[Ubuntu] 프로세스 관리

리눅스 프로세스 동작 원리

• 시스템이 부팅될 때 커널은 'init' 시스템을 실행하여 시스템 서비스들을 차례대로 시작시킴
• 과거에는 '/etc/inittab'을 참고하여 'init'이 실행되었으나, 최신 배포판에서는 'systemd'가 이를 대신 함
• 이 서비스들은 데몬 프로세스(백그라운드 실행)로 동작하여 로그인하지 않은 상태에서도 시스템 작업을 수행 가능
• 프로그램은 다른 프로그램을 실행할 수 있으며, 이를 부모 프로세스와 자식 프로세스라고 함
• 커널은 이러한 프로세스를 관리하기 위해 각 프로세스에 PID(Process ID)를 할당하며, 시스템에서 가장 먼저 실행되는 init(systemd) 프로세스는 항상 PID 1을 가짐

 

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리눅스 프로세스 명령어

프로세스 출력 (ps)

ps [옵션]

• 리눅스는 다중 사용자, 사용 작업 시스템이기 때문에 여러 개의 프로세스를 동시에 수행하여 항상 어떤 프로세스들이 실행되고 있는지 모니터링 할 필요가 있음
• 따라서 현재 시스템에서 실행 중인 프로세스에 관한 정보를 출력하여 사용자에게 정보를 제공하는 명령어가 필요한데 이때 사용하는 명령어가 ps
• 윈도우에서 특정 프로세스가 실행 중인지 확인하거나 강제 종료하기 위해 작업 관리자를 사용하듯이 리눅스에서는 ps 명령어가 자주 사용
• 특히 GUI를 사용하지 않는 서버 환경에서는 대부분의 프로세스들이 백그라운드에서 동작하기 때문에 특정 프로세스가 동작 중인지 확인하기 위해서 많이 사용
• 기본 프로세스 출력

옵션	설명
a	- 터미널과 연관된 프로세스만 출력 - 보통 x 옵션과 연계하여 모든 프로세스를 출력할때 사용
x	- 터미널과 연관(종속)되지 않는 프로세스만 출력
-A	- 모든 프로세스 출력 (-e와 동일)
-e	- 모든 프로세스 출력
-a	- 세션 리더와 커미널과 연관되지 않은 프로세스를 제외하고 모든 프로세스를 출력

• 지정한 프로세스 출력

옵션	설명
p	- 지정한 PID 목록의 정보만 출력
-C [process]	- 지정한 프로세스만 출력
-u	- 특정 사용자의 프로세스 정보를 출력

• 프로세스 표시 형식

옵션	설명
u	- 프로세스의 소유자를 기준으로 출력
l	-  BSD 형식의 긴 형식으로 출력
e	-  프로세스 정보와 함께 프로세스의 환경변수 정보도 출력
-l	-  긴 포맷으로 출력
-o [value]	-  출력 포맷을 지정 - 값에는 pid, tty, time 등을 지정

• 프로세스 장식

옵션	설명
f	-  프로세스간 상속관계를 트리형식으로 출력
-f	-  전체 포맷으로 출력 (유닉스 스타일로 출력)

BSD와 System V
- ps 명령어는 다른 명령어들과의 차이라면 -(대쉬)가 안들어간 옵션이 존재
- 이는 전통유닉스(System V, BSD)에 따라 나뉨
- System V 의 경우 -(대쉬)를 사용
- BSD 같은 경우 -(대쉬)가 없음
- 출력결과가 조금씩 다른데 자신의 상황에 맞게 쓰면 됨

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ps 프로세스 도표 항목

프로세스 항목	의미
F	프로세스 플래그
S	프로세스 상태코드
UID	프로세스 소유자 이름
PID	프로세스 고유 식별자
PPID	프로세스 부모 프로세스의 PID
C	프로세스 사용률 %로 표기
PRI	프로세스의 우선 순위 (높은 값이 낮은 우선 순위)
NI	nice 값이며 -20 ~ 19 값
SZ	프로세스 이미지가 차지하는 물리적 페이지 크기
WCHAN	대기 중일 때 커널 함수의 이름
STIME	프로세스가 시작한 시간
TTY	터미널의 종류
TIME	총 CPU 사용 시간
CMD	프로세스의 실행 시 명령줄

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프로세스의 현재 상태 ( ps -x )

프로세스 상태 (STAT)	의미
D	인터럽트가 불가능한 대기상태로 일반적으로 입출력 시 의미
I	커널 쓰레드가 유휴 상태를 의미
R	프로세스가 실행 중이거나 실행 가능한 상태를 의미
S	인터럽트가 가능한 대기 상태
T	작업 제어 신호에 의해 멈춤 상태
t	디버깅 중 디버거에 의해 멈춘 상태
X	프로세스 죽은 상태
Z	좀비 프로세스
<	높은 우선 순위 상태
N	낮은 우선 순위 상태
L	페이지가 락된 메모리를 갖고 있음
s	세션 리더
| (Shift + \)	멀티 쓰레드
+	포어 그라운드 프로세스 그룹

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aux / -ef

• 부모 프로세스와 자식 프로세스의 관계 확인하려면 ps -ef
• 프로세스 상태를 보는 용도로는 ps aux가 더 적당

# 모든 터미널의 프로세스를 소유자 정보와 함께 프로세스 정보를 출력
ps aux

# 특정 프로세스(apache)만 출력
ps aux | grep apache

항목	설명
USER	소유자 이름
PID	프로세스 식별 번호
%CPU	CPU 차지율
%MEM	메모리 점유율
VSZ RSS	실제 메모리 사용량
TTY	프로세스가 시작되고 있는 터미널
STAT	현재 상태
START	시작 시간
TIME	총 사용 시간
COMMAND	프로세스를 실행한 명령 행

# 현재 실행중인 모든 프로세스의 정보를 전체 포맷으로 출력
ps -ef 

# 모든 프로세스를 풀 포맷으로 보여줌
# more명령어를 줘서 페이지단위로 출력
ps -ef | more 

# 모든 프로세스의 출력값을 grep을 이용하여 apache가 포함된 라인들을 출력
ps -ef | grep apache

항목	설명
PPID	부모 프로세스의 PID
C	프로세스의 점유 상태
STIME	프로세스가 시작된 시간

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이외의 조합들

# 프로세스 번호가 1인 프로세스 출력
ps -p 1

# 계정이 apache인 프로세스들을 출력
ps -u apache

# PID를 키워드로 프로세스 정보를 확인
ps -fp [PID] 

# 특정 사용자가 돌리는 프로세스의 정보를 알고 싶을 때
ps -u root

# PID가 1인 프로세스의 이름을 출력
ps -p 1 -o comm= 

# 이름이 sshd인 프로세스들의 pid를 출력
ps -C sshd -o pid=

 

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프로세스를 트리 형태로 출력 (pstree)

pstree [옵션]

옵션	의미
-a	프로세스 명령줄 인자 출력
-h	현재 프로세스와 부모 프로세스를 강조 표시
-n	프로세스 이름 대신에 PID 순으로 정렬
-p	PID와 함께 출력
-s	특정 프로세스의 부모 프로세스를 출력

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실시간 프로세스 출력 (top)

# 시스템에서 현재 실행중인 프로세스에 대한 정보를 실시간으로 제공
top [옵션]

옵션	설명
-n	지정한 숫자만큼 화면 출력을 갱신한 후 종료
-u	지정한 사용자의 프로세스를 모니터링
-b	출력 결과를 파일이나 다른 프로그램으로 전달
-d	화면 갱신 주기를 초 단위로 설정
-p	지정한 PID 프로세스를 모니터링

• ps 명령어는 명령어가 실행된 순간의 프로세스 상태들에 대해서 정적인 정보만을 제공
• top 명령어는 시스템 활동을 실시간으로 확인 가능
• top 명령어는 프로그램은 활동 순으로 나열된 프로세스들을 지속적으로 갱신하면서 보여줌
• 위쪽은 시스템에 대한 전반적인 요약
• 아래에 테이블로써 CPU 를 사용하는 순으로 프로세스들을 정렬해서 출력

시스템 요약 항목
- 첫째줄 : 현재시간, 서버가동 후 유지시간, 현재 접속 사용자, 최근 1, 5, 15분 동안 시스템 부하
- 둘째줄 : 프로세스의 상태(총 프로세스, 실행중, sleep, stop, 좀비프로세스)
- 셋째줄 : cpu 상태
- 넷째줄 : MEM 상태
- 다섯째줄 : swap메모리 상태

프로세스 cpu 사용 순서 부분 항목
- PR : 우선순위
- NI : Nice value(-20~19 사이의 숫자이며 값이 작을수록 우선순위가 높음)
- VIRT : 작업에 사용된 가상 메모리 총사용량
- RES : 프로세스가 사용하는 실제 메모리양
- SHR : 프로세스가 사용하는 공유 메모리양
- S : 현재 프로세스의 상태를 나타냄
- TIME+ : 프로세스가 시작하여 사용한 CPU시간 

• top 명령어 중 h 입력 시 도움말 확인 가능

• top 역시 하나의 프로세스가 되기 때문에 top의 결과에서 top 프로세스도 확인 가능
• 시스템 리소스를 굉장히 적게 사용하기 때문에 시스템 부하를 적게 일으키는 좋은 프로그램

최근에는 htop 이라는 조금 더 사용자에게 친화적인 도구를 사용하기도 한다고 함

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프로세스 제어

시그널 - 프로세스 종료 (kill)

• 시그널은 프로세스 사이의 통신 수단으로 어떤 프로세스에 메시지를 보내 프로세스를 제어
• 명령어를 실행함으로써 프로세스가 시작되고 그 프로세를 제어하기 위하여 사전에 정의된 시그널이 존재

번호	시그널	의미
1	SIGHUP	- 터미널에서 접속이 끊겼을때 보내지는 시그널 - 변화된 내용을 적용하기 위해 재시작 할 때 사용
2	SIGINT	- 인터럽트 시그널로 실행을 중지시킴 - Ctrl + c 입력시 보내지는 시그널
3	SIGQUIT	- 실행 중지 시그널로서 Ctrl + \ 입력시 보내지는 시그널
9	SIGKILL	- 프로세스를 강제로 종료 시키는 시그널
15	SIGTERM	- kill의 기본 시그널로 정상 종료 시키는 시그널
18	SIGCONT	- 시그널에 의해 정지된 프로세스를 다시 실행시키는 시그널
19	SIGSTOP	- 정지 시그널
20	SIGTSTP	- 일시정지 시키는 시그널로서 Ctrl + z 입력시 보내지는 시그널

• 위의 경우처럼 몇 가지 시그널이 존재하는데 불필요한 프로세스, 잘못 실행된 프로세스를 죽이는데 사용할 것은 KILL
• kill 명령어는 프로세스를 강제로 종료시킴
  → 좀비 프로세스나, 응답 없음, 비정상적으로 동작하는 프로세스들의 실행을 종료
• 프로세스를 포어그라운드로 가져와서 ctrl + C 할 수도 있지만 PID를 확인하여 kill 로 바로 종료시킬 수도 있음

kill [옵션] [PID]

# PID를 시그널 번호 9(KILL) 전송해서 죽임
kill -9 PID 

# 자신이 실행한 모든 프로세스를 종료
kill -TERM -1

 

옵션	의미
-s(-signal) signal	지정한 시그널을 보냄
-l	사용 가능한 시그널의 목록을 출력

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프로세스 여러 개 종료 ( killall )

• 지정한 이름에 부합하는 모든 프로세스에게 시그널 전송
• 시그널을 지정하지 않으면 SIGTERM(15) 전송
• 지정한 프로세스 이름에 매칭되는 프로세스가 모두 종료되므로 여러 프로세스를 띄우고 있는 데몬을 종료할 때 유용

killall [option] [signal] 프로세스

옵션	의미
-l	시그널 종류 출력
-s	시그널의 이름을 지정하는 옵션
-v	시그널 전송 결과 출력
-w	시그널을 받은 프로세스들이 종료될 때까지 대기

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프로세스 필터 종료( pkill )

• 프로세스 이름과 지정한 패턴이 부합하는 프로세스만 종료

pkill [options] pattern

# python script.py가 포함된 전체 명령어 기준으로 종료
pkill -f "python script.py"

# chrome, Chrome, CHROME 등 대소문자 무시하고 종료
pkill -i chrome

# 실행 중인 Node.js 관련 프로세스 모두 종료
pkill -f "node"

# 실행 명령어에 "java"와 "spring"이 포함된 프로세스 종료
pkill -f "java.*spring"

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프로세스 전환 (foreground / background)

foreground

• 보통 터미널에서 명령어를 입력하면 그 명령이 끝날때 까지 다른 명령어를 입력할 수가 없음
• 이렇게 대화식으로 하나씩 주고 받게 되는데 이를 포어그라운드라고 생각하면 됨

background

• 명령어를 입력하면 다른 명령어도 실행이 가능
• 백그라운드 의미에서 볼 수 있듯이 뒤에서 실행된다고 생각하면 됨
• 터미널이 닫히거나 로그아웃 될 경우 종료

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백그라운드 프로세스 출력 ( jobs )

• 현재 돌아가고 있는 백그라운드 프로세스 리스트를 모두 출력해줌
• 백그라운드 프로세스는 스택처럼 쌓임
  •  +는 스택의 가장 위에 있다는 의미
  •  -는 바로 그다음 밑에 있다는 의미

jobs [옵션] [job name or number]

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후면 처리 background processing (&)

• 명령어들을 후면에서 처리하고 전면에서는 다른 작업을 할 수 있으며 동시에 여러 작업을 수행 가능
• 백그라운드는 명령어의 맨 끝에 &를 붙여 사용하면 후면 처리로 명령어가 실행

# background에서 작업 실행하기

# 50초동안 sleep 한 뒤 done1 과 done2 을 출력
(sleep 10; echo done1) &
(sleep 10; echo done2) &

# 세미콜론(;) : 연속해서 실행하라는 의미
# 괄호는 두 개 이상의 명령어를 연결하고 전체를 백그라운드에서 돌리기 위함

• [1], [2]는 백그라운드 프로세서를 돌릴 때마다 부여되는 job 번호를 의미
• 11252, 11254는 프로세스 번호를 의미
• 이전 포스팅에서 'gedit 파일명 &' 명령어에서도 &를 쓰지 않으면 백그라운드에서 실행되지 않아 터미널을 사용할 수 없었음

https://bestdevelop-lab.tistory.com/314

[Ubuntu] vi, nano, gedit 편집기

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후면 처리로 전환 foreground → background ( bg )

• 포그라운드 프로세스를 백그라운드로 전환하는 명령어
• 전면 실행중인 명령에서 Ctrl + z 를 누른 후(일시정지) 'bg job번호' 명령을 하달하면, 후면 처리가 됨
• 만약 job 번호를 치지않고 그냥 $ bg 만 치면 jobs 목록에서 + 기호가 있는 job번호가 우선 실행
  → 스택이 높기 때문

# 포어그라운드의 job을 백그라운드로 전환
bg [job]

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전면 처리로 전환 background -> foreground ( fg )

• 백그라운드 프로세스를 포어그라운드로 전환하는 명령어

# 백그라운드에 멈춰있던 잡을 포어그라운드로 보내 셸 프롬프트상에서 다시 실행하는 명령어
fg [job번호]

# job번호를 생략하면, 스택에 제일 위에 있는 것이 foreground로 전환 됨

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백그라운드 프로세스 일시정지 시키는 방법

• 백그라운드로 실행시킨 프로세스를 일시중지 시키려면 위의 전면 처리 전환 기법(fg)과 함께 사용
  
  1. &를 사용해 백그라운드로 실행
  2. jobs 명령을 사용해 프로세스 번호 알아내고, fg 명령어를 사용하여 프로세스를 포그라운드로 전환
  3. CTRL + Z 명령을 통해 포그라운드에서 프로세스 일시중지

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프로세스 우선 순위

프로세스 우선순위 변경 (nice)

• 프로세스의 우선순위를 의미하는 nice 값을 설정하는 원리
  → ps -el 하면 나오는 프로세스 도표 헤더부에 NI 라는 항목이 바로 프로세스 우선순위 nice 값
• 이 값은 사용자 프로세스 사이 우선순위를 조정할 수 있고 프로세스의 스케줄링에 영향을 줄 수 있음
• 커다란 프로그램을 컴파일 할 때와 같이 CPU나 메모리를 많이 쓰게 될 경우 시스템 속도를 저하시키기 때문에 다른 프로세스에게 우선순위 값을 줄 때 사용
• nice 값 조정은 일반 사용자도 가능하지만, 우선 순위를 높히는 것은 root 계정만 가능

우선순위 NI 값 범위
- 사용자가 지정할 수 있는 우선순위 값은 -20부터 19까지
- 값이 낮아야 우선순위가 높음
→ 가장 높은 우선순위는 -20

- 가장 높은 우선순위 NI 값 : -20
- 가장 낮은 우선순위 NI 값 : 19
- 기본적으로 주어지는 디폴트 값: 0

# 기존 우선순위 값에 N만큼 더한 우선순위로 [프로세스명]을 실행
nice -n [NI값] [프로세스명] 

# -n 옵션 없이 사용할 경우 N값은 디폴트로 10을 가짐
# 즉 10을 더해 우선순위를 낮춰서 실행
nice [프로세스명]

# nice -n N 한 것과 동일
# NI값만큼 증가
nice -[NI값] 프로세스명 

# 프로세스명 # NI값만큼 감소
nice --[NI값]

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실행중인 프로세스 우선순위 변경 (renice)

현재 실행중인 프로세스의 nice값을 변경

• nice는 프로세스명으로 우선순위를 조정하고 명령을 실행하면 새로운 프로세스가 발생
  → 위의 사진에서 11882라는 프로세스가 생성되었고 부모 프로세스의 PID(PPID)를 11232로 가졌음
• renice는 PID로 우선순위를 조정하고 기존의 프로세스 우선순위 값을 추가 없이 바로 수정

renice [옵션] [변경할 NI값] [PID]

옵션	의미
-n	- nice와 마찬가지로 우선순위를 조정할 때 사용
-g	- 특정 그룹을 지정해서 우선순위를 조정할 때 사용
-p (--pid)	- 디폴트 값이기 때문에 옵션을 안붙이고 renice N pid로 써도 무관 - renice N -p pid 와 동일
-u (--user)	- 특정 사용자를 지정해서 우선순위를 조정

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프로세스 유지 (nohup)

• 일반적으로 시스템에서 로그아웃하면 로그아웃한 세션과 연관된 모든 프로세스에게 HUP 시그널(1)을 보내서관련된 모든 프로세스는 자동으로 종료되지만 nohup을 사용하면 해당 시그널을 가로채 무시하기 때문에 로그아웃하더라도 프로세스를 계속 실행
• 즉, 사용자가 로그아웃해도 실행 중인 프로세스를 백그라운드로 유지시켜주는 명령어

nohup command

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프로세스 검색 (pgrep)

• 지정한 패턴과 일치하는 프로세스의 정보를 출력
• 파일 패턴 검색 명령어인 grep 명령어의 프로세스 버젼

옵션	의미
-x	패턴과 정확히 일치하는 프로세스 정보 출력
-n	패턴을 포함하는 가장 최근의 프로세스 정보 출력
-u 사용자이름	특정 사용자에 대한 모든 프로세스 출력
-l 프로세스명	PID와 프로세스 이름 출력
-t term	특정 단말기와 관련된 프로세스 정보 출력

pgrep [options] [pattern]

# root사용자가 실행한 bash 프로세스 정보를 확인
pgrep -l bash -u root

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참고 자료

https://inpa.tistory.com/entry/LINUX-%F0%9F%93%9A-%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4-%EA%B4%80%EB%A6%AC-%EB%AA%85%EB%A0%B9%EC%96%B4-%F0%9F%92%AF-%EC%A0%95%EB%A6%AC-Foreground-Background

[LINUX] 📚 프로세스 관리 명령어 💯 정리 (ps / top / fg / bg / kill / nice ...)