Linux Process 프로세스 상태 확인 - ps, top

Definition: Process

프로세스는 실행중인 명령의 복사본(인스턴스)로써 PID로 식별된다.

실행중인 프로세스에 관한 정보를 표시하는 명령(ps, top 등)은 대부분 /proc 파일시스템에 저장된 원시 데이터에서 해당 정보를 가져온다. 프로세스들은 이 정보를 /proc에 서브 디렉토리를 만들어 저장하는데, 이 때 서브 디렉토리의 이름이 해당 프로세스 ID로 저장된다. 저장된 원시 데이터는 이 디렉토리에 담긴 파일의 내용을 출력하면 일부이긴 하지만 cat, less 등의 커맨드를 통해 직접 확인할 수 있다.

---

Command: ps

$> ps #프로세스 리스트 출력
$> ps aux #프로세스 리스트 출력 + bg 프로세스 포함

ps 명령을 사용자별로 표시하도록 실행한 예는 다음과 같다.

$> ps u

USER     PID  %CPU %MEM      VSZ    RSS   TT  STAT STARTED      TIME COMMAND
yonlog 91854   0.1  0.0 408693440   6288 s001  S    11:07PM   0:00.12 -zsh
yonlog 63578   0.0  0.0 408955584    368 s000  S+    3:11PM   0:00.14 -zsh

내용을 해석하면, yonlog 유저가 -zsh 셸을 열고 로그인 했으며 STAT 열의 S 를 통해 잠자기 상태임을 알 수 있다.
S 옆의 + 기호는 프로세스가 foreground로 동작하고 있음을 의미한다. 프로세스 State 별 코드는 아래와 같다.

PROCESS STATE CODES
   R  running or runnable (on run queue)
   D  uninterruptible sleep (usually IO)
   S  interruptible sleep (waiting for an event to complete)
   Z  defunct/zombie, terminated but not reaped by its parent
   T  stopped, either by a job control signal or because
      it is being traced

%CPU, %MEM 열은 각각 프로세스가 소비하는 프로세서와 메모리(RAM) 사용률을 표시한다.
VSZ 열은 가상 세트 크기(Virtual Set Size)로 프로세스의 크기를 킬로바이트 단위로 보여주며, 할당된 메모리의 크기를 의미한다.
RSS 열은 상주 세트 크기(Resident Set Size)로 메모리에서 실행중인 프로그램의 크기를 나타내며, 실제로 사용되는 메모리의 크기를 의미한다.

START는 프로세스가 시작된 시간, TIME은 총 사용 시간이다. 많은 커맨드가 CPU 시간을 거의 빼앗지 않기 때문에 0:00.12와 같이 CPU 시간을 1초도 사용하고 있지 않은 상태임을 알 수 있다.

현재 사용자용으로 리눅스 시스템에서 실행되고 있는 모든 프로세스를 페이지별로 출력하려면 ps ux에 less를 파이프 처리한다.

$> ps ux | less

출력될 내용을 표시할 열의 키워드로 지정하여 정렬할 수도 있다. 실행 중인 모든 프로세스를 출력하되(-e) 특정 열만 지정하여(-o) 현재 메모리 사용량을 기준으로 메모리 사용량이 가장 많은 프로세스가 맨 위 행으로 정렬되도록(-m) 출력하려면 아래와 같이 커맨드를 사용할 수 있다.

$> ps -eo pid,user,group,gid,vsz,rss,comm -m | less
# 또는
$> ps -evm | less

Sort Order를 바꾸는 방법은 ps man페이지에 상세하게 안내되어있다.

The -m, -r, and -v options will change the sort order.  If more than one sorting option was given, then the selected processes will be sorted by the last sorting
option which was specified.

-r      Sort by current CPU usage, instead of the combination of controlling terminal and process ID.
-m      Sort by memory usage, instead of the combination of controlling terminal and process ID.
-v      Display information associated with the following keywords: pid, state, time, sl, re, pagein, vsz, rss, lim, tsiz, %cpu, %mem, and command.  The -v option implies the -m option.

 

---

Command: top

top 명령은 ps보다 화면에 보다 최적화된 결과를 출력한다. 시스템 리소스에 대한 1,5,15분 단위 Load Average를 통해 CPU 당 평균 로드를 확인하거나 프로세스를 죽이거나 우선 순위를 변경하는 등의 다양한 프로세스 모니터링 및 관리 작업을 수행할 수 있다.

top은 일반적으로 메모리 또는 CPU를 필요 이상으로 점유하는 프로세스를 가려내 어떠한 조치를 취할 때 유용하게 사용할 수 있다. CPU 점유율이 지나치게 높은 프로세스가 있다면 그 우선순위(nice number)를 변경하고, 메모리를 너무 많이 소비하는 프로세스가 있다면 해당 프로세스를 죽일 수도 있다.

프로세스 우선순위 변경하기: top 화면에서 우선순위를 종료할 프로세스의 PID를 식별하여 $> r 커맨드(renice)를 통해 우선순위를 변경할 수 있다.
프로세스 죽이기: kill -15 또는 -9 + PID를 통해 수행할 수 있다. 15는 프로세스를 깔끔하게 종료할 때 사용하고, 9는 프로세스를 즉사시킬 수 있다. 이 신호를 받은 프로세스는 하던 일이 어떤 상태였는지 상관 없이 곧바로 종료된다.

---

Command: nice, renice

nice 커맨드는 단일 프로세스에 CPU 시간을 더 할당하거나 줄일 때 사용되며 nice 값이 낮을 수록 CPU에 더 많이 접근한다.
프로세스는 처음부터 nice 값을 지정하어 실행할 수도 있고, 실행 중인 프로세스의 nice 값을 renice 커맨드를 통해 변경할 수도 있다.
아래 예시는 파일 시스템에 존재하는 파일들을 일일이 훑어 그 이름을 locate 데이터베이스로 만드는 updatedb 커맨드를 다른 프로세스에 방해 받지 않고 진행하기 위해 백그라운드로 실행(&) 하였으며, 기본 우선순위는 5가 되도록 설정한 부분이다.

$> nice +5 updatedb &

이렇게 실행된 프로세스의 우선순위를 높이는 작업은 (즉, nice 값을 낮추는 작업은) 루트 사용자만 수행할 수 있으며 일반 사용자는 nice 값을 낮추거나 음수 값을 지정할 수 없다. 따라서 일반 사용자는 프로세스들이 기본으로 받고 있는 관심 값 이상을 요구할 수 없으며 또한  자신의 프로세스에만 nice 값을 설정할 수 있다.

---

Basic Activities

• 시스템에서 실행되고 있는 모든 프로세스를 출력한 뒤 필요한 정보를 선택적으로 표시할 수 있다
  (i.e. PID, 사용자명, 그룹명, 가상 메모리 크기, 상주 메모리 크기, 커맨드)
• top 커맨드를 통해 시스템에서 실행되고 있는 프로세스를 확인한 뒤, CPU 사용량과 메모리 사용량을 기준으로 정렬할 수 있다.

Advanced Activities

• 실행되고 있는 어플리케이션의 cgroup을 생성하여 특정 CPU 및 메모리 점유율 값을 고정해보자

 

References:
[+] 리눅스 바이블 제 9판
[+] 생활코딩 - Linux Process 1 - https://www.youtube.com/watch?v=mrOxyFzD8SY
[+] 생활코딩 - Linux Process 2 - https://www.youtube.com/watch?v=6anZhqAAaQk
[+] https://idea.popcount.org/2012-12-11-linux-process-states/