Procesy Správa procesů, signály

Proces (program)¶

Proces (anglicky process) je v informatice název pro spuštěný počítačový program. Proces je umístěn v operační paměti počítače v podobě sledu strojových instrukcí vykonávaných procesorem. Obsahuje nejen kód vykonávaného programu, ale i dynamicky měnící se data, která proces zpracovává. Jeden program může v počítači běžet jako více procesů s různými daty (například vícekrát spuštěný webový prohlížeč zobrazující různé stránky). Správu procesů vykonává operační systém, který zajišťuje jejich oddělený běh, přiděluje jim systémové prostředky počítače a umožňuje uživateli procesy spravovat (spouštět, ukončovat atp.).

V našem výkladu se omezíme pouze na uživatelské hledisko.

Popředí a pozadí¶

V následujícím textu bude užíváno pojmů “v popředí” a “v pozadí”. Tyto pojmy je nutné chápat z hlediska programů běžících v příkazové řádce, bez grafického uživatelského rozhraní. Jestliže program běží v popředí, neznamená to, že je jeho grafické okno nad ostatními okny, ale že jeho vstup je napojen na terminál.

Jestliže je terminálu (pomocí shell-u) spuštěn program (proces), znamená to, že tento proces je napojen na terminál a v tuto chvíli není možné komunikovat s shell-em.

Spustíme například příkaz xeyes. Po dobu běhu tohoto programu v terminálu není možné komunikovat s shell-em a zadávat další příkazy.

1
2
3
4
5
6
7

$ xeyes
fjdkfj dfjdkf
fjkdjfkdjf

jfkdjf

at pisu co pisu, nic se nedeje

Klávesové zkratky¶

Ctrl+C

Proces, který je právě v popředí bude ukončen (přerušen). (Bude mu zaslán signál SIGINT)

Ctrl+Z

Proces, který je právě v popředí bude pozastaven (suspended). (Bude mu zaslán signál SIGSTOP)

Práce s procesy¶

Nyní po spuštění programu xeyes stiskneme Ctrl+Z a oči uspíme:

1
2
3
4

$ xeyes
^Z
[1]+  Pozastavena             xeyes
$

V tuto chvíli je terminál volný pro spuštění dalších příkazů. Hned toho využijeme a podíváme se kolik je hodin (program xclock). Program ale opět pozastavíme pomocí Ctrl+Z.

1
2
3
4

$ xclock -update 1
^Z
[2]+  Pozastavena             xclock -update 1
$

Pozastavený proce spí. Je zmražen. Vteřinová rafička hodin se nehýbe a oči nesledují kurzor myši. Do třetice spustíme a pozastavíme program xman. (Slouží pro čtení zobrazení manuálových stránek)

1
2
3
4

$ xman
^Z
[3]+  Pozastavena             xman
$

Seznam procesů běžících v aktuálním shell-u vydá příkaz jobs:

1
2
3
4

$ jobs
[1]   Pozastavena             xeyes
[2]-  Pozastavena             xclock -update 1
[3]+  Pozastavena             xman

Příkaz fg (foreground) slouží pro přesun programu do popředí. Program se tedy znovu napojí na terminál a je možné s ním komunikovat nebo ukončit ho (Ctrl+C) nebo znovu pozastavit (Ctrl+Z). Jako parametr udáváme %N, kde N je číslo procesu, které je v levém sloupci ve výpisu jobs.

1
2

$ fg %2
xclock -update 1

Můžeme pozorovat, že vteřinová ručička hodin se opět rozběhne.

Příkaz bg (background) slouží pro přesun programu na pozadí. To znamená, že proces poběží, ale nebude napojen na terminál a bude proto možné používat shell nebo spustit jiný program.

1
2
3
4
5
6
7

$ fg %2
xclock -update 1
^Z
[2]+  Pozastavena             xclock -update 1
$ bg %2
[2]+ xclock -update 1 &
$

Je třeba dodat, že je nesmysl dávat na pozadí programy, které s uživatelem interaktivně komunikují. Odstrašujícím, příkladem může celoobrazovkový správce souborů Midnight Commander — mc.

Pomocí metaznaku &, který zapíšeme za příkaz, můžeme umístit program (proces) na pozadí rovnou při jeho spuštění:

1
2
3
4
5
6
7
8

$ oclock &
[4] 7321
$ jobs
[1]-  Pozastavena             xeyes
[2]   Běží                 xclock -update 1 &
[3]+  Pozastavena             xman
[4]   Běží                 oclock &
$

Příkaz fg a bg umožňuje vynechat parametr s číslem procesu. Potom je na popředí nebo pozadí umístěn program, se kterým se naposledy pracovalo a který má v levém sloupci ve výpisu jobs znak +.

1
2
3
4
5
6
7

$ jobs
[1]-  Pozastavena             xeyes
[2]   Běží                 xclock -update 1 &
[3]+  Pozastavena             xman
[4]   Běží                 oclock &
$ fg
xman

Procesy (ne)napojené na (jiný) terminál¶

Výše popsané, lze uplatnit pouze na procesy, které běží v aktuálním shell-u. Příkaz jobs jiné procesy, které běží v jiném shell-u nebo terminálu “nevidí”. Pokud požadujeme víc použijeme příkaz ps

1
2
3
4
5
6
7
8

$ ps
  PID TTY          TIME CMD
 4325 pts/5    00:00:00 bash
 4370 pts/5    00:00:00 xeyes
 5258 pts/5    00:00:00 xclock
 7321 pts/5    00:00:00 oclock
 8466 pts/5    00:00:00 ps
15276 pts/5    00:00:01 zsh

Číslo v levém sloupci je tzv. Process identifier PID. Je to číslo, které proces jednoznačně identifikuje. Pokud je příkaz ps použit bez parametrů vypisuje opět jen procesy běžící v aktuálním shell-u. Pokud přidáme parametr -a budou vypsány všechny procesy běžící napojené na jakýkoliv terminál.

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

$ ps -a
  PID TTY          TIME CMD
 4325 pts/5    00:00:00 bash
 4370 pts/5    00:00:00 xeyes
 5258 pts/5    00:00:00 xclock
 5350 tty2     00:00:00 zsh
 5360 tty2     00:00:00 startx
 5605 tty2     00:00:04 urxvt
 5631 pts/9    00:00:00 mc
 5671 pts/7    00:00:00 su
 5681 pts/7    00:00:07 zsh
 5802 tty2     00:16:36 psi-plus
 7321 pts/5    00:00:00 oclock
 8709 pts/5    00:00:00 ps
 8710 pts/5    00:00:00 bash
16616 tty2     00:00:00 urxvt
17205 tty2     00:00:00 py.white
17210 tty2     00:00:42 ipython
18443 tty2     00:00:00 sh
18444 tty2     00:00:00 urxvt
21095 tty2     00:04:18 claws-mail
24985 pts/7    00:00:22 aptitude
30285 tty2     00:28:07 iceweasel

Program ps má velké množství voleb, jejichž popis najdeme v manuálové stránce. Zde uvedeme několik příkladů:

Zasílání signálů¶

Pro zasílání signálů slouží program kill.

Situaci budeme ilustrovat na následujícím příkladu: Před hodinou uživatel karel spustil náročnou úlohu pro výpočet čísla \(\pi\). Výpočet by ale nyní rád pozastavil, protože spotřebovává všechen strojový čas a karel potřebuje na počítači chvíli pracovat.

Nejprve zjistí PID programu:

1
2
3

$ ps axwww | egrep mojePI
 5463 tty2     TN   48:41 ./mojePI
10256 pts/12   S+    0:00 egrep mojePI

… a zašle signál pro pozastavení: Program kill přebírá jako parametr PID procesu. (Nebo %N stejně jako fg a bg.)

1

$ kill -SIGSTOP 5463

V tuto chvíli proces usnul a strojový čas je k dispozici jiným úlohám. Pro pokračování výpočtu potom slouží příkaz

1

$ kill -SIGCONT 5463

Pro ukončení

1
2

$ kill -SIGTERM 5463
$ kill -SIGKILL 5463

Interaktivní správa procesů¶

Pro interaktivní správu procesů slouží program top a jeho barevnější a vylepšená varianta htop.

• ps
• kill
• top
• htop
• nice
• killall
• pkill
• pgrep