装）top 交互快捷键：M 按内存排序、P 按 CPU 排序、k 输入 PID 杀进程、z 高亮颜色。
3. 终止进程：kill
kill 的本质是向进程发送”信号”，进程可以自行决定如何响应：
| 信号 | 编号 | 行为 |
|---|---|---|
| SIGHUP | 1 | 挂断；终端关闭时默认发给会话内进程 |
| SIGINT | 2 | 键盘中断（Ctrl + C） |
| SIGTERM | 15 | 优雅终止（默认），进程可清理后退出 |
| SIGKILL | 9 | 强制杀死，进程无法拦截 |
| SIGTSTP | 20 | 键盘暂停（Ctrl + Z 发送），进程可捕获处理 |
| SIGSTOP | 19 | 强制暂停（只能 kill -STOP 发送），进程无法拦截 |
| SIGCONT | 18 | 恢复暂停的进程 |
注意区分两个”暂停”：Ctrl + Z 发送的是 SIGTSTP（20），程序可以捕获它做善后；SIGSTOP（19）不可捕获，进程只能被硬性冻住。
kill 1234 # 默认 SIGTERM，优雅终止
kill -9 1234 # SIGKILL 强制杀死（最后手段）
kill -TERM $(pgrep -f "myapp") # 按名称动态取 PID 再杀
killall nginx # 按进程名杀死所有匹配进程
pkill -f "python main" # 按命令行全文匹配安全顺序：
- 优先用
SIGTERM（15）让程序自行清理（保存状态、释放端口） - 无效时才升级为
SIGKILL（9） kill -9会留下未清理的锁文件、socket 文件，是故障隐患
pkill -f 匹配完整命令行，比进程名更精准。
4. 后台任务与作业控制
4.1 & 与 jobs
sleep 100 & # 放入后台运行，立即返回作业号 [1]
python server.py > log.txt 2>&1 & # 后台运行并记录日志
jobs # 查看当前终端的所有作业
jobs -l # 显示作业的 PID[1]+ 运行中 sleep 100 &
[2]- 运行中 python server.py > log.txt 2>&1 &要点：
- 后台任务的输出仍会打印到终端，因此通常配合重定向把输出写入文件
- 作业号
[1]、[2]与 PID 不同，作业控制命令（bg/fg/kill %n）使用作业号
4.2 bg、fg 与 Ctrl + Z
Ctrl + Z # 暂停当前前台任务，转为停止态
jobs # 此时显示 "已停止"
bg %1 # 让作业 1 在后台继续运行
fg %1 # 把作业 1 调回前台运行
fg # 不带参数恢复最近一个作业
kill %2 # 终止作业 2（支持作业号）工作流程：Ctrl + Z 暂停 → bg 放后台 → 继续做别的事。fg/bg/kill 均可使用 %作业号 定位作业。
注意：关闭终端后这些作业会收到 SIGHUP 被终止，需要 nohup 或 disown 保护。
5. 脱离终端运行
5.1 nohup 与 disown
nohup python app.py > app.log 2>&1 &
disown -h %1 # 标记作业 1：收到 SIGHUP 时忽略（作业仍在表中）
disown -a # 把所有作业从作业表移除（Shell 退出时都不再发 SIGHUP）nohup（no hangup）：让进程忽略挂断信号，即使关闭终端进程也不退出；输出默认写入nohup.out，建议显式重定向到自己的日志文件disown：把作业从 Shell 作业表中移除，Shell 退出时不再给它发 SIGHUP
5.2 setsid 与终端复用器
setsid python app.py & # 创建新会话，彻底脱离终端
tmux new -s web # 开启 tmux 会话（重连不中断）
screen -S deploy # 开启 screen 会话setsid：让进程成为新会话首领，连控制终端都没有tmux/screen：运维标配——在会话中跑长任务，断线重连后任务仍在，适合部署、编译等耗时操作
6. timeout：限时运行
timeout 10 ping 8.8.8.8 # 10 秒后自动终止
timeout -k 5 10 ./slow_job.sh # 10 秒后先发 TERM，5 秒后仍不退则 KILL
timeout 30s curl -s https://api.example.com # 请求限时要点：
timeout防止命令”卡死”整个脚本，是脚本健壮性的关键工具- 对可能无限等待的命令（网络请求、交互式程序）务必加超时
- 返回码 124 表示命令因超时被终止
7. 实战：一键重启服务
#!/bin/bash
set -euo pipefail
SERVICE="myapp"
# 1. 优雅停止：先 TERM，等待 10 秒，仍存活则 KILL
pkill -f "$SERVICE" || true
for i in $(seq 1 10); do
pgrep -f "$SERVICE" > /dev/null || break
sleep 1
done
pkill -9 -f "$SERVICE" 2>/dev/null || true
# 2. 启动并记录 PID
nohup python /opt/$SERVICE/main.py > /var/log/$SERVICE.log 2>&1 &
echo "新 PID: $!"
# 3. 健康检查
sleep 2
pgrep -f "$SERVICE" > /dev/null && echo "启动成功" || echo "启动失败"要点：
- 生产环境的重启脚本必须”等进程真正退出再启动”，避免端口冲突
|| true容忍”没有匹配进程”的正常情况（否则 set -e 会让脚本退出）$!保存刚启动后台进程的 PID
8. 常见误区
误区一：kill 就是”杀死”进程。 → kill 是”发信号”，默认是优雅终止（SIGTERM），进程可以清理后退出；只有 kill -9 才是强制杀死。
误区二：后台任务关了终端还能跑。 → 关闭终端会给后台任务发 SIGHUP，需要 nohup 或 disown 保护。
误区三：kill -9 是最快最安全的。 → 恰恰相反，kill -9 跳过清理会留下脏状态。先 TERM，无效再 KILL。
误区四：jobs 看不到就说明进程没了。 → jobs 只显示当前 Shell 的作业；别的终端/进程用 ps 查看。