فرآیندها در خط فرمان لینوکس

همانطور که می‌دانید سیستم‌عامل‌های مدرن به صورت چندوظیفه‌ای عمل می‌کنند؛ به این معنا که با جابه‌جایی دایم بین برنامه‌های در حال اجرا این تصور را ایجاد می‌کنند که چند کار در حال انجام می‌باشد.

هسته لینوکس این کار را با استفاده از پروسه‌ها یا همان فرآیندها انجام می‌دهد. فرآیندها شیوه‌ای هستند که لینوکس با استفاده از آن برنامه‌های مختلفی را که در CPU منتظر اجرا شدن هستند را مدیریت می‌کند. برخی اوقات یک برنامه کند شده و یا یک اپلیکیشن خاص قادر به پاسخگویی نیست. در این فصل به برخی ابزارهای موجود در خط فرمان که به ما اجازه آزمون عملکرد برنامه‌ها و پروسه‌های آن‌ها را می‌دهد نگاهی می‌کنیم.

فرآیندها در لینوکس چگونه کار می‌کنند؟

هنگامی که یک سیستم شروع به کار می‌کند. هسته مرکزی یا همان کرنل (Kernel) فعالیت‌هایی را به عنوان پروسه آغاز کرده و برنامه‌ای با نام init را اجرا می‌کند.

Init نیز به نوبه خود، اسکریپت‌هایی از شل (Shell) را که در مسیر /etc قرار دارند اجرا کرده (به آن‌ها اسکریپت‌های init می‌گویند) که این اسکریپت‌ها نیز سرویس‌های سیستم را آغاز می‌کنند.

بسیاری از این سرویس‌ها به عنوان daemon programs پیاده‌سازی می‌شود، یعنی برنامه‌هایی که مثل روح در پس‌زمینه باقی مانده و وظیفه خود را بدون رابط کاربری انجام می‌دهند.

این واقعیت که یک برنامه قادر است دیگر برنامه‌ها را اجرا کند بر اساس یک طرح پردازشی بیان می‌شود که در این طرح پروسه والد، پروسه‌های فرزند را اجرا می‌کند.

هسته مرکزی اطلاعات هر پروسه را نگهداری می‌کند تا همه چیز سازماندهی شده باشد. برای مثال هر پروسه یک شماره که شناسه پروسه یا Process ID و به اختصار PID را دریافت می‌کند. همچنین کرنل (هسته مرکزی) حافظه‌ای که به هر پردازش اختصاص می‌یابد و آمادگی پردازش برای بازگشت به اجرا را پیگیری می‌کند. قابل توجه است که در لینوکس پروسه‌ها نیز همچون فایل‌ها مالک و شناسه کاربر و … دارند.

نمایش فرآیندها با فرمان ps

رایج‌ترین فرمان برای نمایش فرآیندها فرمان ps است. برنامه ps دارای گزینه‌های زیادی می‌باشد ولی در ساده‌ترین شکل به صورت زیر نمایش داده می‌شود:

[me@linuxbox ~]$ ps
PID TTY TIME CMD
5198 pts/1 00:00:00 bash
10129 pts/1 00:00:00 ps

نتایج در این مثال دو پروسه را نشان می‌دهد با شماره‌های ۵۱۹۸ و ۱۰۱۲۹ که همان پروسه‌های bash و ps هستند. همانطور که می‌بینیم فرمان ps به صورت پیش‌فرض موارد زیادی را نشان نمی‌دهد و فقط پروسه‌هایی که با نشست فعلی ترمینال مرتبط هستند را نشان می‌دهد. برای نشان دادن بایستی گزینه‌های بیشتری را اضافه کنیم ولی قبل از آن نگاهی به دیگر فیلدهایی که توسط فرمان ps تولید شده بیندازیم. TTY مخفف teletype و به معنی دورنگار می‌باشد و اشاره به ترمینال کنترل کننده پروسه‌ها دارد. فیلد TIME مقدار زمان پردازشی استفاده شده از CPU را نشان می‌دهد. همانطور که می‌بینیم هیچ کدام باعث فعالیت زیاد کامپیوتر نمی‌شوند.

اکنون اگر یک گزینه به آن اضافه کنیم، می‌توانیم یک تصویر بزرگتر از کاری که سیستم می‌کند را دریافت کنیم:

[me@linuxbox ~]$ ps x
PID TTY STAT TIME COMMAND
2799 ? Ssl 0:00 /usr/libexec/bonobo-activation-server –ac
2820 ? Sl 0:01 /usr/libexec/evolution-data-server-1.10 --
15647 ? Ss 0:00 /bin/sh /usr/bin/startkde
15751 ? Ss 0:00 /usr/bin/ssh-agent /usr/bin/dbus-launch --
15754 ? S 0:00 /usr/bin/dbus-launch --exit-with-session
15755 ? Ss 0:01 /bin/dbus-daemon --fork --print-pid 4 –pr
15774 ? Ss 0:02 /usr/bin/gpg-agent -s –daemon
15793 ? S 0:00 start_kdeinit --new-startup +kcminit_start
15794 ? Ss 0:00 kdeinit Running...
15797 ? S 0:00 dcopserver –nosid
and many more...

با اضافه کردن گزینه x (دقت داشته باشید که این گزینه دارای علامت دش – نمی‌باشد) به فرمان ps می‌گوییم که همه پروسه‌ها (جدای از اینکه ترمینال چه گزینه‌هایی را کنترل کرده) نمایش دهد. وجود علامت سوال (?) در ستون TTY نشانگر این است که ترمینال کنترلی بر روی آن ندارد و با استفاده از این گزینه ما لیست همه پروسه‌هایی که مالک آن هستیم را نشان می‌دهیم.

از آنجایی که سیستم در حال اجرای پروسه‌های زیادی است، فرمان ps لیست بلندی را ایجاد می‌کند. گاهی قرار دادن ps در داخل less نمایش آن را ساده‌تر می‌کند. یک ستون جدید با نام STAT وجود دارد. STAT مخفف واژه انگلیسی state می‌باشد و وضعیت اخیر پروسه را نشان می‌دهد. این کار با استفاده از حروف اختصاری که شرح آن در جدول زیر آمده است صورت می‌گیرد.

وضعیت پروسه ممکن است با کاراکترهای دیگری در دنباله آن همراه شود. این کاراکترها نشانگر مشخصه‌های پروسه‌های خارجی هستند. برای مشاهده جزئیات بیشتر در این مورد به صفحات manual مراجعه کنید.

یکی دیگر از گزینه‌های رایج aux می‌باشد. این گزینه اطلاعات بیشتری را به ما خواهد داد:

[me@linuxbox ~]$ ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.0 2136 644 ? Ss Mar05 0:31 init
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar05 0:00 [kt]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar05 0:00 [mi]
root 4 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar05 0:00 [ks]
root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar05 0:06 [wa]
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar05 0:36 [ev]
root 7 0.0 0.0 0 0 ? S< Mar05 0:00 [kh]
and many more...

این مجموعه گزینه‌ها پروسه‌هایی که به هر کاربر تعلق دارند را نمایش می‌دهد. با این گزینه‌ها ما ستون‌های داده بیشتری را دریافت می‌کنیم که در جدول زیر نشان داده شده‌اند:

[me@linuxbox ~]$ top

top - 14:59:20 up 6:30, 2 users, load average: 0.07, 0.02, 0.00
Tasks: 109 total, 1 running, 106 sleeping, 0 stopped, 2 zombie
Cpu(s): 0.7%us, 1.0%sy, 0.0%ni, 98.3%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si
Mem: 319496k total, 314860k used, 4636k free, 19392k buff
Swap: 875500k total, 149128k used, 726372k free, 114676k cach
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
6244 me 39 19 31752 3124 2188 S 6.3 1.0 16:24.42 trackerd
11071 me 20 0 2304 1092 840 R 1.3 0.3 0:00.14 top
6180 me 20 0 2700 1100 772 S 0.7 0.3 0:03.66 dbus-dae
6321 me 20 0 20944 7248 6560 S 0.7 2.3 2:51.38 multiloa
4955 root 20 0 104m 9668 5776 S 0.3 3.0 2:19.39 Xorg
1 root 20 0 2976 528 476 S 0.0 0.2 0:03.14 init
2 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 migratio
4 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.72 ksoftirq
5 root RT -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.04 watchdog
6 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.42 events/0
7 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.06 khelper
41 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:01.08 kblockd/
67 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kseriod
114 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:01.62 pdflush
116 root 15 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:02.44 kswapd0