Chapitre 6: Processus

Question 1

Processus (rappel)

Answer 1

• Processus = un programme en cours d’exécution
• ps, top, etc. pour les voir

Question 2

Threads ⋆
Synonymes

Answer 2

• Thread
• Fil d’exécution
• Processus léger

Question 3

Thread et processus

Answer 3

• Un même processus peut avoir plusieurs threads
• Les threads d’un processus ne sont pas isolés
• Mais chaque thread utilise du CPU selon ses besoins
  Utilisation: tâches asynchrones, parallélisme

Question 4

Langages de haut niveau

Answer 4

• Java, C#, Python, etc. ont des threads
• Ne correspondent pas nécessairement aux threads système

Question 5

Voir les threads

Answer 5

pstree
* Affiche les threads par défaut.
* -T cacher les threads

ps
* -L afficher les threads (extra)
* J afficher les threads (BSD)

top
* H bascule thread/processus

Question 6

Arrière-plan

Answer 6

• « & » passe les commandes en arrière-plan
• & termine et/ou sépare les commandes
• Le shell affiche le numéro de job (entre crochets)
• Et le PID du processus en arrière-plan
• L’invite de commande est à nouveau disponible

$ gnome -calculator & xlogo &
[1] 15661
[2] 15666

$ ps
PID TTY TIME CMD
6356 pts/0 00:00:00 bash
15661 pts/0 00:00:00 gnome -calculato
15666 pts/0 00:00:00 xlogo
15669 pts/0 00:00:00 ps

Question 7

Commandes en arrière-plan
Conduites
Des commandes complexes peuvent passer en arrière-plan

$ cat /dev/urandom | tr -cd ‘ATGC ‘ |
> head -c 10M > adn.txt &

Answer 7

Attention
Aux commandes en arrière-plan qui font des affichages
* L’écran contiendra les sorties mélangés
* L’invite du shell peut être noyée
$ cat /dev/urandom | tr -cd ‘atgc\n’ &

Ctrl-C ne fonctionne que sur les tâches en avant-plan
* (et pas toujours en fait)

Question 8

Contrôle des tâches
Le shell offre une gestion des tâches

Answer 8

• Les tâches (jobs) sont un concept du shell
• Une tâche est un groupe de processus
• Chaque commande simple ou conduite est une tâche

Question 9

Commandes internes du shell

Answer 9

• jobs liste les tâches
• fg passe une tâche en premier-plan
• bg passe une tâche en arrière-plan

Question 10

Suspension

Answer 10

• ^Z ( ctrl + Z ) suspend la tâche en premier plan
• Une tâche suspendue ne travaille plus
• On la relance avec fg ou bg

Question 11

Contrôle des tâches: exemple
$ xeyes -fg blue & xeyes -fg red
[1] 9399

^Z
[2]+ Stoppé xeyes -fg red

$ jobs
[1]- En cours d’exécution xeyes -fg blue &
[2]+ Stoppé xeyes -fg red

$ bg 2
[2]+ xeyes -fg red &

$ # Je ferme le bleu
[1]- Fini xeyes -fg blue

$ jobs
[2]+ En cours d’exécution xeyes -fg red &

$ fg 2
xeyes -fg red
^C

Question 12

Ressources
* Plusieurs utilisateurs
* Plusieurs processus
* Un seul ordinateur
→ Partage des ressources
→ Contrôle de l’utilisation
Ressources ?

Answer 12

• Mémoire
• CPU (unité centrale)
• Entrées-sorties disque
• Entrées-sorties réseau
• Etc.

Question 13

Partage et contrôle de ressources
Le système
Par défaut, le système essaye d’allouer les ressources

Answer 13

• De façon efficace
• De façon équitable

Question 14

L’utilisateur et l’administrateur
* Voient l’état des ressources et leur consommation
* Configurent certaines utilisations de ressources (priorités, limites)

Question 15

État du système
free —

Answer 15

mémoire libre et utilisée du système (extra)

$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 15Gi 4,1Gi 7,8Gi 542Mi 3,1Gi 10Gi
Swap: 4Gi 0B 4,0Gi

Question 16

Utilisation mémoire des processus

• Mémoire résidente:
• Mémoire virtuelle

Answer 16

• Mémoire résidente: réellement de la RAM utilisée
  → RSS, RES: mémoire physique en ko
  → %MEM: Pourcentage de la mémoire physique du processus
  (par rapport à la mémoire physique totale)
  $ ps -eF –sort -rss | head
• Mémoire virtuelle = mémoire résidente + mémoire promise
  → VIRT, VSZ: taille totale de mémoire virtuelle
  Code, données, bibliothèques, etc.
  $ ps -eF –sort -vsz | head

Question 17

• Mémoire promise?

Answer 17

→ Mémoire réservée (allouée) par le processus mais pas encore
occupée (surbooking)
→ Mémoire dans la partition d’échange (swap)
→ Fichier projeté en mémoire (mmap) pas encore chargé.

Question 18

Mémoire partagée (shared)

Answer 18

• Zones mémoire utilisées par plusieurs processus
  → Zones en lecture seule
  → Copies temporairement identiques (copy-on-write)
• La somme de la mémoire utilisée par chaque processus peut
  dépasser 100%
• La mémoire partagée n’est libérée que quand le dernier
  processus qui l’utilise se termine
  Tout ça rend la compréhension de l’utilisation de la mémoire encore
  plus compliquée

Question 19

Charge système (CPU)
uptime

Answer 19

affiche la durée d’activité et la charge système (extra)

$ uptime
11:30:50 up 23:17, load average: 0,33, 0,58, 0,66

Question 20

Charge

Answer 20

• Nombre moyen de processus dans un état exécutable
• Pour les 1, 5, et 15 dernières minutes.
• Non normalisé sur le nombre de processeurs
  « charge = 1 »: en moyenne, un processus travaille
• Monoprocesseur: le processeur est utilisé à 100%
• 4 cœurs: en moyenne 75% des cœurs sont libres

Question 21

Utilisation CPU des processus

• STIME (et START):
• TIME:
• C (et %CPU):

Answer 21

• STIME (et START): date et heure de démarrage
  → date et heure de de naissaince du processus
• TIME: temps total CPU consommé
  → total des petits morceaux de temps où le CPU exécutait le
  processus
• C (et %CPU): taux d’utilisation du CPU
  → TIME/STIME

$ ps -eF –sort -start | head
$ ps -eF –sort -time | head
$ ps -eF –sort -%cpu | head

Question 22

État des processus

Answer 22

• En pratique, la plupart des processus ne travaillent pas
• Ils sont endormis (sleeping) et attendent un entrée ou un
  événement:
• Du disque, du réseau, de l’utilisateur, l’expiration d’un délai, etc.

Question 23

Mesurer le temps
time

Answer 23

mesure le temps passé pendant l’exécution d’une commande
$ time ./travaille
……….
real 0m2,998s
user 0m2,998s
sys 0m0,000s

• real: temps réel (chronomètre)
• user: temps CPU consommé
• sys: temps utilisé par le noyau du système d’exploitation

Question 24

Faire une pause
sleep

Answer 24

effectue une pause pour une durée déterminée

$ time sleep 3
real 0m3,003s
user 0m0,003s
sys 0m0,001s

Question 25

Priorité d’ordonnancement 
nice

Answer 25

exécute un programme avec une politesse (ou courtoisie)
modifiée

• 0: politesse par défaut
• 19: politesse maximale → priorité minimale (Linux)
• -20: politesse minimale → priorité maximale (Linux)

renice modifier la politesse d’un processus
$ ps -eo nice ,pid,user ,cmd

Question 26

Politiques habituelles

Answer 26

• Un utilisateur normal peut seulement augmenter la politesse de
  ses processus
• root peut diminuer la politesse de tous les processus
• Les priorités sont strictes: un processus pas poli sera toujours
  prioritaire

Question 27

Signaux
Commande kill envoie un signal à un processus
Usage: kill PID
* -l lister les signaux connus
* -s envoyer un signal spécifique
* -𝑛 envoyer le signal n°𝑛

Signaux usuels….
* SIGTERM
* SIGINT
* SIGKILL

Answer 27

• SIGTERM (15) est envoyé par défaut
  → Ça demande au processus de se terminer
• SIGINT (2) est également envoyé par ^C ( Ctrl + C )
  → Ça demande au processus de se terminer
• SIGKILL (9) force la terminaison
  → Ça termine le processus sans rien demander

Question 28

Commande interne kill
kill est aussi souvent une commande interne du shell

$ type -a fg bg kill
fg est une primitive du shell
bg est une primitive du shell
kill est une primitive du shell
kill est /bin/kill

Le kill des shell sait envoyer des signaux aux jobs (avec %)
$ xeyes &
[1] 10446
$ kill %1

Question 29

Qui peut envoyer des signaux à quoi ?

Answer 29

L’utilisateur courant
Peut envoyer à ses propres processus

Le super-utilisateur (root)
À tous les processus

Le noyau du système d’exploitation
À tous les processus

Question 30

Envoi de signaux
* killall
* pkill
* killall5

Answer 30

Envoi de signaux
* killall cible un processus par son nom (LSB)
* pkill cible un processus avec une expression régulière
* killall5 cible tous les autres processus du système

Question 31

Suspendre et reprendre 
* SIGTSTP
* SIGSTOP
* SIGCONT

Answer 31

Suspendre et reprendre 
* SIGTSTP est également envoyé par ^Z ( Ctrl + Z )
→ Ça demande au processus de se suspendre
* SIGSTOP force la suspension
→ Ça suspend un processus de force
* SIGCONT reprend un processus suspendu
→ Le processus continue comme si de rien n’était

Question 32

Détacher du terminal 
Par défaut, quitter le shell termine toute les tâches en arrière-plan
$ xeyes &
$ exit

Question 33

nohup rend insensible une commande aux déconnexions
et redirige les flots standards

Answer 33

• entrée standard = /dev/null
• sorties standards = le fichier nohup.out
  $ nohup xeyes &
  $ exit

La commande interne disown détache une tâche existante (Bash)
$ xeyes &
$ disown
$ exit