基本介紹
介紹,進程及作業的概念,啟動進程,手工啟動,調度啟動,
介紹
進程及作業的概念
Linux是一個多用戶多任務的作業系統。多用戶是指多個用戶可以在同一時間使用計算機系統；多任務是指Linux可以同時執行幾個任務，它可以在還未執行完一個任務時又執行另一項任務。 作業系統管理多個用戶的請求和多個任務。
大多數系統都只有一個CPU和一個主存，但一個系統可能有多個二級存儲磁碟和多個輸入/輸出設備。作業系統管理這些資源並在多個用戶間共享資源，當您提出一個請求時，給您造成一種假象，好像系統只被您獨自占用。而實際上作業系統監控著一個等待執行的任務佇列，這些任務包括用戶作業、作業系統任務、郵件和列印作業等。作業系統根據每個任務的優先權為每個任務分配合適的時間片，每個時間片大約都有零點幾秒，雖然看起來很短，但實際上已經足夠計算機完成成千上萬的指令集。每個任務都會被系統運行一段時間，然後掛起，系統轉而處理其他任務；過一段時間以後再回來處理這個任務，直到某個任務完成，從任務佇列中去除。
Linux系統上所有運行的東西都可以稱之為一個進程。每個用戶任務、每個系統管理守護進程，都可以稱之為進程。Linux用分時管理方法使所有的任務共同分享系統資源。我們討論進程的時候，不會去關心這些進程究竟是如何分配的，或者是核心如何管理分配時間片的，我們所關心的是如何去控制這些進程，讓它們能夠很好地為用戶服務。
進程的一個比較正式的定義是：在自身的虛擬地址空間運行的一個單獨的程式。進程與程式是有區別的，進程不是程式，雖然它由程式產生。程式只是一個靜態的指令集合，不占系統的運行資源；而進程是一個隨時都可能發生變化的、動態的、使用系統運行資源的程式。而且一個程式可以啟動多個進程。
Linux作業系統包括三種不同類型的進程，每種進程都有自己的特點和屬性。
批處理進程——這種進程和終端沒有聯繫，是一個進程式列。
上述三種進程各有各的作用，使用場合也有所不同。
進程和作業的概念也有區別。一個正在執行的進程稱為一個作業，而且作業可以包含一個或多個進程，尤其是當使用了管道和重定向命令。例如“nroff -man ps.1|grep kill|more”這個作業就同時啟動了三個進程。
作業控制指的是控制正在運行的進程的行為。比如，用戶可以掛起一個進程，等一會兒再繼續執行該進程。shell將記錄所有啟動的進程情況，在每個進程過程中，用戶可以任意地掛起進程或重新啟動進程。作業控制是許多shell（包括bash和tcsh）的一個特性，使用戶能在多個獨立作業間進行切換。
一般而言，進程與作業控制相關聯時，才被稱為作業。
啟動進程
鍵入需要運行的程式的程式名，執行一個程式，其實也就是啟動了一個進程。在Linux系統中每個進程都具有一個進程號，用於系統識別和調度進程。啟動一個進程有兩個主要途徑：手工啟動和調度啟動，後者是事先進行設定，根據用戶要求自行啟動。
手工啟動
1. 前台啟動
這或許是手工啟動一個進程的最常用的方式。一般地，用戶鍵入一個命令“ls –l”，這就已經啟動了一個進程，而且是一個前台的進程。這時候系統其實已經處於一個多進程狀態。或許有些用戶會疑惑：我只啟動了一個進程而已。但實際上有許多運行在後台的、系統啟動時就已經自動啟動的進程正在悄悄運行著。還有的用戶在鍵入“ls –l”命令以後趕緊使用“ps –x”查看，卻沒有看到ls進程，也覺得很奇怪。其實這是因為ls這個進程結束太快，使用ps查看時該進程已經執行結束了。如果啟動一個比較耗時的進程:
find / -name fox.jpg
然後再把該進程掛起，使用ps查看，就會看到一個find進程在裡面。
2. 後台啟動
直接從後台手工啟動一個進程用得比較少一些，除非是該進程甚為耗時，且用戶也不急著需要結果的時候。假設用戶要啟動一個需要長時間運行的格式化文本檔案的進程。為了不使整個shell在格式化過程中都處於“癱瘓”狀態，從後台啟動這個進程是明智的選擇。
[例1]
$ troff –me notes > note_form &
[1] 4513
$
上面介紹了前、後台啟動的兩種情況。實際上這兩種啟動方式有個共同的特點，就是新進程都是由當前shell這個進程產生的。也就是說，是shell創建了新進程，於是就稱這種關係為進程間的父子關係。這裡shell是父進程，而新進程是子進程。一個父進程可以有多個子進程，一般地，子進程結束後才能繼續父進程；當然如果是從後台啟動，那就不用等待子進程結束了。
一種比較特殊的情況是在使用管道符的時候。例如：
nroff -man ps.1|grep kill|more
以上介紹的是手工啟動進程的一些內容，作為一名系統管理員，很多時候都需要把事情安排好以後讓其自動運行。因為管理員不是機器，也有離開的時候，所以有些必須要做的工作而恰好管理員不能親自操作，這時候就需要使用調度啟動進程了。
調度啟動
有時候需要對系統進行一些比較費時而且占用資源的維護工作，這些工作適合在深夜進行，這時候用戶就可以事先進行調度安排，指定任務運行的時間或者場合，到時候系統會自動完成這一切工作。
要使用自動啟動進程的功能，就需要掌握以下幾個啟動命令。
at命令
用戶使用at命令在指定時刻執行指定的命令序列。也就是說，該命令至少需要指定一個命令、一個執行時間才可以正常運行。at命令可以只指定時間，也可以時間和日期一起指定。需要注意的是，指定時間有個系統判別問題。比如說：用戶現在指定了一個執行時間：凌晨3:20，而發出at命令的時間是頭天晚上的20:00，那么究竟是在哪一天執行該命令呢？如果用戶在3:20以前仍然在工作，那么該命令將在這個時候完成；如果用戶3:20以前就退出了工作狀態，那么該命令將在第二天凌晨才得到執行。下面是at命令的語法格式：
at [-V] [-q 佇列] [-f 檔案名稱] [-mldbv] 時間
at允許使用一套相當複雜的指定時間的方法，實際上是將POSIX.2標準擴展了。它可以接受在當天的hh:mm（小時:分鐘）式的時間指定。如果該時間已經過去，那么就放在第二天執行。當然也可以使用midnight（深夜），noon（中午），teatime（飲茶時間，一般是下午4點）等比較模糊的詞語來指定時間。用戶還可以採用12小時計時制，即在時間後面加上AM（上午）或者PM（下午）來說明是上午還是下午。
也可以指定命令執行的具體日期，指定格式為month day（月 日）或者mm/dd/yy（月/日/年）或者dd.mm.yy（日.月.年）。指定的日期必須跟在指定時間的後面。
上面介紹的都是絕對計時法，其實還可以使用相對計時法，這對於安排不久就要執行的命令是很有好處的。指定格式為：now + count time-units ，now就是當前時間，time-units是時間單位，這裡可以是 minutes（分鐘）、hours（小時）、days（天）、weeks（星期）。count是時間的數量，究竟是幾天，還是幾小時，等等。
還有一種計時方法就是直接使用today（今天）、tomorrow（明天）來指定完成命令的時間。下面通過一些例子來說明具體用法。
[例2] 指定在今天下午5:30執行某命令。假設現在時間是中午12:30，1999年2月24日，其命令格式如下：
at 5:30pm
at 17:30
at 17:30 today
at now + 5 hours
at now + 300 minutes
at 17:30 24.2.99
at 17:30 2/24/99
at 17:30 Feb 24
以上這些命令表達的意義是完全一樣的，所以在安排時間的時候完全可以根據個人喜好和具體情況自由選擇。一般採用絕對時間的24小時計時法可以避免由於用戶自己的疏忽造成計時錯誤的情況發生，例如上例可以寫成：
at 17:30 2/24/99
這樣非常清楚，而且別人也看得懂。
[例3]
$ at -f work 4pm + 3 days
在三天后下午4點執行檔案work中的作業。
$ at -f work 10am Jul 31
在7月31日上午10點執行檔案work中的作業。
在任何情況下，超級用戶都可以使用這個命令。對於其他用戶來說，是否可以使用就取決於兩個檔案：/etc/at.allow和/etc/at.deny。如果/etc/at.allow檔案存在的話，那么只有在其中列出的用戶才可以使用at命令；如果該檔案不存在，那么將檢查/etc/at.deny檔案是否存在，在這個檔案中列出的用戶均不能使用該命令。如果兩個檔案都不存在，那么只有超級用戶可以使用該命令；空的/etc/at.deny檔案意味著所有的用戶都可以使用該命令，這也是默認狀態。
下面對命令中的參數進行說明。
-V 將標準版本號列印到標準錯誤中。
-q queue 使用指定的佇列。佇列名稱是由單個字母組成，合法的佇列名可以由a-z或者A-Z。a佇列是at命令的默認佇列。
-m 作業結束後傳送郵件給執行at命令的用戶。
-f file 使用該選項將使命令從指定的file讀取，而不是從標準輸入讀取。
命令的語法格式如下:
atq [-V] [-q 佇列] [-v]
-d atrm 命令的一個別名。該命令用於刪除指定要執行的命令序列，語法格式如下：
atrm [-V] 作業 [作業...]
-c 將命令行上所列的作業送到標準輸出。
[例4] 找出系統中所有以txt為後綴名的檔案，並且進行列印。列印結束後給用戶foxy發出郵件通知取件。指定時間為十二月二十五日凌晨兩點。
首先鍵入：
$ at 2:00 12/25/99
然後系統出現at>提示符，等待用戶輸入進一步的信息，也就是需要執行的命令序列：
at> find / -name “*.txt”|lpr
at> echo “foxy：All texts have been printed.You can take them over.Good day!River” |mail -s ”job done” foxy
輸入完每一行指令然後回車，所有指令序列輸入完畢後，使用組合鍵結束at命令的輸入。這時候螢幕將出現如下信息：
warning:command will be executed using /bin/sh.
job 1 at 1999-12-25 02:00
提醒用戶將使用哪個shell來執行該命令序列。 實際上如果命令序列較長或者經常被執行的時候，一般都採用將該序列寫到一個檔案中，然後將檔案作為at命令的輸入來處理。這樣不容易出錯。
例5] 上面的例子可以修改如下：
將命令序列寫入到檔案/tmp/printjob，語句為：
$ at -f /tmp/printjob 2:00 12/25/99
這樣一來，at命令將使用檔案中的命令序列，螢幕顯示如下：
Warning:command will be executed using /bin/sh.
job 2 at 1999-12-25 02:00
當然也可以採用以下命令：
$ at< /tmp/printjob 2:00 12/25/99
來完成同樣的任務。也就是使用輸入重定向的辦法將檔案定向為命令輸入。
batch命令
batch 用低優先權運行作業，該命令幾乎和at命令的功能完全相同，唯一的區別在於，at命令是在指定時間，很精確的時刻執行指定命令；而batch卻是在系統負載較低，資源比較空閒的時候執行命令。該命令適合於執行占用資源較多的命令。
batch命令的語法格式也和at命令十分相似，即
batch [-V] [-q 佇列] [-f 檔案名稱] [-mv] [時間]
具體的參數解釋請參考at命令。一般地說，不用為batch命令指定時間參數，因為batch本身的特點就是由系統決定執行任務的時間，如果用戶再指定一個時間，就失去了本來的意義。
[例6] 使用例4，鍵入：
$ batch
at> find / -name *.txt|lpr
at> echo “foxy：All texts have been printed.You can take them over.Good day!River” |mail -s ”job done” foxy
現在這個命令就會在合適的時間進行了，進行完後會發回一個信息。
仍然使用組合鍵來結束命令輸入。而且batch和at命令都將自動轉入後台，所以啟動的時候也不需要加上&符號。
cron命令
前面介紹的兩條命令都會在一定時間內完成一定任務，但是要注意它們都只能執行一次。也就是說，當指定了運行命令後，系統在指定時間完成任務，一切就結束了。但是在很多時候需要不斷重複一些命令，比如：某公司每周一自動向員工報告頭一周公司的活動情況，這時候就需要使用cron命令來完成任務了。
實際上，cron命令是不應該手工啟動的。cron命令在系統啟動時就由一個shell腳本自動啟動，進入後台（所以不需要使用&符號）。一般的用戶沒有運行該命令的許可權，雖然超級用戶可以手工啟動cron，不過還是建議將其放到shell腳本中由系統自行啟動。
首先cron命令會搜尋/var/spool/cron目錄，尋找以/etc/passwd檔案中的用戶名命名的crontab檔案，被找到的這種檔案將載入記憶體。例如一個用戶名為foxy的用戶，它所對應的crontab檔案就應該是/var/spool/cron/foxy。也就是說，以該用戶命名的crontab檔案存放在/var/spool/cron目錄下面。cron命令還將搜尋/etc/crontab檔案，這個檔案是用不同的格式寫成的。
上面簡單介紹了一些cron的工作原理，但是cron命令的執行不需要用戶干涉；需要用戶修改的是crontab中要執行的命令序列，所以下面介紹crontab命令。
crontab命令
crontab命令用於安裝、刪除或者列出用於驅動cron後台進程的表格。也就是說，用戶把需要執行的命令序列放到crontab檔案中以獲得執行。每個用戶都可以有自己的crontab檔案。下面就來看看如何創建一個crontab檔案。
在/var/spool/cron下的crontab檔案不可以直接創建或者直接修改。crontab檔案是通過crontab命令得到的。現在假設有個用戶名為foxy，需要創建自己的一個crontab檔案。首先可以使用任何文本編輯器建立一個新檔案，然後向其中寫入需要運行的命令和要定期執行的時間。
然後存檔退出。假設該檔案為/tmp/test.cron。再後就是使用crontab命令來安裝這個檔案，使之成為該用戶的crontab檔案。鍵入：
crontab test.cron
這樣一個crontab 檔案就建立好了。可以轉到/var/spool/cron目錄下面查看，發現多了一個foxy檔案。這個檔案就是所需的crontab 檔案。用more命令查看該檔案的內容可以發現檔案頭有三行信息：
#DO NOT EDIT THIS FILE -edit the master and reinstall.
#（test.cron installed on Mon Feb 22 14:20:20 1999）
#（cron version --$Id:crontab.c，v 2.13 1994/01/17 03:20:37 vivie Exp $）
大概意思是：
#切勿編輯此檔案——如果需要改變請編輯源檔案然後重新安裝。
#test.cron檔案安裝時間：14:20:20 02/22/1999
如果需要改變其中的命令內容時，還是需要重新編輯原來的檔案，然後再使用crontab命令安裝。
可以使用crontab命令的用戶是有限制的。如果/etc/cron.allow檔案存在，那么只有其中列出的用戶才能使用該命令；如果該檔案不存在但cron.deny檔案存在，那么只有未列在該檔案中的用戶才能使用crontab命令；如果兩個檔案都不存在，那就取決於一些參數的設定，可能是只允許超級用戶使用該命令，也可能是所有用戶都可以使用該命令。
crontab命令的語法格式如下：
crontab [-u user] file
crontab [-u user]{-l|-r|-e}
第一種格式用於安裝一個新的crontab 檔案，安裝來源就是file所指的檔案，如果使用“-”符號作為檔案名稱，那就意味著使用標準輸入作為安裝來源。
-u 如果使用該選項，也就是指定了是哪個具體用戶的crontab 檔案將被修改。如果不指定該選項，crontab 將默認是操作者本人的crontab ，也就是執行該crontab 命令的用戶的crontab 檔案將被修改。但是請注意，如果使用了su命令再使用crontab 命令很可能就會出現混亂的情況。所以如果是使用了su命令，最好使用-u選項來指定究竟是哪個用戶的crontab檔案。
-l 在標準輸出上顯示當前的crontab。
-r 刪除當前的crontab檔案。
-e 使用VISUAL或者EDITOR環境變數所指的編輯器編輯當前的crontab檔案。當結束編輯離開時，編輯後的檔案將自動安裝。
[例7]
# crontab -l #列出用戶目前的crontab。
10 6 * * * date
0 */2 * * * date
0 23-7/2，8 * * * date
#
在crontab檔案中如何輸入需要執行的命令和時間。該檔案中每行都包括六個域，其中前五個域是指定命令被執行的時間，最後一個域是要被執行的命令。每個域之間使用空格或者制表符分隔。格式如下：
minute hour day-of-month month-of-year day-of-week commands
第一項是分鐘，第二項是小時，第三項是一個月的第幾天，第四項是一年的第幾個月，第五項是一周的星期幾，第六項是要執行的命令。這些項都不能為空，必須填入。如果用戶不需要指定其中的幾項，那么可以使用*代替。因為*是統配符，可以代替任何字元，所以就可以認為是任何時間，也就是該項被忽略了。在表4-1中給出了每項的合法範圍。
表4-1 指定時間的合法範圍
時間
合法值
minute 00-59
hour 00-23，其中00點就是晚上12點
day-of-month
01-31
month-of-year
01-12
day-of-week
0-6，其中周日是0
這樣用戶就可以往crontab 檔案中寫入無限多的行以完成無限多的命令。命令域中可以寫入所有可以在命令行寫入的命令和符號，其他所有時間域都支持列舉，也就是域中可以寫入很多的時間值，只要滿足這些時間值中的任何一個都執行命令，每兩個時間值中間使用逗號分隔。
[例8]
5，15，25，35，45，55 16，17，18 * * * command
這就是表示任意天任意月，其實就是每天的下午4點、5點、6點的5 min、15 min、25 min、35 min、45 min、55 min時執行命令。
[例9]
在每周一，三，五的下午3：00系統進入維護狀態，重新啟動系統。那么在crontab 檔案中就應該寫入如下欄位：
00 15 * * 1，3，5 shutdown -r +5
然後將該檔案存檔為foxy.cron，再鍵入crontab foxy.cron安裝該檔案。
[例10]
每小時的10分，40分執行用戶目錄下的innd/bbslin這個指令：
10，40 * * * * innd/bbslink
[例11]
每小時的1分執行用戶目錄下的bin/account這個指令：
1 * * * * bin/account
[例12]
每天早晨三點二十分執行用戶目錄下如下所示的兩個指令（每個指令以;分隔）：
20 3 * * * （/bin/rm -f expire.ls logins.bad;bin/expire>expire.1st）
[例13]
每年的一月和四月，4號到9號的3點12分和3點55分執行/bin/rm -f expire.1st這個指令，並把結果添加在mm.txt這個檔案之後（mm.txt檔案位於用戶自己的目錄位置）。
12,55 3 4-9 1,4 * /bin/rm -f expire.1st>> m.txt
[例14]
我們來看一個超級用戶的crontab檔案：
#Run the ‘atrun’ program every minutes
#This runs anything that’s due to run from ‘at’.See man ‘at’ or ‘atrun’. 0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55 * * * * /usr/lib/atrun
40 7 * * * updatedb
8,10,22,30,39,46,54,58 * * * * /bin/sync
[例15]
$ cat >
< ctrl+z>
text.file [1] + stopped cat > text.file
$ jobs [1]+ stopped cat >text.file
[例16]
用戶正在使用Emacs，突然需要查看系統進程情況。就首先使用組合鍵將Emacs進程掛起，然後使用bg命令將其在後台啟動，這樣就得到了前台的操作控制權，接著鍵入“ps –x”查看進程情況。查看完畢後，使用fg命令將Emacs帶回前台運行即可。其命令格式為：
< ctrl+z>
$ bg emacs
$ ps –x
$ fg emacs
$ fg 1
cat > text.file
靈活使用上述命令，將給自己帶來很大的方便。
