查看进程信息与设置进程优雅退出

以下是如何在Linux/Unix系统中查看进程信息以及设置进程优雅退出的方法，使用常用命令和工具，结合C++编程示例。

1. 查看进程信息

方法1：使用 ps 命令

ps 命令用于显示进程信息，常用选项如下：

  • ps aux：显示所有用户的所有进程。
    • a：显示所有用户的进程。
    • u：显示详细用户信息。
    • x：显示无终端的进程。
  • ps -ef：显示所有进程，包含完整命令行。
  • ps -p <PID>：查看指定进程ID（PID）的详细信息。

示例：
查看所有进程的PID、用户、CPU/内存使用情况：

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ps aux

输出示例：

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USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.1 123456  7892 ?        Ss   Jun28   0:01 /sbin/init
alice     1234  1.2  0.5 987654 12345 pts/0    S    10:00   0:10 myapp

筛选特定进程（如名为 myapp）：

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ps aux | grep myapp

方法2：使用 top 或 htop

  • top：实时显示进程信息，按CPU/内存使用排序。
    • 按 q 退出，k 输入PID终止进程。
  • htop：更友好的交互式工具（需安装）。
    • 示例：htop，然后用箭头选择进程，按 F9 选择信号终止。

方法3：使用 /proc 文件系统

Linux下，/proc/<PID> 目录包含进程详细信息：

  • /proc/<PID>/status：进程状态、内存使用等。
  • /proc/<PID>/cmdline：进程启动命令。

示例：
查看PID为1234的进程状态：

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cat /proc/1234/status

输出示例：

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Name:   myapp
State:  S (sleeping)
Pid:    1234
VmSize: 987654 kB

方法4：使用 pidstat（需安装 sysstat）

查看进程资源使用情况：

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pidstat -p 1234

输出CPU、内存、I/O等详细信息。

2. 设置进程优雅退出

优雅退出（Graceful Shutdown）是指进程在接收终止信号后，完成当前任务、释放资源（如关闭文件、网络连接）后安全退出。通常通过捕获信号（如SIGTERM）实现。

方法1：使用信号终止进程

Linux常用信号：

  • SIGTERM（15）：请求进程优雅退出（默认信号）。
  • SIGKILL（9）：强制终止（不推荐，可能导致资源未释放）。
  • SIGHUP（1）：常用于重新加载配置或优雅退出。

命令行终止进程：

  • 优雅退出：
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    kill -SIGTERM <PID>
    # 或
    kill <PID>  # 默认发送SIGTERM
  • 强制终止：
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    kill -SIGKILL <PID>
    # 或
    kill -9 <PID>

查找并终止特定进程：
杀死名为 myapp 的进程：

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pkill -SIGTERM myapp

方法2：编程实现优雅退出（C++示例）

在程序中捕获 SIGTERM 信号，执行清理操作后退出。

示例代码：

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#include <iostream>
#include <csignal>
#include <unistd.h>
#include <atomic>

std::atomic<bool> running(true);

// 信号处理函数
void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Received signal " << signum << ", shutting down gracefully...\n";
    running = false; // 设置标志，通知程序退出
}

int main() {
    // 注册SIGTERM信号处理
    signal(SIGTERM, signalHandler);
    signal(SIGHUP, signalHandler);

    std::cout << "Process running (PID: " << getpid() << "). Press Ctrl+C or send SIGTERM to exit.\n";

    // 模拟工作循环
    while (running) {
        std::cout << "Working...\n";
        sleep(1); // 模拟工作
    }

    // 清理资源
    std::cout << "Cleaning up resources...\n";
    // 关闭文件、网络连接等
    std::cout << "Process exited gracefully.\n";
    return 0;
}

说明：

  • signal(SIGTERM, signalHandler)：注册 SIGTERM 信号处理函数。
  • std::atomic<bool>：确保线程安全的标志变量。
  • 程序收到 SIGTERM 后，设置 running = false，退出循环，执行清理后退出。

编译与运行：

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g++ -o myapp graceful_shutdown.cpp
./myapp

在另一个终端发送 SIGTERM：

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kill -SIGTERM <PID>

程序将打印清理信息并退出。

方法3：使用 systemd 管理服务优雅退出

若进程作为 systemd 服务运行，可通过 systemd 配置优雅退出。

示例服务文件（/etc/systemd/system/myapp.service）：

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[Unit]
Description=My Application
After=network.target

[Service]
ExecStart=/path/to/myapp
Restart=always
KillMode=process
KillSignal=SIGTERM
TimeoutStopSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • KillSignal=SIGTERM：发送 SIGTERM 信号请求优雅退出。
  • TimeoutStopSec=10：等待10秒后若未退出，强制终止。

控制服务：

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# 启动服务
sudo systemctl start myapp
# 停止服务（发送SIGTERM）
sudo systemctl stop myapp
# 查看服务状态
sudo systemctl status myapp

3. 注意事项

  • 查看进程信息：
    • 使用 ps 或 top 快速查看，/proc 适合脚本化处理。
    • 定期监控避免遗漏（如 watch ps aux）。
  • 优雅退出：
    • 优先使用 SIGTERM，避免 SIGKILL 导致数据丢失或资源泄漏。
    • 程序设计时需处理信号，确保释放文件句柄、网络连接等资源。
    • 对于复杂应用，考虑超时机制（如 TimeoutStopSec）。
  • 测试信号处理：
    • 在开发时，测试程序对 SIGTERM 和 SIGHUP 的响应，确保清理逻辑正确。

4. 综合示例

查看进程并优雅终止：

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# 查找myapp进程
ps aux | grep myapp
# 输出：alice 1234 ... myapp
# 发送SIGTERM
kill -SIGTERM 1234
# 验证进程已退出
ps -p 1234

若使用C++程序，结合上述代码，进程会捕获信号并安全退出。

总结

  • 查看进程：使用 ps、top、htop 或 /proc 获取进程信息。
  • 优雅退出：通过 SIGTERM 信号或 systemd 配置触发，程序需实现信号处理逻辑。
  • 编程实现：捕获信号，清理资源后退出，确保数据完整性和资源释放。

如需更具体场景或代码示例，请提供进一步细节！