Processen en signalen

Elk programma dat draait, is een proces. Je shell is een proces, de webserver is er een (of tien), en zelfs ls is heel even een proces. Soms gaat er iets mis: een programma blijft hangen, of slokt alle rekenkracht op en de server wordt traag. Dan moet je het kunnen vinden en stoppen. In deze les leer je processen bekijken, ze signalen sturen, en programma's op de achtergrond laten draaien.

Processen bekijken met ps

$ ps
    PID TTY          TIME CMD
   1201 pts/0    00:00:00 bash
   1388 pts/0    00:00:00 ps

Zonder opties toont ps alleen de processen in je eigen terminal. Elk proces heeft een uniek nummer, de PID (process ID). Alle processen van het hele systeem zie je met:

$ ps aux
USER   PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY  STAT START   TIME COMMAND
root     1  0.0  0.1 167700 11520 ?    Ss   09:12   0:01 /sbin/init
root   612  0.0  0.0  15420  7680 ?    Ss   09:12   0:00 sshd: /usr/sbin/sshd -D
www-data 803 0.1 0.4 55220 34100 ?   S    09:12   0:04 nginx: worker process
student 1201 0.0  0.0   8960  5300 pts/0 Ss  10:20   0:00 -bash

PID 1 is het eerste proces dat de kernel start; meestal systemd (les 8). Alle andere processen stammen ervan af: elk proces heeft een ouder (parent), met een PPID. ps -ef --forest of pstree toont die boom.

Zoeken doe je met grep (les 3) of direct met pgrep:

$ ps aux | grep nginx
$ pgrep -a nginx
803 nginx: worker process

top en htop: live meekijken

ps is een momentopname. top ververst elke paar seconden en zet de zwaarste processen bovenaan:

top - 10:31:02 up  1:18,  1 user,  load average: 1.02, 0.61, 0.33
Tasks:  92 total,   2 running,  90 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s): 50.3 us,  0.4 sy,  0.0 ni, 49.1 id,  0.0 wa
MiB Mem :   3936.2 total,   2410.8 free,    612.3 used,    913.1 buff/cache

    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
   1422 student   20   0    8496   1792   1664 R 100.0   0.0   0:31.12 yes

Handige toetsen in top: P sorteren op CPU, M op geheugen, k een proces stoppen, q afsluiten.

De load average (drie getallen: gemiddelde over 1, 5 en 15 minuten) zegt hoeveel processen gemiddeld op de processor wachten of erop draaien. Ligt het getal ruim boven het aantal processorkernen (nproc), dan heeft de machine het druk.

htop doet hetzelfde met kleuren, muisbediening en een overzichtelijkere weergave. Het is niet altijd geïnstalleerd (les 7).

Signalen

Een proces stop je door het een signaal te sturen: een kort bericht van het besturingssysteem. De belangrijkste:

kill -l toont ze allemaal.

kill en killall

Ondanks de naam stuurt kill gewoon een signaal:

kill 1422            # SIGTERM naar PID 1422
kill -9 1422         # SIGKILL, als SIGTERM niet helpt
killall yes          # SIGTERM naar alle processen met de naam "yes"
pkill -u sam         # SIGTERM naar alle processen van gebruiker sam

Werkwijze bij een hangend proces:

1. Zoek het: top (sorteer met P) of pgrep -a naam.
2. Probeer netjes: kill PID. Wacht een paar seconden.
3. Controleer: ps -p PID. Nog steeds daar? Dan kill -9 PID.

Jobs: voorgrond en achtergrond

Normaal wacht je shell tot een commando klaar is: het draait op de voorgrond. Met & start je het op de achtergrond en krijg je je prompt meteen terug:

$ sleep 300 &
[1] 1530
$ jobs
[1]+  Running                 sleep 300 &

[1] is het jobnummer in deze shell, 1530 de PID.

Een typisch scenario: je start een lange kopieeropdracht, bedenkt dat je de terminal nodig hebt, drukt Ctrl+Z en typt bg. De kopie loopt door en jij kunt verder.

nohup: blijven draaien na uitloggen

Achtergrondjobs horen bij je shell. Log je uit (of valt je SSH-verbinding weg, les 10), dan krijgen ze een SIGHUP en stoppen ze meestal. Met nohup negeert een proces dat signaal:

nohup ./lange-berekening.sh > berekening.log 2>&1 &

De uitvoer gaat naar berekening.log (redirects uit les 3). Voor diensten die altijd moeten draaien, gebruik je geen nohup maar systemd (les 8). Voor een interactieve sessie die je later wilt hervatten, zijn tmux of screen handig.

Oefenen

Oefening 1. Start sleep 600 op de achtergrond, zoek de PID op twee manieren, en stop het proces netjes.

sleep 600 &
jobs -l              # toont jobnummer en PID
pgrep -a sleep       # zoekt op naam
kill %1              # of: kill <PID>

Oefening 2. Je server is traag. Welke stappen zet je om de oorzaak te vinden?

Oefening 3. Waarom stuur je eerst SIGTERM en pas daarna SIGKILL?

Lab: een op hol geslagen proces

Samenvatting

• Elk draaiend programma is een proces met een PID; ps aux toont ze allemaal, pgrep -a zoekt op naam.
• top/htop laten live zien welke processen CPU en geheugen gebruiken.
• Je stopt een proces met een signaal: eerst kill PID (SIGTERM), pas daarna kill -9 PID (SIGKILL).
• & start op de achtergrond; Ctrl+Z, bg, fg en jobs beheren jobs.
• nohup laat een proces doorlopen na uitloggen; diensten beheer je met systemd.

In les 7 installeer je software met de pakketbeheerder, zodat je tools als htop zelf kunt toevoegen.