====== UNIX: Gestão de processos ======
===== Programas e processos =====
**Programas** são arquivos em disco contendo instruções para execução pelo processador, enquanto **processos** são as execuções em andamento. Cada processo executando no sistema em um determinado momento é identificado por um número único, o ''PID'' - //Process IDentifier//. Além disso, cada processo possui outras informações que o caracterizam, como:
* Usuário proprietário (aquele que lançou o processo)
* Sessão de shell de onde foi lançado (se foi lançado através de um shell)
* Estado atual (//Running//, //Suspended//, //SWapped//, ...)
* Linha de comando usada para lançá-lo.
* Uso de memória e CPU
* etc.
No UNIX, os seguintes comandos permitem observar a atividade dos processos no sistema:
* ''ps'' : permite listar todos os processos ativos no sistema.
* ''pstree'' : mostra as dependências entre processos.
* ''top'' : mostra a atividade do sistema, atualizando a tela a cada N segundos. Permite interagir com os processos do usuário que está executando o comando (tecle "?" para uma tela de ajuda).
* ''free'' : apresenta informações gerais sobre uso de CPU e memória.
* ''vmstat'' : gera estatísticas sobre o uso de memória virtual, CPU, etc.
* ''renice'' : permite alterar a prioridade de base dos processos, que vai de -20 (máxima) a +20 (mínima), tendo como prioridade default o valor zero (0). Usuários normais só podem alterar as prioridades dos seus próprios processos, e só podem diminuir as prioridades.
===== Os comandos ps e pstree =====
Podemos visualizar os processos em execução no sistema através do comando ''ps'', cuja execução sem parâmetros gera uma listagem como a seguinte:
$ ps
PID TTY STAT TIME COMMAND
14726 p3 S 0:02 -tcsh
17884 p3 R 0:00 ps
O comando ''ps'' aceita uma série de parâmetros, entre os quais os mais importantes são:
* ''a'' : mostra processos de outros usuários também (//all//).
* ''u'' : mostra listagem mais detalhada dos processos, com uso de memória e CPU
* ''x'' : mostra processos não conectados a terminais.
* ''w'' : mostra mais detalhes sobre as linhas de comando dos processos.
Para obter uma listagem completa dos processos em execução no sistema usam-se as opções **auxw**, que geram uma listagem como a que segue:
$ ps auxw
USER PID %CPU %MEM SIZE RSS TTY STAT START TIME COMMAND
bin 315 0.0 0.1 780 312 ? S Apr 22 1:01 portmap
daemon 293 0.0 0.1 796 344 ? S Apr 22 0:00 /usr/sbin/atd
daemon 14477 0.0 0.1 796 396 ? S 16:55 0:00 /usr/sbin/atd
edouard 15281 0.0 0.3 1504 908 ? S 17:21 0:00 imapd
ftp 18017 0.1 0.3 1364 808 ? S 18:31 0:00 ftpd: 200.134.48.57: anonymous/gzbaron@ufpr.br: IDLE
gzbaron 20688 0.0 1.2 3980 3092 ? S Apr 27 0:00 wish ./tik.tcl
jamhour 14478 0.0 0.2 1196 660 ? S N 16:55 0:00 sh
jamhour 14479 0.0 0.2 1024 684 ? S N 16:55 0:00 wget -c http://www.apache.org/dist/apache_1_3_6_win32.exe
jamhour 15188 0.0 0.4 1884 1200 p0 S 17:18 0:00 -tcsh
maziero 14726 0.0 1.0 3268 2580 p3 S 17:03 0:02 -tcsh
maziero 18019 0.0 0.1 860 496 p3 R 18:31 0:00 ps auxw
nobody 473 0.0 4.9 13972 12788 ? S Apr 22 2:30 squid
...
Os principais campos dessa listagem são:
* ''USER'' : o proprietário do processo, que pode ser quem o lançou ou, no caso de executáveis com o bit SUID habilitado, o proprietário do arquivo executável.
* ''PID'' : número do processo.
* ''%CPU'' : porcentagem da CPU usada pelo processo.
* ''%MEM'' : porcentagem da memória usada pelo processo.
* ''SIZE'' : memória total usada pelo processo.
* ''RSS'' : memória física (RAM) usada pelo processo.
* ''TTY'' : terminal ao qual o processo está ligado.
* ''STAT'' : status do processo (rodando, suspenso, ...).
* ''START'' : data de lançamento do processo.
* ''TIME'' : tempo total de CPU usado pelo processo.
* ''COMMAND'' : comando usado para lançar o processo.
O comando ''pstree'' é útil por mostrar a hierarquia existente entre os processos ativos no sistema:
$ pstree
init-+-apmd
|-atd
|-crond
|-gpm
|-httpd---8*[httpd]
|-inetd-+-2*[imapd]
| `-3*[in.ftpd]
|-kflushd
|-klogd
|-kpiod
|-kswapd
|-lpd
|-mdrecoveryd
|-6*[mingetty]
|-miniserv.pl
|-named
|-nfsd---lockd---rpciod
|-7*[nfsd]
|-nmbd---nmbd
|-portmap
|-powerd
|-rpc.mountd
|-rpc.rquotad
|-rpc.statd
|-rpc.yppasswdd
|-safe_mysqld---mysqld---mysqld---mysqld
|-sendmail---sendmail
|-smbd---3*[smbd]
|-squid---squid-+-5*[dnsserver]
| `-unlinkd
|-sshd---sshd---tcsh---pstree
|-syslogd
|-tcsh---kvt---tcsh
|-update
|-xdm
|-xfs
|-xntpd
|-6*[xterm---tcsh]
|-ypbind---ypbind
`-ypserv
===== O comando top =====
O comando ''top'' é uma versão iterativa do comando ''ps'', atualizando a listagem de processos a cada //n// segundos, e ordenando-os por uso de CPU e memória. Ele é bastante útil para compreender o que está sendo processado pela máquina em um determinado instante. Eis uma tela típica do comando top:
8:07am up 2 days, 19:05, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
97 processes: 96 sleeping, 1 running, 0 zombie, 0 stopped
CPU states: 7.3% user, 1.8% system, 0.0% nice, 1.9% idle
Mem: 128032K av, 123480K used, 4552K free, 37904K shrd, 22404K buff
Swap: 385548K av, 9856K used, 375692K free 49576K cached
PID USER PRI NI SIZE RSS SHARE STAT LIB %CPU %MEM TIME COMMAND
1871 maziero 15 0 1024 1024 820 R 0 4.7 0.7 0:00 top
1 root 0 0 104 56 40 S 0 0.0 0.0 0:03 init
2 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:06 kflushd
3 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 kpiod
4 root 0 0 0 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:03 kswapd
5 root -20 -20 0 0 0 SW> 0 0.0 0.0 0:00 mdrecoveryd
109 root 0 0 60 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 apmd
262 bin 0 0 236 220 160 S 0 0.0 0.1 0:02 portmap
277 root 1 0 4372 4332 212 S 0 0.0 3.3 0:52 ypserv
292 root 0 0 76 0 0 SW 0 0.0 0.0 0:00 ypbind
298 root 0 0 180 124 80 S 0 0.0 0.0 0:00 ypbind
338 root 0 0 80 28 16 S 0 0.0 0.0 0:00 powerd
386 daemon 0 0 136 104 64 S 0 0.0 0.0 0:00 atd
400 root 0 0 164 112 76 S 0 0.0 0.0 0:00 crond
414 root 0 0 144 80 40 S 0 0.0 0.0 0:04 inetd
428 root 0 0 2004 1464 500 S 0 0.0 1.1 0:23 named
435 root 0 0 392 336 264 S 0 0.0 0.2 0:11 sshd
Existem diversas interfaces gráficas para visualização dos processos do sistema, entre elas o ''ktop''.
===== Background e foreground =====
O shell pemite lançar processos a partir da linha de comando. Normalmente cada comando digitado é executado na forma de um processo, e o shell espera o término do processo lançado para devolver o controle ao usuário. Essa forma de operação é chamada //foreground operation//, e torna o shell inacessível até que o processo lançado seja terminado.
Uma forma alternativa de lançamento de processos pelo shell é a chamada //background operation//, que consiste em lançar processos sem perder o controle do shell. Para isso bastar adicionar o caractere ''&'' ao final da linha do shell. Dessa forma, o processo será lançado em //background//, e o shell permanecerá disponível ao usuário. Por exemplo, para lançar o editor GEdit sem perder o controle do shell bastar digitar:
$ gedit &
As seguintes operações no shell são possíveis durante uma execução de processo em //foreground//:
* ''^C'' : interrompe (mata) o processo, encerrando sua execução.
* ''^Z'' : suspende o processo. um processo suspenso pode ser retornado à operação em //foreground//, através do comando ''fg'' (ou ''fg %job'', quando houverem vários processos suspensos), ou transferido para operação em //background//, através do comando ''bg'' (ou ''bg %job'', idem).
O comando ''jobs'' permite verificar quais os processos em //background// lançados pelo shell corrente. É importante que o shell só pode terminar (via comando ''exit'' ou ''logout'') quando todos os seus jobs tiverem terminado.
===== o comando kill =====
O comando ''kill'' //-sinal// permite enviar sinais aos processos em execução. Somente o proprietário do processo e o usuário root podem enviar sinais. Os sinais mais usados são os seguintes:
* 15 (TERM): solicita ao processo seu término.
* 9 (KILL): mata o processo, sem mais delongas.
* 1 (HUP): solicita releitura dos arquivos de configuração (para os principais serviços básicos).
Assim, para eliminar um processo que não responde mais a comandos e recusa-se a terminar, basta executar ''kill -9 pid'', onde //pid// corresponde ao número identificador do processo, obtido através dos comandos ''ps'' ou ''top''.
===== Os comandos at e batch =====
O comando ''at'' permite agendar a execução de um comando para uma hora e data definida pelo usuário. Os resultados (via //stdout//) das execuções agendadas serão enviados ao usuário por e-mail. Vejamos um exemplo:
$ at 23:50 12/31/2031
> echo "Feliz 2032 a todos" | mail user@ufpr.br
> who
> ^D
O comando ''batch'' permite agendar uma execução de comandos sem data marcada, assim que a carga do sistema o permitir. Da mesma forma que no comando ''at'', eventuais resultados (//stdout//) das execuções são enviados ao usuário por e-mail.
Verifique as páginas de manual dos comandos ''at'' e ''batch'' para maiores detalhes.
===== Agendando programas via crontab =====
Enquanto o comando ''at'' permite agendar uma tarefa para uma determinada data, o sistema ''crontab'' permite o agendamento de tarefas repetitivas ao longo do dia, semana, mês ou ano. Toda a informação sobre tarefas agendadas via ''crontab'' é mantida em um arquivo dentro do diretório ''/var/spool/cron'', que não é diretamente acessível. O acesso ao arquivo é feito pelo comando ''crontab'':
* ''crontab -e'' : editar o arquivo com as definições de tarefas
* ''crontab -l'' : listar o conteúdo do arquivo atual
* ''crontab -r'' : remover o arquivo.
A estrutura do arquivo de crontab é relativamente complexa mas permite muita flexibilidade. Vejamos um exemplo:
# Usar o shell /bin/sh to run commands
SHELL=/bin/sh
# enviar stdout para maziero, mesmo sendo o crontab de outro usuario
MAILTO=maziero
# Explicação do formato
# minuto, hora, dia, mês, dia da semana, comando
5 0 * * * $HOME/bin/daily.job 1> $HOME/tmp/out 2>&1
# Rodar às 14:15 todo início de mês
15 14 1 * * $HOME/bin/monthly.job
# Rodar às 22:30 todos os dias úteis
30 22 * * 1-5 mail -s "São 22:30, vá para casa !" maziero > /dev/null
# Outros exemplos
23 0-23/2 * * * echo "run 23 minutes after midn, 2am, 4am ..., everyday"
5 4 * * sun echo "run at 04:05 every sunday"
Para maiores informações podem ser obtidas via páginas de manual (''man crontab'' para o comando e ''man 5 crontab'' para o arquivo de configuração).
===== Exercícios =====
- Execute o comando top em uma janela, mostrando apenas seus processos, enquanto faz os exercícios em outra janela.
- Quantos processos você está executando neste momento?
- O que faz o comando ''kill -9 -1''?
- Quais os programas com maior utilização de CPU que estão rodando?
- Mostre a quantidade de processadores que seu computador tem conforme o que consta no arquivo ''/proc/cpuinfo''.
- Mostre a quantidade de memória disponível no seu computador conforme o que consta no arquivo ''/proc/meminfo''.
- Verifique quais os processos em atividade no sistema atualmente, identificando o uso de memória e CPU de cada um (dica: use o comando ''ps auxw | more''). Identifique o significado de cada uma das colunas da listagem obtida (ver a página de manual). Quais os processos que mais consomem recursos do sistema ?
- Efetue uma conexão SSH (Secure Shell) em um servidor. Do lado do cliente e do servidor, identifique os processos envolvidos no estabelecimento da conexão SSH e como eles se relacionam.
- Você é o administrador de um sistema e precisa desconectar imediatamente todos os usuários contectados via SSH. Como você poderia fazer isso?
- Agende uma operação remoção dos arquivos ''.bak'' do seu diretório HOME e sub-diretórios para as 23:55, todas as segundas, quartas e sextas-feiras.