深度剖析Linux进程的内部机制:一探/proc/pid的奥秘

简介: 深度剖析Linux进程的内部机制:一探/proc/pid的奥秘

I. 介绍/proc目录

/proc目录的作用

/proc目录是Linux系统中的一个虚拟文件系统,它提供了许多有关系统硬件和进程的信息。/proc目录中的每个文件都是一个虚拟文件,它们实时反映了系统当前的状态和信息,可以通过读取这些文件来获取有关系统的各种信息。/proc目录是一个非常重要的目录,对于系统管理、调试和性能优化等方面都有很大的帮助。


/proc目录结构

/proc目录结构是一个树形结构,包含了许多子目录和文件,它们的名称和内容都反映了系统的不同方面。例如,/proc/cpuinfo文件包含了处理器的信息,/proc/meminfo文件包含了内存使用情况的信息,/proc/net目录包含了网络协议的信息,/proc/sys目录包含了系统内核的配置参数等等。通过读取这些文件,可以及时了解系统的状态和运行情况,方便进行系统管理和调试。

总之,/proc目录是Linux系统中的一个非常重要的目录,它提供了丰富的系统信息,可以通过读取其中的文件来了解系统的状态和运行情况。在系统管理、调试和性能优化等方面,/proc目录都有着重要的作用。


II. /proc/pid目录

/proc/pid目录的作用

/proc/pid目录是Linux系统中的一个虚拟文件系统目录,它包含了有关进程的信息,每个进程都有一个对应的/proc/pid目录。通过读取/proc/pid目录中的文件,可以及时了解进程的状态和运行情况,方便进行进程管理和调试。

/proc/pid目录结构

/proc/pid目录结构是一个树形结构,包含了许多子目录和文件,它们的名称和内容都反映了进程的不同方面。

/proc/pid目录是Linux系统中非常重要的一个目录,它提供了丰富的进程信息,可以通过读取其中的文件来了解进程的状态和运行情况。在进程管理、调试和性能优化等方面,/proc/pid目录都有着重要的作用。


/proc/pid子目录 记录了进程的相关信息

  • cmdline文件:包含了进程启动时使用的完整命令行参数。
  • cwd符号链接:包含了当前进程工作目录的一个符号链接。
  • environ文件:包含了进程环境变量的列表。
  • exe符号链接:包含了正在进程中运行的程序的符号链接。
  • fd子目录:包含了进程打开的每个文件的符号链接,每个符号链接的名称为文件描述符。
  • maps文件:包含了进程的内存映射信息,包括代码段、数据段、堆和栈等。
  • mem文件:包含了进程在内存中的内容,可以读取和写入该文件来读写进程的内存。
  • root符号链接:包含了进程根目录的符号链接。
  • stat文件:包含了进程的状态信息,如进程ID、父进程ID、状态、CPU使用情况等。
  • statm文件:包含了进程的内存使用信息,如内存大小、共享内存大小、代码大小等。

III. 常见的/proc/pid信息

/proc/pid/attr:安全相关的选项

/proc/pid/attr是一个目录,这个目录下的文件的作用是为安全模块提供了API.通过这些文件我们可以读取或者设置一些安全相关的选项.

这个目录目前能够支持SELinux,但是本意是为了能够支持更多的其他的安全模块.****以下将会演示SELinux如何使用这些文件.

PS: 只有内核开启了CONFIG_SECURITY选项,才能够看到这个目录.

  • /proc/pid/attr/current:进程的安全上下文
    在SELinux中,这个文件主要是用于得到当前进程的安全上下文.在2.6.11的内核之前,这个文件不能用来设置安全上下文(写操作是不允许的),因为SELinux限制了进程安全转换为 EXECVE(2) (参考下方的/proc/pid/attr/exec). 从2.6.11之后,SELinux取消了这个限制.如果策略允许,SELinux通过向这个文件写入来支持设置行为,虽然这个操作仅仅只是为了维护老的上下文和新的上下文的隔离.在2.6.28之前,SELinux不允许多线程程序的线程通过这个值来设置安全上下文,因为这样会导致共享内存空间的县城的安全上下文不一致.从2.6.28之后,SELinux取消了这个限制,开始支持多线程的设置方法.但是需要满足一定的条件,新的安全上下文需要绑定在老的上下文上,并且这个绑定关系是设置在策略当中的,同时新的安全上下文是老的安全上下文的一个子集.
  • /proc/pid/attr/exec
    这个文件代表给进程的execve的属性.
    在SELinux中,有时候需要支持role/domain的转换,execve(2)一般都是作为这种转换的首选,因为它提供了对进程的新的安全标签和状态继承的更好的控制.在SELinux中,如果重置了execve(2),那么这个程序就会恢复到execve(2)所设置的状态.
  • /proc/pid/attr/fscreate

这个文件代表进程与文件有关的权限,包括open(2) mkdir(2) symlink(2) mknod(2)

SELinux通过此文件能够保证以一个安全的方式创建文件,所以这里不会存在不安全的访问的风险(在文件创建和文件属性设置).如果重置了execve(2),那么程序也会被重置,包括程序所创建的文件.

  • /proc/pid/attr/keycreate
    如果进程将安全上下文写入此文件,那么所有创建key的行为都会被加载到此上下文中.更多的信息可以参考内核文件 Documentation/security/keys/core.rst(在Linux3.0和Linux4.13中文件是 Documentation/security/keys.txt 在Linux3.0之前是Documentation/keys.txt)
  • /proc/pid/attr/prev

这个文件包含了进程在执行最后一个execve(2)的安全上下文.换句话说,这个文件的内容是/proc/pid/attr/current前一个值

  • /proc/pid/attr/socketcreate

如果一个进程向这个文件写入安全上下文,那么之后所有的sockets的创建行为都会在此进程上下文中;这个文件包含了进程在执行最后一个execve(2)的安全上下文.换句话说,这个文件的内容是/proc/pid/attr/current前一个值

/proc/pid/autogroup:该目录包含了进程的自动分组信息。

参考 sched(7)

/proc/pid/auxv:该文件包含了进程的辅助向量信息。

这个文件包含了在进程执行时,传递给进程的ELF的解释器的信息.这个文件的格式是一个无符号的long类型的ID加上每个entry的一个无符号的long类型,这最后的一个entry包含了两个零。参考 getauxval(3)

/proc/pid/cgroup:该文件包含了进程所在的控制组信息。

参考 cgroups(7)

/proc/pid/clear_refs:该文件用于清除进程使用的匿名内存页的引用计数。

这是一个只写文件,只有进程的owner能够写.只有下面这些值能够被写入:

  1. (Since Linux 2.6.22)对进程所有的相关的页重置所有的PG_Referenced 和ACCESSED/YOUNG位 (在2.6.32之前,任何的非零的值写入到此文件都是有效的)
  2. (Since Linux2.6.32) 对进程所有的匿名页重置所有的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG位
  3. (Since Linux2.6.32)对进程所有的与文件相关的页重置所有的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG位.清除所有的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG提供了一个方法用于测量一个进程是有了多少内存.第一个可以参考的是/proc/[pid]/smaps中的VMAs中的值.当清除了PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG 经过一段时间之后,再次测量这个值.
  4. (Since Linux3.11) 清空掉进程所有的页的soft-dirty位.通过向/proc/[pid]/clear_refs清空,就能够知道哪些页是被污染了.
  5. 将peak resident重置为进程当前的resident的大小.

如果向/proc/pid/clear_refs写入其他的任何值,不会有任何的效果;只有当启用了CONFGI_PROC_PAGE_MONITOR的内核选项之,才会出现/proc/pid/clear_refs文件

/proc/pid/cmdline:该文件包含了进程启动时使用的命令行参数。

这个只读文件是包含了进程执行的完整命令.如果此进程是一个僵尸进程,那么次文件没有任何的内容.

/proc/pid/comm:该文件包含了进程的命令名。

此文件记录的是进程命令的comm.在同一个进程中的不同线程的comm可能不同,可以访问/proc/[pid]/task/tid/comm获取进程中的每个线程的comm.通过向/proc/self/task/tid/comm写入就能够修改自己或者其他线程的comm.如果comm超过TASK_COMM_LEN(16)就会被截断.

这个文件的值可以通过 prctl(2) 的PR_SET_NAME和PR_GET_NAME的操作来设置和获取,通过 pthread_setname_np(3) 能够设置线程的comm.

/proc/pid/coredump_filter:该文件包含了进程的转储核心过滤器。

参考 core(5)

/proc/pid/cpuset:该文件包含了进程所在的CPU集合信息。

参考 cpuset(7)

/proc/pid/cwd:该文件是一个符号链接,指向当前进程的工作目录。

这是一个当前的进程的工作目录,可以通过如下的命令查看:

#Method 1:
cd /proc/pid/cwd && /bin/pwd
#Method 2:
/proc/pid/cwd; pwd -P

在多线程的程序中,如果主线程已经退出了,那么cwd的结果就是空.取消或者是读取(readlink(2))这个链接的内容的权限是由ptrace的访问模式PTRACE_MODE_READ_FSCREDS来控制的,参考ptrace(2)

/proc/pid/environ:该文件包含了进程的环境变量列表。

这个文件包含的是当程序使用execve启动程序时的环境变量的值,其中的entries是通过0x0分割的,结尾是可能是null.如果我们需要查询一个指定的进程的环境变量,我们可以采用如下的方法:

cat /proc/pid/environ | tr '\000' '\n'
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=commoncollection
LANG=C.UTF-8
JAVA_HOME=/docker-java-home/jre
JAVA_VERSION=8u212
JAVA_DEBIAN_VERSION=8u212-b01-1~deb9u1
HOME=/root

如果执行了execve(2)之后,进程调用了putenv(3)或者是直接修改environ(7) ,那么environ变量的值是无法随之改变的.

更进一步,进程能够通过prctl(2)修改PR_SET_MM_ENV_START的值来修改这个文件所引用的内存位置.读取这个文件的权限是由ptrace(2)的PTRACE_MODE_READ_FSCREDS来控制.

/proc/pid/exe:该文件是一个符号链接,指向当前进程正在执行的可执行文件。

在Linux2.2的内核及其之后,/proc/pid/exe是直接执行的二进制文件的符号链接.这个符号链接能够被取消.尝试打开这个文件就相当与打开了二进制文件,甚至可以通过重新输入/proc/pid/exe重新运行一个对应于pid的二进制文件.在一个多线程的程序中,如果主线程已经退出了,就无法访问这个符号链接.

在Linux2.0及其之前,/proc/pid/exe是指向当前进程执行的二进制文件.采用readlink()读取返回如下的结果: [device]:inode

/proc/pid/fd:该目录包含了当前进程打开的文件描述符列表。

这是一个子目录,包含了当前进程打开的每一个文件.每一个条目都是一个文件描述符,是一个符号链接,指向的是实际打开的地址.0表示标准输入,1表示标准输出,2表示标准错误.在多线程程序中,如果主程序退出了,那么这个文件夹将不能被访问.

程序能够使用文件名作为命令行参数,如果没有提供这样的参数,就不会从标准输入中读取信息也不会将标准输出发送到文件中.但是即使没有提供与文件相关的命令行参数,我们仍然可以使用标准的输出输入.

#例如我们可以通过-i和-o分别指向输入和输出文件.:
$ foobar -i /proc/self/fd/0 -o /proc/self/fd/1 ...
#在某些UNIX或者类似UNIX的系统中,/proc/self/fd/N与/dev/fd/N大致相同.大部分系统提供/dev/stdin,/dev/stdout,/dev/stderr的符号链接,分别只想的是/proc/self/fd中的0,1,2.所以上述的命令也可以写为:
$ foobar -i /dev/stdin -o /dev/stdout ...

/proc/pid/fdinfo:该目录包含了当前进程打开的文件描述符信息。

这是一个子目录,包括了当前进程打开的所有的文件的文件描述符.可以读取每一个文件描述符的内容一获取i信息.如下所示:

$ cat /proc/5040/fdinfo/99
pos: 21718
flags: 0100000
mnt_id: 27
  • pos 是十进制,显示当前文件的偏移量
  • flags是八进制,显示文件的访问模式和文件状态标志.
    该目录中的文件只有进程的所有者才可以读.

/proc/pid/limits:该文件包含了进程的资源限制信息。

该文件显示了每个进程的软中断,硬中断和度量单位.在Linux2.6.35之前,这个文件仅仅只能被进程实际的UID访问.在26.36之后,该文件可以被系统中所有的用户读取.

/proc/pid/maps:该文件包含了进程的内存映射信息。

包含了当前进程映射的内存区域以及他们的访问权限.文件格式如下:

#当您打印该命名管道内容时(例如使用 cat),您将看到该进程地址空间中当前映射到文件中的那部分。自左至右各列为:
#与该映射关联的地址空间,与该映射关联的权限,该映射起始位置的偏移量(从文件开始处算起),保存该映射文件设备的主、从序号(十六进制格式),该文件的 inode 序号,以及该文件的文件名。当设备号为 0 且没有 inode 号或文件名时,它就是一个匿名映射。
address           perms offset   dev  inode  pathname
08048000-08056000 r-xp 00000000 03:0c 64593 /usr/sbin/gpm
08056000-08058000 rw-p 0000d000 03:0c 64593 /usr/sbin/gpm
08058000-0805b000 rwxp 00000000 00:00 0
40000000-40013000 r-xp 00000000 03:0c 4165 /lib/ld-2.2.4.so
40013000-40015000 rw-p 00012000 03:0c 4165 /lib/ld-2.2.4.so
4001f000-40135000 r-xp 00000000 03:0c 45494 /lib/libc-2.2.4.so
40135000-4013e000 rw-p 00115000 03:0c 45494 /lib/libc-2.2.4.so
4013e000-40142000 rw-p 00000000 00:00 0
bffff000-c0000000 rwxp 00000000 00:00 0
  • address,表示进程占用的地址.
  • perms, 表示一系列权限.r=read,w=write,x=execute,s=shared,p=private(copy on write)
  • offset, 表示文件偏移量
  • dev:表示设备 (主要设备,次要设备)
  • inode: 表示设备上面的inode编号.如果是0,表示没有索引节点与内存区域关联,就如同BSS段一样.
  • pathname,在Linux2.0之前,没有pathname字段.

/proc/pid/mem:该文件包含了进程在内存中的内容。

该文件可以通过open,read,seek访问进程的内存页.

/proc/pid/mountinfo:该文件包含了进程所挂载的文件系统信息。

这个文件主要是包含了挂载信息.文件内容结构如下:

36 35 98:0  /mnt1 /mnt2 rw,noatime master:1 - ext3 /dev/root rw,errors=continue
(1)(2)(3)    (4) (5)      (6)        (7)   (8)(9)  (10)                 (11)
  1. mount ID,挂载点的唯一标识
  2. parent ID,当前挂载点的父挂载点的ID
  3. major:minor, files的st_dev的值
  4. root: 文件系统的根挂载点
  5. mount point: 相对于进程根目录的挂载点
  6. mount options: 预挂载选项
  7. options fields: tag:[value]类型的字段
  8. sparator: options fields结束标志
  9. file systemtype: 文件系统的名称,以type[.subtype]的方式命名
  10. mount source: 文件特定信息
  11. super options: 超级块选项

/proc/pid/mounts:该文件包含了进程所挂载的文件系统信息,与mountinfo文件类似。

列出在当前进程挂载空间下所有的已经挂载过的文件.文件的格式通过 fstab 查看.在kernel 2.6.15之后,这个文件是论询式的.在读取文件之后,这个事件会导致select标记这个文件是可读的,并且pool()和epoll_wait()会将此文件标记为遇到了错误.

/proc/pid/mountstas:该文件包含了进程所挂载的文件系统的统计信息。

该文件会列举在当前进程挂载空间下的所有挂载点的详细信息,包括统计信息,配置信息.文件格式如下:

device /dev/sda7 mounted on /home with fstype ext3 [statistics]
( 1 )                       ( 2 )             ( 3 )  ( 4 )
  1. 载的设备名
  2. 挂载点
  3. 文件系统类型
  4. 可选的统计和配置信息.在2.6.26之后,仅NFS文件系统可以到处此字段信息

/proc/pid/ns/:该目录包含了进程的命名空间信息。

这是一个子目录.每一个子目录可以通过 setns 操作.关于更多的操作,参见clone

/proc/pid/ns/ipc:该文件是一个符号链接,指向进程的IPC命名空间。

将文件挂载在其他地方可以使pid指定的进程的IPC命名空间保持活动状态,即使在当前命名空间的所有的进程全部都截止了.打开次文件就会返回文件句柄.只要文件保持打开状态,那么IPC的命名空间就可以保持活动状态.文件描述符可以通过 setns 传递.

/proc/pid/ns/net:该文件是一个符号链接,指向进程的网络命名空间。

将文件挂载在其他地方可以使pid指定的进程的网络命名空间保持活动状态,即使在当前命名空间的所有的进程全部都截止了.打开次文件就会返回文件句柄.只要文件保持打开状态,那么网络的命名空间就可以保持活动状态.文件描述符可以通过 setns 传递.

/proc/pid/ns/uts:该文件是一个符号链接,指向进程的UTS命名空间。

将文件挂载在其他地方可以使pid指定的进程的UTS 命名空间保持活动状态,即使在当前命名空间的所有的进程全部都截止了.打开次文件就会返回文件句柄.只要文件保持打开状态,那么UTS命名空间就可以保持活动状态.文件描述符可以通过 setns 传递

/proc/pid/numa_maps:该文件包含了进程的NUMA内存映射信息。

参见 numa

/proc/pid/oom_adj:该文件包含了进程的OOM(Out of Memory)值,即内存不足时该进程被杀死的优先级。

这个方法用于决定在出现OOM的情况下,哪个进程被杀掉.内核使用该值对进程的oom_score的值进行设定,oom_score的有效取值区间是-17至15.-17将会完全杀死这个进程.正数会增加进程当oom时被杀掉的可能性,负数会减小进程被oom杀掉的可能性.

该文件的默认值是0.新进程会继承其父进程的oom_adj设置.只有具有CAP_SYS_RESOURCE权限的进程才能够更新此文件.

在Linux2.6.36,推荐使用/proc/[pid]/oom_score_adj.

/proc/pid/oom_score:该文件包含了进程的OOM得分,即OOM杀死该进程的优先级。

该文件显示了如果内核出现oom情况时决定杀死该进程时的分数.分数越高意味着进程越容易被杀掉.

/proc/pid/oom_adj_score:该文件包含了进程的OOM值和OOM得分。

这个文件用于调整在内存不足时应该杀掉哪个进程的分数判断.

/proc/pid/root:该文件是一个符号链接,指向进程的根目录。

该值可以用于 chroot 预先设定进程的根文件系统. 这个文件指向当前进程的根目录.作业类似于前面说过的 exe fd/* 等等.在多线程的程序中,如果主线程推出了此符号链接的内容将无法访问.

/proc/pid/smaps:该文件包含了进程的内存使用情况,与/proc/pid/maps文件类似,但提供了更详细的信息。

这个文件显示了每个进程映射的内存消耗.每一个内存消耗都有如下的设置:

08048000-080bc000 r-xp 00000000 03:02 13130 /bin/bash
Size: 464 kB
Rss: 424 kB
Shared_Clean: 424 kB
Shared_Dirty: 0 kB
Private_Clean: 0 kB
Private_Dirty: 0 kB

第一行显示的信息与/proc/[pid]/maps中的映射信息相同.剩下分别表示的是,映射的大小,RAM中当前驻留的映射大小,>> 映射中干净和脏共享页的大小以及映射中干净和脏共享私有页数.只有在启用了CONFIG_MMU内核配置选项时,此文>> 件才会存在.

/proc/pid/stat:该文件包含了进程的状态信息,如进程ID、父进程ID、状态、CPU使用情况等。

关于进程的状态信息.主要是用于 ps 展示.文件中的每一行的含义如下:

  1. pid %d 进程PID
  2. comm %s 可执行文件的文件名
  3. state %c 进程的状态,使用RSDZTW其中一个值表示.R表示正在运行,S表示因为中断休眠,D表示进程处于不可中断的睡眠, When a process will go to ‘D’ state?. Z表示僵尸进程,T表示正在被追踪或者停止,W表示现在正在进行叶交换.
  4. ppid %d 父进程PID
  5. grid %d 进程组ID
  6. session %d 进程的session id
  7. tty_nr %d 进程的控制终端
  8. tpgid %d 进程控制终端的前台进程id
  9. minflt %n 进程因为不需要从磁盘加载内存页而造成的次要故障数
  10. cminflt %u 进程等待子进程造成的次要故障数
  11. majflt %lu 进程需要从磁盘加载内存页造成的故障数
  12. cmajflt %lu 进程等待子进程造成的故障数
  13. utime %lu 进程在用户模式下被调度的时间
  14. stime %lu 进程在内核模式下被调度的时间
  15. cutime %ld 进程在用户模式下等待子进程的时间
  16. cstime %ld 进程在内核模式下等待子进程的时间
  17. nice %ld 参见 setpriority 位于19到-20之间.
  18. num_threads %ld 当前进程的线程数量
  19. vsize %lu 使用的虚拟内存
  20. rss %ld resident set szie的缩写,表示进程在实际内存中的页数,主要是包括了text,data,栈,不包括没有加载到内存中或者已经被换出去的内存大小
  21. rsslim %lu 进程rss的限制

还有一些不常见的字段,就不做说明了

/proc/pid/statm:该文件包含了进程的内存使用信息,如内存大小、共享内存大小、代码大小等。

与/proc/pid/stat文件类似。该文件的内容是一个文本字符串,包含了7个字段,分别是:

size:进程当前使用的总内存大小,单位是页面(page),即4KB。

resident:进程当前使用的常驻内存大小,即驻留集大小,单位是页面。

shared:进程当前使用的共享内存大小,单位是页面。

text:进程代码段的大小,单位是页面。

lib:进程动态链接库的大小,单位是页面。

data:进程数据段和堆的大小,单位是页面。

dt:进程动态加载库的大小,单位是页面。

这些字段的含义如下:

size:进程当前使用的总内存大小,包括常驻内存和非常驻内存,即驻留集大小 + 非驻留集大小。

resident:进程当前使用的常驻内存大小,即驻留集大小。

shared:进程当前使用的共享内存大小,包括共享库和共享内存段。

text:进程代码段的大小。

lib:进程动态加载库的大小。

data:进程数据段和堆的大小。

dt:进程动态加载库的大小,与lib字段相同。

通过读取/proc/pid/statm文件,可以了解进程的内存使用情况,方便进行进程管理和调试。例如,可以通过读取resident字段来了解进程当前使用的常驻内存大小,通过比较size和resident字段来了解进程当前使用的非常驻内存大小,通过读取shared字段来了解进程当前使用的共享内存大小等。


示例提供内存的使用情况.格式如下所示:

_size       (1) total program size
_           (same as VmSize in /proc/[pid]/status)
_resident   (2) resident set size
_           (same as VmRSS in /proc/[pid]/status)
_share      (3) shared pages (i.e., backed by a file)
_text       (4) text (code)
_lib        (5) library (unused in Linux 2.6)
_data       (6) data + stack
_dt         (7) dirty pages (unused in Linux 2.6)

/proc/pid/status:该文件包含了进程的状态信息,如进程的状态、CPU使用情况、内存使用情况等。

以更加可读的形式提供与/proc/pid/stat/proc/pid/statm一样的信息.以下是示例.

$ cat /proc/$$/status
Name: bash
State: S (sleeping)
Tgid: 3515
Pid: 3515
PPid: 3452
TracerPid: 0
Uid: 1000 1000 1000 1000
Gid: 100 100 100 100
FDSize: 256
Groups: 16 33 100
VmPeak: 9136 kB
VmSize: 7896 kB
VmLck: 0 kB
VmHWM: 7572 kB
VmRSS: 6316 kB
VmData: 5224 kB
VmStk: 88 kB
VmExe: 572 kB
VmLib: 1708 kB
VmPTE: 20 kB
Threads: 1
SigQ: 0/3067
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000010000
SigIgn: 0000000000384004
SigCgt: 000000004b813efb
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 0000000000000000
CapEff: 0000000000000000
CapBnd: ffffffffffffffff
Cpus_allowed: 00000001
Cpus_allowed_list: 0
Mems_allowed: 1
Mems_allowed_list: 0
voluntary_ctxt_switches: 150
nonvoluntary_ctxt_switches: 545
  1. VmPeak:代表当前进程运行过程中占用内存的峰值.
  2. VmSize:代表进程现在正在占用的内存
  3. VmLck:代表进程已经锁住的物理内存的大小.锁住的物理内存不能交换到硬盘.
  4. VmHWM:是程序得到分配到物理内存的峰值.
  5. VmRSS:是程序现在使用的物理内存.
  6. VmData:表示进程数据段的大小.
  7. VmStk:表示进程堆栈段的大小.
  8. VmExe:表示进程代码的大小.
  9. VmLib:表示进程所使用LIB库的大小.
  10. VmPTE:占用的页表的大小.
  11. VmSwap:进程占用Swap的大小.
  12. Threads:表示当前进程组的线程数量.
  13. SigPnd:屏蔽位,存储了该线程的待处理信号,等同于线程的PENDING信号.
  14. ShnPnd:屏蔽位,存储了该线程组的待处理信号.等同于进程组的PENDING信号.
  15. SigBlk:存放被阻塞的信号,等同于BLOCKED信号.
  16. SigIgn:存放被忽略的信号,等同于IGNORED信号.
  17. SigCgt:存放捕获的信号,等同于CAUGHT信号.
  18. CapEff:当一个进程要进行某个特权操作时,操作系统会检查cap_effective的对应位是否有效,而不再是检查进程的有效UID是否为0.
  19. CapPrm:表示进程能够使用的能力,在cap_permitted中可以包含cap_effective中没有的能力,这些能力是被进程自己临时放弃的,也可以说cap_effective是cap_permitted的一个子集.
  20. CapInh:表示能够被当前进程执行的程序继承的能力.
  21. CapBnd:是系统的边界能力,我们无法改变它.
  22. Cpus_allowed:3指出该进程可以使用CPU的亲和性掩码,因为我们指定为两块CPU,所以这里就是3,如果该进程指定为4个CPU(如果有话),这里就是F(1111).
  23. Cpus_allowed_list:0-1指出该进程可以使用CPU的列表,这里是0-1.
  24. voluntary_ctxt_switches:表示进程主动切换的次数.
  25. nonvoluntary_ctxt_switches:表示进程被动切换的次数.

/proc/pid/task:该目录包含了当前进程的线程列表,每个线程都有一个对应的子目录。

该目录包含的是进程中的每一个线程.每一个目录的名字是以线程ID命名的(tid).在每一个tid下面的目录结构与/proc/pid下面的目录结构相同.对于所有线程共享的属性,task/tid子目录中的每个文件内容与/proc/pid目录中的相应文件内容相同.例如所有线程中的task/tid/cwd文件和父目录中的/proc/pid/cwd文件内容相同,

因为所有的线程共享一个工作目录.对于每个线程的不同属性,task/tid下相应文件的值也不相同.


这些文件和目录都包含了关于进程的不同方面信息,通过读取它们,可以了解进程的状态、运行情况、资源使用情况、命名空间信息等等,方便进行进程管理和调试。


IV. /proc/pid文件的权限和安全性

/proc/pid是一个虚拟文件系统,它提供了与进程相关的系统信息。每个进程都有一个对应的/proc/pid目录,其中包含了许多文件和子目录,用于提供有关该进程的信息。在Linux系统中,/proc/pid文件的权限和安全性非常重要。

/proc/pid文件的权限

在Linux系统中,/proc/pid文件的权限由内核控制。默认情况下,只有root用户才能访问其他用户的/proc/pid目录。这是因为/proc/pid目录包含了许多敏感信息,如进程的内存映射、打开的文件、网络连接等。如果其他用户可以访问这些信息,可能会导致安全问题。

如果需要允许其他用户访问/proc/pid文件,可以通过更改文件权限或使用访问控制列表(ACL)来实现。但是,这样做可能会导致系统安全问题,因此需要谨慎处理。

为了保护/proc/pid文件的安全性,Linux系统提供了一些安全机制,如SELinux和AppArmor。这些机制可以帮助管理员加强对/proc/pid文件的访问控制,从而提高系统的安全性。

需要注意的是,即使只有root用户可以访问/proc/pid文件,但如果系统中存在恶意软件或攻击者,他们可能会通过各种手段获取/proc/pid文件中的信息,从而导致系统安全问题。因此,在保护/proc/pid文件的安全性方面,不仅仅是访问权限的控制,还需要综合考虑系统的整体安全性。

/proc/pid文件的安全性

由于/proc/pid文件包含了有关进程的敏感信息,因此对其进行保护非常重要。Linux系统通过内核控制/proc/pid文件的访问权限,以确保只有授权用户可以访问这些文件。此外,Linux系统还提供了许多安全工具和技术,如SELinux和AppArmor,以进一步保护/proc/pid文件的安全性。

需要注意的是,即使只有root用户可以访问/proc/pid文件,但如果系统中存在恶意软件或攻击者,他们可能会通过各种手段获取/proc/pid文件中的信息,从而导致系统安全问题。因此,在保护/proc/pid文件的安全性方面,不仅仅是访问权限的控制,还需要综合考虑系统的整体安全性。


V. /proc/pid的应用

/proc/pid是Linux系统中非常重要的一个虚拟文件系统,它提供了与进程相关的系统信息。/proc/pid文件可以用于许多用途,如进程监控和调试、进程性能分析和系统安全检测等。

进程监控和调试

在Linux系统中,/proc/pid文件可以用于进程监控和调试。管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态、资源使用情况和性能特征,从而帮助诊断和解决问题。例如,管理员可以使用/proc/pid文件中的状态信息来了解进程是否在运行、是否被挂起或停止,还可以使用/proc/pid文件中的内存映射信息来了解进程的内存使用情况。

进程性能分析

/proc/pid文件还可以用于进程性能分析。管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的性能特征,从而帮助优化系统性能。例如,管理员可以使用/proc/pid文件中的CPU使用情况和内存使用情况等信息来了解进程的资源使用情况,从而帮助识别性能瓶颈并进行优化。

系统安全检测

/proc/pid文件还可以用于系统安全检测。管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态和行为,从而帮助检测系统中的安全问题。例如,管理员可以使用/proc/pid文件中的网络连接信息来了解进程的网络行为,从而帮助检测是否存在未经授权的网络连接或恶意行为。

总之,/proc/pid文件是Linux系统中非常重要的一个虚拟文件系统,它提供了与进程相关的系统信息。/proc/pid文件可以用于许多用途,如进程监控和调试、进程性能分析和系统安全检测等,帮助管理员更好地管理和维护系统。


简单的C++获取获取示例

ProcPidHandler.h

#ifndef PROCPIDHANDLER_H
#define PROCPIDHANDLER_H
#include <string>
class ProcPidHandler { 
public:
    /**
     * 构造函数,接受一个进程ID作为参数。
     *
     * @param[in] pid 要处理的进程ID。
     */
    explicit ProcPidHandler(int pid);
    /**
     * 获取进程的指定信息。
     *
     * @tparam T 信息类型。
     * @param[in] infoType 要获取的信息类型。
     * @return 进程的指定信息。
     */
    template <typename T>
    T getInfo(const std::string& infoType) const;
private:
    int pid_;  // 进程ID };
#endif  // PROCPIDHANDLER_H 

在这个示例中,getInfo()方法是一个模板方法,它接受一个字符串参数,表示要获取的信息类型,然后返回相应类型的信息。这样,你可以使用同一个方法来获取不同类型的信息,只需要传入不同的参数即可。

然而,这个示例仍然是非常基础的,你可能需要根据你的具体需求来修改或扩展这个类。例如,你可能需要添加错误处理代码,或者添加更多的方法来处理更复杂的情况。

这是一个基本的C++类源文件的示例,用于处理/proc/pid的信息。这个类被命名为ProcPidHandler,它有一个构造函数,接受一个pid作为参数,并有一个模板方法用于获取不同的/proc/pid信息。

ProcPidHandler.cpp

#include "ProcPidHandler.h"
#include <fstream>
#include <sstream>
ProcPidHandler::ProcPidHandler(int pid) : pid_(pid) {}
template <typename T> T ProcPidHandler::getInfo(const std::string& infoType) const {
    std::stringstream ss;
    ss << "/proc/" << pid_ << "/" << infoType;
    std::ifstream file(ss.str());
    if (!file) {
        throw std::runtime_error("Unable to open file: " + ss.str());
    }
    T info;
    file >> info;
    return info; 
    }

在这个示例中,getInfo()方法是一个模板方法,它接受一个字符串参数,表示要获取的信息类型,然后返回相应类型的信息。这样,你可以使用同一个方法来获取不同类型的信息,只需要传入不同的参数即可。

注意,这只是一个基本的示例,你可能需要根据你的具体需求来修改或扩展这个类。例如,你可能需要添加错误处理代码,或者添加更多的方法来获取其他/proc/pid信息。

VI. 结论

/proc/pid是Linux系统中一个非常重要的虚拟文件系统,它提供了与进程相关的系统信息。/proc/pid文件可以用于许多用途,如进程监控和调试、进程性能分析和系统安全检测等,帮助管理员更好地管理和维护系统。总之,/proc/pid的作用和重要性如下:

提供进程相关的系统信息:/proc/pid目录提供了与特定进程相关的系统信息,如进程状态、内存使用情况、资源限制、网络连接等,帮助管理员了解进程的运行情况和行为。

支持进程监控和调试:管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态、资源使用情况和性能特征,从而帮助诊断和解决问题。

支持进程性能分析:管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的性能特征,从而帮助优化系统性能。

支持系统安全检测:管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态和行为,从而帮助检测系统中的安全问题,如恶意软件、未经授权的网络连接等。

为了更好地使用/proc/pid文件,管理员可以使用一些相关的命令和工具,如:

ps命令:用于列出当前系统中的进程,包括进程ID、进程名、父进程ID等信息。

top命令:用于实时监控系统中的进程,包括CPU使用情况、内存使用情况等信息。

lsof命令:用于列出当前系统中打开的文件和进程,包括文件描述符、进程ID等信息。

strace命令:用于跟踪进程的系统调用和信号,帮助调试和诊断进程问题。

总之,/proc/pid文件是Linux系统中一个非常有用的工具,它可以帮助管理员更好地了解和管理系统和进程,从而提高系统的稳定性和安全性


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