프로세스 관련 명령어

프로세스란?

리눅스는 한번에 수백여개 이상의 프로그램을 저장하고, 동시에 수행할 수 있다. 여기서 프로그램이란 어떤 문제를 해결하기 위해 사용되는 명령어나 유틸리티의 집합으로, 프로그램을 설치하면 하드디스크에 저장되고, 특정한 목적을 위해 프로그램을 실행하면 메모리(보통 RAM)에 상주하게 된다. 이렇게 실행중인 프로그램을 프로세스 라고 하고, 실행시 PID(Process Identity)가 할당되어 관리된다.

프로세스는 다음과 같이 크게 두가지로 구분할 수 있다.

  • 사용자의 입력에 관계없이 실행되는 백그라운드 프로세스

  • 명령 입력 후 수행종료까지 기다려야하는 포어그라운드 프로세스

프로세스에 대한 다양한 정의

  1. 실행(executing, running)중인 프로그램

  2. PCB(Process Control Block)를 지닌 프로그램 : 프로세스를 지원하고 관리하기 위한 정보들이 담긴 데이터 구조체로, 리눅스에서는 task_struct와 함께 구현

  3. 프로그램 카운터(Program Counter)를 지닌 프로그램

  4. 능동적 개체로, 순차적으로 수행하는 프로그램

프로세스 생성

하나의 프로세스가 다른 프로세스를 실행하기 위한 시스템 호출 방법에는 fork와 exec이 있다.

Process

  • fork : 새로운 프로세스를 위해 메모리를 할당받아 복사본 형태의 프로세스를 실행하는 형태로, 기존의 프로세스는 그대로 실행되어 있다. 새롭게 생성된 프로세스는 원래의 프로세스랑 똑같은 코드 기반으로 실행되며, 부모의 변수, 스택, 힙의 내용, PCB도 함께 복사한다. PCB가 복사되기 때문에, 자식은 부모가 시작한 위치에서 동일하게 시작하게 된다. fork 된 자식 프로세스는 부모 프로세스가 종료되거나 부포 프로세스에서 wait, waitpid 함수를 호출하게 되면 종료가 된다.

  • exec : 원래 프로세스를 새로운 프로세스로 대체하는 형태로 호출 프로세스의 메모리에 새로운 프로세스의 코드로 덮어씌워버린다.

즉, fork 는 새로운 프로세스를 위한 메모리를 할당하며, exec 은 새로운 메모리를 할당하지 않고, exec에 할당된 프로세스만 메모리에 남겨둔다.

리눅스가 부팅이 시작되면 커널이 init 프로세스(최초의 프로세스)를 발생시키고, init은 PID 1번을 할당받는다. 이후 시스템 운영에 필요한 데몬을 비롯한 비슷한 다른 프로세스들은 fork 방식으로 init 프로세스의 자식 프로세스로 생성하게 된다.

  • 기존에 init이 PID인 루트 프로세스 였으나 이를 개선한 것이 systemd 이다.

pstree 명령으로 확인시 systemd 프로세스가 가장 왼쪽에 위치하고 있는데, 이는 모든 프로세스의 부모 프로세스임을 나타낸다. 보통 명령어를 실행하면 fork 형태로 수행되며, 사용자가 로그인시 bash 프로세스를 할당받고, 명령어를 내리면 fork 형태로 수행된다.

ps 의 PPID가 bash의 PID인 것을 확인할 수 있다.

명령어 앞에 exec를 붙이면 기본 프로세스가 교체되면서 새로운 프로세스가 할당된다.

즉, 리눅스는 init 프로세스를 중점으로 하여 이 프로세스가 fork되고, 다음에 exec을 불러서 시스템이 동작하는 것임을 알 수 있다.

종류

Foreground Process

포어그라운드 프로세스는 셀에서 명령 실행후 해당 프로세스가 종료될 때까지 기다려야하는 경우이다.

다음과 같이 실행된 프어그라운드 프로세스는 실제 화면에 출력되는 내용은 없고, 찾아진 결과를 test.txt 에 저장한다. 일정 시간이 지난 후 결과 확인은 test.txt 파일을 내용만 확인하면 되는데, 불필요하게 대기하게 된다. 이러한 경우 백그라운드 프로세스로 실행하면 된다.

Background Process

백그라운드 프로세스는 눈에 보이지 않게 뒤에서 실행하는 방식이다. 실행시키는 방법은 기존 프어그라운드 실행 명령 뒤에 &만 추가로 붙여서 실행하면 되며, 다중작업을 수행할 때 유용하다.

멀티태스킹과 작업 전환

멀티태스킹은 동시에 하나 이상의 프로그램을 실행하는 것을 말한다. 사용자 입장에서 보면 다수의 프로그램들을 백그라운드 프로세스로 실행시킨 상태에서 추가로 포어그라운드 프로세스로 다른 작업을 수행할 수 있다. 사용자가 실행한 프로세스는 중간에 중지시킬 수 있으며, 백그라운드 프로세스를 포어그라운드 프로세스로 전환하거나 포어그라운드 프로세스를 백그라운드 프로세스로 전환할 수 있다.

프로세스 전환

포어그라운드 프로세스를 백그라운드 프로세스로 전환하기 위해서는 작업중인 프로세스를 대기(suspend)시켜야 되며, CTRL + z를 누르면된다. suspend는 메모리에 올라와서 작업중인 프로세스를 일시적으로 중지시키는 것을 말하며, 작업의 상태는 jobs 명령어로 확인할 수 있다.

일시적으로 중단된 상태에서 bg 명령어를 입력하면 백그라운드 프로세스로 전환된다.

반대로 백그라운드 프로세스를 포어그라운드 프로세스로 전환하기 위해서는 fg 명령어를 사용하면된다.

만약 다수의 작업이 백그라운드로 수행중인 경우 fg %작업번호 명령으로 원하는 작업을 전환시킬 수 있다.

jobs 명령어 수행시 +와 - 기호가 표시되는 작업이 있으며, + 가 주로 처리되는 프로세스이다. 보통 사용자가 가장 늦게 실행한 프로세스에 +가 붙으며, 작업번호 없이 fg 명령어 수행시 + 가 붙어있는 작업이 포어그라운드 프로세스로 전환된다. -가 붙은 작업은 +가 붙은 작업의 다음 우선순위 작업이다.

Signal

Signal은 프로세스끼리 서로 통신할 때 사용한다. 즉, 특정 프로세스가 다른 프로세스에게 메시지를 보낼 때 시그널을 이용한다.

  • 사용자가 인터럽트 키를 통해 발생시킨 시그널

  • 프로세스가 발생하는 시그널

  • 하드웨어가 발생하는 시그널

시그널은 매우 다양하게 발생하며, kill -l 명령어로 시그널 목록을 확인할 수 있다.

번호
이름
설명

1

SIGHUP (HUP)

Hangup의 약자로 로그아웃과 같이 터미널에서 접속이 끊겼을 떄 보내지는 시그널. 데몬 관련 환경 설정 파일을 변경하고 변화된 내용을 적용학 위해 재시작할 때 이 시그널 사용

2

SIGINT (INT)

키보드로부터 오는 인터럽트 시그널로 실행을 중지시킨다. CTRL + c 명령어 입력시 보내지는 시그널

3

SIGQUIT (QUIT)

키보드로부터 오는 실행 중지 시그널 CTRL + \ 을 입력하는 경우 보내지는 시그널

9

SIGKILL (KILL)

무조건 종료, 즉 프로세스를 강제 종료시키는 시그널

15

SIGTERM (TERM)

Terminate의 약자로 가능한 정상 종료시키는 시그널로 kill 명령의 기본 시그널

18

SIGCONT (CONT)

Continue 시그널로 STOP 시그널(19)에 의해서 정지된 프로세스를 다시 실행시킬 떄 사용

19

SIGSTOP (STOP)

터미널에서 입력된 정지 시그널

20

SIGTSTP (TSTP)

실행 정지 후 다시 실행을 계속하기 위해 대기시키는 시그널 CTRL + z 입력시 보내지는 시그널

데몬

프로세스 관련 명령어

ps(process status)

동작중인 프로세스의 상태를 출력해주는 명령이다.

옵션

옵션
설명

a

터미널과 연관된 프로세스를 출력하는 옵션(BSD계열)

-a

세션 리더(일반적인 로그인 셸)을 제외하고 터미널에 종속되지 않은 모든 프로세스 출력

u

프로세스 소유자를 기준으로 출력

-u

특정 사용자의 프로세스 정보를 확인할 때 사용. 사용자를 지정하지 않으면 현재 사용자를 기준으로 정보 출력

x

데몬 프로세스처럼 터미널에 종속되지 않는 프로세스를 출력한다. 보통 a 옵션과 결합해 모든 프로세스를 출력할때 사용한다.

l

프로세스 정보를 길게 보여주는 옵션으로 우선수누이와 관련된 PRI와 NI값을 확인할 수 있다.

e

해당 프로세스에 관련된 환경 변수 정보도 같이 출력한다.

-e

모든 프로세스를 출력한다.(-A와 같음)

-A

모든 프로세스를 출력한다.(-e와 같음 System V 계열)

f

프로세스간 상속관계를 트리구조로 보여준다.

-f

유닉스 스타일로 출력해주는 옵션으로 UID, PID, PPID 등이 함께 출력된다.

p

특정 PID를 지정할 때 사용한다.(BSD 계열)

-p

특정 PID를 지정할 때 사용한다.(SyS V 계열)

-C 프로세스명

지정한 프로세스만 보여준다.

-o 값

출력 포맷을 지정하는 옵션이다. 값으로는 pid, tty, time, cmd 등을 지정할 수 있다.

항목

항목
설명

USER

프로세스 소유자 명(BSD 계열)

UID

프로세스 소유자 명(System V)

PID

프로세스 식별번호

%CPU

CPU 사용 비율 추정치(BSD)

%MEM

메모리 사용 비율 추정치(BSD)

VSZ

K단위 또는 페이지 단위의 가상 메모리 사용량

RSS

실제 메모리 사용량(Resident Set Size)

TTY

프로세스와 연결된 터미널

STAT

프로세스 상태코드

START

프로세스 시작 시간

TIME

총 CPU 사용 시간

COMMAND

프로세스 실행 명령

STIME

프로세스가 시작된 시간(Sys V)

C, CP

짧은 기간동안 CPU 사용률

F

프로세스 플래그(1: exec 호출 없이 fork된 경우 4: 슈퍼유저 사용자)

PPID

부모 프로세스의 PID

PRI

실제 실행 우선순위

NI

nice 우선순위 번호

STAT 의 주요 값

값
의미

R(Running)

실행 중 혹은 실행 될 수 있는 상태

S(Sleeping)

인터럽트에 의한 sleep 상태 특정 이벤트가 종료되기를 기다림

D(Disk wait)

디스크 I/O에 의해 대기하고 있는 상태

T(Traced of stopped)

정지된 상태(suspend)

Z(Zombie)

좀비 프로세스를 뜻하는데, 작업이 종료되었으나 부모 프로세스로 부터 회수되지 않아 메모리를 차지하고 있는 상태

X

죽어있는 상태를 뜻

<

우선순위가 인위적으로 높아진 상태

N(Nice)

다른 사용자에 의해 인위적으로 우선순위가 낮아진 상태

L

메모리 안에서 페이지가 잠금된 상태(real-time과 I/O에 의해 발생)

s

session Leader

I

멀티 쓰레드 상태(CLONE_THREAD)

+

포어그라운드 프로세스 그룹

실습

pstree

프로세스 상태를 트리 구조로 출력해주는 명령이다.

top

동작중인 프로세스의 상태를 실시간으로 화면에 출력해주는 명령

프로세스의 상태, CPU, 메모리, 부하 상태도 확인할 수 있다.

옵션

옵션
의미

-d 갱신 시간

갱신 시간을 설정(초단위)

-p(pid)

특정 PID 값을 갖는 프로세스 모니터링할 때 사용

항목

항목
의미

PID

Process ID

USER

소유자

PR

Priority 우선순위

NI

Nice Value(-20~19 사이의 값으로 낮을수록 우선순위가 높아짐)

VIRT

작업에 의해 사용된 총 가상 메모리양

RES

프로세스가 사용하는 실제 메모리양

SHR

프로세스가 사용하는 공유 메모리양

S

현재 프로세스 상태

%CPU

CPU 사용량

%MEM

메모리 사용량

TIME+

프로세스가 시작하고 사용한 총 CPU 시간

COMMAND

프로세스 실행 명령

top 실행 상태에서 명령

명령
설명

[SPACE]

화면 갱신

k

kill 명령을 내린다. PID 값을 입력하면 종료 신호를 보냄

i

zombile, idle 프로세스 출력을 on/off

n, #

출력하는 프로세스 수 지정

q

top을 종료

r

Nice 값 변경

s

화면 갱신시간 변경

F,f

보여줄 항목을 추가하거나 삭제

O, o

보여줄 항목 순서 변경

I

top의 맨 윗줄을 on/off한다.

m

메모리와 관련된 항목 on/off한다.

t

프로세스와 CPU 항목 on/off한다.

c

Command line on/off한다.

M

프로세스 RSS값 지정

T

Time으로 값 정렬

P

$CPU 값으로 정렬

W

바꾼 설정으로 저장

h, ?

도움말 출력

kill

프로세스에 특정한 시그널을 보내는 명령어

보통 중지시킬 수 없는 프로세스를 종료시킬 때 많이 사용

옵션
설명

-l

시그널 종류 출력

-s signal

시그널의 이름 지정

예시

killall

같은 데몬의 여러 프로세스를 한번에 종료시킬 때 사용하는 명령어로, 프로세스 명을 사용한다.

옵션
설명

-l

시그널 종류 출력(--list)

-w

시그널을 받은 프로세스들이 종료될 때까지 기다린다.(--wait)

-v

시그널 전송된 결과 출력(--verbose)

-s signal

시그널의 이름 지정(--signal)

-u 사용자명

특정 사용자의 프로세스를 지정할 때 사용(--user)

예제

jobs

백그라운드로 실행중인 프로세스나 현재 중지된 프로세스 목록 출력

옵션
설명

-l

PID 번호를 추가 출력

fg

백그라운드 프로세스를 포어그라운드 프로세스로 전환하는 명령

bg

포어그라운드 프로세스를 백그라운드 프로세스로 전환하는 명령 : 포어그라운드로 실행중인 프로세르에 ctrl + z 를 눌러 작업을 일시 중지 시킨 후 bg명령을 사용해서 백그라운드로 전환할 수 있다.

nice

프로세스의 우선순위를 변경하는 명령어로, NI값을 설정할 때 사용한다. 프로세스에 설정되어 있는 NI 기본값은 0이고, 지정 가능한 범위는 -20~19이며, 작을 수록 우선순위가 높다. 일반 사용자는 NI값을 증가시키는 것만 가능하며, root만 NI값을 감소시켜 우선순위를 높일 수 있다.

옵션
설명

-n 값, - 값 --adjustment=값

프로세스에 설정된 NI값을 지정한 NI값과 증감한다. 값을 지정하지 않으면 기본 10이다.

renice

실행중이 ㄴ프로세스의 우선순위를 변경할 때 사용하는 명령으로, PID, USER, 그룹 ID를 주로 사용한다. renice는 주로 PID를 사용해 기존의 프로세스를 교체하여 조정하며, renice는 기존의 NI값에 상관없이 지정한 NI값이 바로 설정된다.

옵션
설명

-p

PID 지정하는 옵션(--pid)

-u

사용자 지정하는 옵션(--user)

-g

프로세스 그룹 지정하는 옵션(--pgrp)

pgrep

프로세스 이름 기반으로 검색하는 명령으로 PID 값을 출력한다.

옵션
설명

-u

특정 사용자가 실행중인 PID 출력

-U

특정 UID가 실행중인 PID 출력

-g

특정 그룹이 실행중인 PID 출력

-G

특정 GID가 실행중인 PID 출력

-t

특정 터미널에 실행중인 PID 출력

pkill

프로세스명을 사용해서 특정 프로세스에 시그널을 보내는 명령이다. 프로세스명과 사용자 및 그룹명 등으로 프로세스를 종료시킬 수 있다.

옵션
설명

-u

특정 사용자가 실행중인 PID

-U

특정 UID가 실행중인 PID

-g

특정 그룹이 실행중인 PID

-G

특정 GID가 실행중인 PID

-t

특정 터미널에 실행중인 PID

참조

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