Какая информация хранится о запущенных процессах?

Информация о запущенных процессах в Linux/Unix-системах

В Linux и Unix-подобных системах информация о запущенных процессах хранится в виртуальной файловой системе /proc (procfs). Каждый запущенный процесс получает свою собственную директорию с именем, соответствующим его PID (Process ID). Например, процесс с PID 12345 будет представлен директорией /proc/12345. Эта директория содержит множество файлов и поддиректорий с детализированной информацией о состоянии процесса.

Ключевые файлы и их содержимое в /proc/[PID]/

• /proc/[PID]/status: Сводная информация в удобочитаемом формате.

    *   Имя процесса (`Name`), состояние (`State`), PID, PPID (Parent PID), UID/GID реальные и эффективные, использование памяти (`VmSize`, `VmRSS`, `VmData`, `VmStk`).

```bash
# Пример просмотра статуса процесса
cat /proc/self/status | head -20
```

• /proc/[PID]/stat и /proc/[PID]/statm: Статистика в машинно-читаемом формате.

    *   `stat`: 52 поля с информацией о состоянии, приоритете, использовании CPU и т.д.
    *   `statm`: Использование памяти в страницах (размер, резидентный набор, разделяемые страницы и др.).

```bash
# Просмотр статистики текущего процесса (cat - это процесс)
cat /proc/self/stat
```

• /proc/[PID]/cmdline: Полная командная строка запуска процесса (аргументы разделены нулевыми символами \0).

  # Для корректного отображения командной строки
  tr '\0' ' ' < /proc/self/cmdline; echo
  

• /proc/[PID]/exe: Символическая ссылка на исполняемый файл процесса.

  # Узнать путь к исполняемому файлу
  readlink /proc/self/exe
  

• /proc/[PID]/cwd: Символическая ссылка на текущую рабочую директорию процесса.

• /proc/[PID]/fd/: Директория, содержащая символические ссылки на файловые дескрипторы, открытые процессом.

  # Посмотреть открытые файлы процессом с PID 12345
  ls -la /proc/12345/fd/
  

• /proc/[PID]/environ: Переменные окружения процесса.

  # Просмотр окружения (также разделены нулевыми символами)
  tr '\0' '\n' < /proc/self/environ
  

• /proc/[PID]/io: Статистика ввода-вывода (прочитано/записано байт).

• /proc/[PID]/limits: Текущие лимиты ресурсов (ulimit).

• /proc/[PID]/maps и /proc/[PID]/smaps: Карта памяти процесса.

    *   `maps`: Отображения виртуальной памяти (библиотеки, heap, stack и т.д.).
    *   `smaps`: Детальная статистика по каждому отображению (размер резидентного набора, приватные/разделяемые страницы).

Системные утилиты для работы с процессами

Хотя информация извлекается из /proc, на практике чаще используют утилиты-обёртки, которые парсят эти данные и представляют их в удобном виде:

• ps (Process Status): Базовая утилита для вывода списка процессов с различными форматами.

  # Показать все процессы в формате лес (иерархия)
  ps auxf
  # Показать процессы с детальной информацией о потоках (LWP)
  ps -eLf
  

• top / htop (интерактивные мониторы): Динамически обновляемый вывод, сортировка по CPU, памяти и другим параметрам. htop — более продвинутая и удобная версия.

• pgrep / pkill: Поиск и отправка сигналов процессам по имени или другим атрибутам.

  # Найти PID всех процессов с именем "nginx"
  pgrep -f nginx
  

• pidstat (из пакета sysstat): Расширенная статистика по процессам (CPU, память, I/O, контекстные переключения).

  # Мониторинг использования CPU всеми процессами каждые 2 секунды
  pidstat -u 2
  # Мониторинг использования памяти
  pidstat -r 2
  

• /proc содержит также системную информацию (не привязанную к PID):

    *   **`/proc/cpuinfo`** — информация о процессоре.
    *   **`/proc/meminfo`** — детальная статистика по памяти системы.
    *   **`/proc/loadavg`** — средняя загрузка системы.
    *   **`/proc/net/`** — сетевая статистика.
    *   **`/proc/sys/`** — настройки ядра (параметры, доступные для изменения через `sysctl`).

Практическое значение для DevOps/SRE

Для инженера по надежности и разработке понимание этой информации критически важно для:

1. Диагностики проблем (утечки памяти, высокое использование CPU, блокировки на I/O).
2. Мониторинга и алертинга — сбор метрик из /proc или с помощью утилит (например, через node_exporter для Prometheus).
3. Анализа производительности — понимание, какие ресурсы потребляет конкретное приложение.
4. Контейнеризации — контроль групп (cgroups), которые также представлены в /proc/[PID]/cgroup, и изоляция ресурсов основывается на этой информации.

Таким образом, /proc является единым и исчерпывающим источником истины о состоянии процессов и системы в режиме реального времени, а стандартные утилиты (ps, top) — это лишь интерфейсы для удобной работы с этими данными.