进程资源

进程需要某些资源（如 CPU 和内存）来执行任务。现在我们将深入了解相关的命令和系统调用，以了解有关资源利用和监控的信息。此外，每个进程在资源方面都有默认的某些限制，如果需要，可以增强这些限制以适应应用程序的要求。

以下是使用命令获取的基本系统或进程资源信息：

top 命令

$ top

top 命令持续显示系统资源的使用情况。如果任何进程使系统处于某种挂起状态（消耗更多 CPU 或内存），则可以记下进程信息并采取适当措施（例如终止相关进程）。

ps 命令

$ ps

ps 命令提供有关所有正在运行的进程的信息。这有助于监控和控制进程。

vmstat 命令

$ vmstat

vmstat 命令报告虚拟内存子系统的统计信息。它报告进程（等待运行、休眠、可运行进程等）、内存（虚拟内存信息，如空闲、已用等）、交换区、IO 设备、系统信息（中断次数、上下文切换次数）和 CPU（用户、系统和空闲时间）的信息。

lsof 命令

$ lsof

lsof 命令打印所有当前正在运行的进程（包括系统进程）的打开文件列表。

getconf 命令

$ getconf –a

getconf 命令显示系统配置变量信息。

现在，让我们看一下相关的系统调用。

getrusage() 系统调用，提供系统资源使用情况的信息。
与访问和设置资源限制相关的系统调用，例如 getrlimit()、setrlimit()、prlimit()。

系统资源使用调用

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>

int getrusage(int who, struct rusage *usage);

getrusage() 系统调用返回系统资源使用情况的信息。这可以包括使用标志 RUSAGE_SELF、RUSAGE_CHILDREN、RUSAGE_THREAD（用于“who”变量）获取自身、子进程或调用线程的信息。调用后，它在 rusage 结构中返回信息。

此调用在成功时返回“0”，在失败时返回“-1”。

让我们看一下以下示例程序。

/* 文件名：sysinfo_getrusage.c */

#include<stdio.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/resource.h>

void main(void) {
   struct rusage res_usage;
   int retval;
   retval = getrusage(RUSAGE_SELF, &res_usage);
   if (retval == -1) {
      perror("getrusage error");
      return;
   }
   printf("Details of getrusage:\n");
   printf("User CPU time (seconds) is %d\n", (int)res_usage.ru_utime.tv_sec);
   printf("User CPU time (micro seconds) is %d\n", (int)res_usage.ru_utime.tv_usec);
   printf("Maximum size of resident set (kb) is %ld\n", res_usage.ru_maxrss);
   printf("Soft page faults (I/O not required) is %ld\n", res_usage.ru_minflt);
   printf("Hard page faults (I/O not required) is %ld\n", res_usage.ru_majflt);
   printf("Block input operations via file system is %ld\n", res_usage.ru_inblock);
   printf("Block output operations via file system is %ld\n", res_usage.ru_oublock);
   printf("Voluntary context switches are %ld\n", res_usage.ru_nvcsw);
   printf("Involuntary context switches are %ld\n", res_usage.ru_nivcsw);
   return;
}

编译和执行步骤

Details of getrusage:
User CPU time (seconds) is 0
User CPU time (micro seconds) is 0
Maximum size of resident set (kb) is 364
Soft page faults (I/O not required) is 137
Hard page faults (I/O not required) is 0
Block input operations via file system is 0
Block output operations via file system is 0
Voluntary context switches are 0
Involuntary context switches are 1

现在让我们看一下与访问和设置资源限制相关的系统调用。

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>

int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlim);
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlim);
int prlimit(pid_t pid, int resource, const struct rlimit *new_limit, struct rlimit *old_limit);

getrlimit() 系统调用通过输入所需资源（例如 RLIMIT_NOFILE、RLIMIT_NPROC、RLIMIT_STACK 等）在 rlimit 结构中获取资源限制。

setrlimit() 系统调用在限制范围内设置 rlimit 结构中提到的资源限制。

prlimit() 系统调用用于各种目的，例如检索当前资源限制或将资源限制更新为新值。

rlimit 结构包含两个值：

软限制 - 当前限制
硬限制 - 可以扩展到的最大限制。

RLIMIT_NOFILE - 返回此进程可以打开的文件描述符的最大数量。例如，如果它返回 1024，则进程具有文件描述符 0 到 1023。

RLIMIT_NPROC - 可以为该进程的用户创建的进程的最大数量。

RLIMIT_STACK - 该进程的栈段的最大大小（以字节为单位）。

所有这些调用在成功时返回“0”，在失败时返回“-1”。

让我们考虑以下示例，其中我们使用 getrlimit() 系统调用。

/* 文件名：sysinfo_getrlimit.c */

#include<stdio.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/resource.h>

void main(void) {
   struct rlimit res_limit;
   int retval;
   int resources[] = {RLIMIT_NOFILE, RLIMIT_NPROC, RLIMIT_STACK};
   int max_res;
   int counter = 0;
   printf("Details of resource limits for NOFILE, NPROC, STACK are as follows: \n");
   max_res = sizeof(resources)/sizeof(int);
   while (counter < max_res) {
      retval = getrlimit(resources[counter], &res_limit);
      if (retval == -1) {
         perror("getrlimit error");
         return;
      }
      printf("Soft Limit is %ld\n", res_limit.rlim_cur);
      printf("Hard Limit (ceiling) is %ld\n", res_limit.rlim_max);
      counter++;
   }
   return;
}

编译和执行步骤

Details of resource limits for NOFILE, NPROC, STACK are as follows: 
Soft Limit is 516
Hard Limit (ceiling) is 516
Soft Limit is 256
Hard Limit (ceiling) is 256
Soft Limit is 33554432
Hard Limit (ceiling) is 33554432

让我们考虑另一个使用 getrlimit() 系统调用的示例，但现在使用 prlimit() 系统调用。

/* 文件名：sysinfo_prlimit.c */

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/resource.h>

void main(void) {
   struct rlimit res_limit;
   int retval;
   int resources[] = {RLIMIT_NOFILE, RLIMIT_NPROC, RLIMIT_STACK};
   int max_res;
   int counter = 0;
   printf("Details of resource limits for NOFILE, NPROC, STACK using prlimit are as follows: \n");
   max_res = sizeof(resources)/sizeof(int);
   while (counter < max_res) {
      retval = prlimit(getpid(), resources[counter], NULL, &res_limit);
      if (retval == -1) {
         perror("prlimit error");
         return;
      }
      printf("Soft Limit is %ld\n", res_limit.rlim_cur);
      printf("Hard Limit (ceiling) is %ld\n", res_limit.rlim_max);
      counter++;
   }
   return;
}

编译和执行步骤

Details of resource limits for NOFILE, NPROC, STACK using prlimit are as follows: 
Soft Limit is 516
Hard Limit (ceiling) is 516
Soft Limit is 256
Hard Limit (ceiling) is 256
Soft Limit is 33554432
Hard Limit (ceiling) is 33554432

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