103.5 レッスン 1

103.5 レッスン 1

Certificate:

LPIC-1

Version:

5.0

Topic:

103 GNUとUnixコマンド

Objective:

103.5 プロセスの作成、監視、強制終了

Lesson:

1 of 2

はじめに

コマンドを実行すると、1つ以上のプロセスが開始されます。熟達したシステム管理者は、プロセスを作成するだけでなく、プロセスを追跡し、必要に応じてさまざまなタイプのシグナルを送信できなければなりません。このレッスンでは、ジョブ制御とプロセス監視について説明します。

ジョブ制御

パイプを使用した場合など、ターミナルから実行する1つのコマンドラインで、複数のプログラム（プロセス）が実行されることがあります。シェルは、それらのプロセスをまとめて、1つの「ジョブ」として管理します。jobs コマンドを実行すると、バックグラウンドで実行中のジョブ（とそのステータス）を確認することができます。

$ jobs

上記の jobs コマンドの例では出力がありませんでした。現在アクティブなジョブが存在しないからです。このレッスンで見る最初のジョブを作成してみましょう。実行が完了するまでに時間がかかるコマンド（パラメータが 60 の sleep コマンド）を実行し、そのコマンドの実行中にCtrl+Zを押します。

$ sleep 60
^Z
[1]+  Stopped                 sleep 60

コマンドの実行が停止され（より正確に言うとサスペンドされ）、コマンドプロンプトが再び使えるようになります。もう一度ジョブを探してみましょう。今度は サスペンドされた ジョブを見つけることができます。

$ jobs
[1]+  Stopped                 sleep 60

出力内容を説明します。

[1]

この番号はジョブIDです。fg、bg、kill ユーティリティで、パーセント記号（%）の後にこのジョブIDを指定することにより、ジョブのステータスを変更することができます（後で示します）。

+

プラス記号は、現在のデフォルトのジョブ（最後にサスペンドされたジョブ、または、最後にバックグラウンドへと送られたジョブ）を示します。最後から一つ前のジョブにはマイナス記号（-）のフラグが付けられます。それ以前のジョブにはフラグが付けられません。

Stopped

ジョブステータスの説明。

sleep 60

ジョブのコマンドライン。

-l オプションを使用すると、jobsコマンドは、ステータスの直前にプロセスID（PID）を追加で表示します。

$ jobs -l
[1]+  1114 Stopped                 sleep 60

jobsコマンドの他のオプションは次のとおりです。

-n

ステータスが変化したプロセスのみを一覧表示します。ステータスには、実行中、停止、終了 ないし 完了 などがあります。

-p

プロセスIDを一覧表示します。

-r

実行中のジョブのみを一覧表示します。

-s

停止された（サスペンドされた）ジョブのみを一覧表示します。

Note

ジョブには ジョブID と プロセスID （PID）の2つのIDがあります。

ジョブ指定

jobs コマンドや fg、bg、kill などの他のユーティリティ（次のセクションで説明します）では、ジョブを指定するためにジョブ指示子（jobspec）を使います。通常は、% の後にジョブIDの数値を指定しますが、以下に述べるような指示方法もあります。

%n

ジョブIDが n のジョブ

$ jobs %1
[1]+  Stopped                 sleep 60
%str

コマンドラインが str で始まるジョブ

$ jobs %sl
[1]+  Stopped                 sleep 60
%?str

コマンドラインに str が含まれているジョブ

$ jobs %?le
[1]+  Stopped                 sleep 60
%+ または %%

現在のジョブ（最後にバックグラウンドで開始されたジョブ、または、フォアグラウンドから一時停止されたジョブ）

$ jobs %+
[1]+  Stopped                 sleep 60
%-

現在のジョブから一つ前のジョブ

$ jobs %-
[1]+  Stopped                 sleep 60

上の例では、ジョブが1つしかないため、そのジョブが、現在のジョブ（%+）と一つ前のジョブ（%-）の両方に当てはまります。

ジョブのステータス：サスペンド、フォアグラウンド、バックグラウンド

ジョブがバックグラウンドにあるとき、またはサスペンドされているときには、次の3つの操作を実行できます。

  1. fg でフォアグラウンドに移動させます。

    $ fg %1
sleep 60

    fg は指定されたジョブをフォアグラウンドに移動させ、そのジョブを現在のジョブにします。これで、終了するまで待つか、Ctrl+Zで再度停止させるか、Ctrl+Cで終了させることができるようになります。

  2. bg でジョブをバックグラウンドに移動させます。

    $ bg %1
[1]+ sleep 60 &

    バックグラウンドにあるジョブは fg でフォアグラウンドに戻すか、強制終了することができます（以下を参照）。ジョブがバックグラウンドに送られたことを意味するアンパサンド（&）に注意してください。実は、アンパサンドをコマンドの後に付ければ、直接バックグラウンドでプロセスを開始することもできます。

    $ sleep 100 &
[2] 970

    新しいジョブのジョブID（[2]）とともに、プロセスID（970）も表示されました。これで、2つのジョブがバックグラウンドで実行されている状態になります。

    $ jobs
[1]-  Running                 sleep 60 &
[2]+  Running                 sleep 100 &

    しばらくすると、1つ目のジョブが実行を終了します。

    $ jobs
[1]-  Done                    sleep 60
[2]+  Running                 sleep 100 &

  3. kill コマンドにより SIGTERM を送信してジョブを終了します。

    $ kill %2

    ジョブが終了したことを確認するには、jobs を再度実行します。

    $ jobs
[2]+  Terminated                 sleep 100
Note

ジョブが指定されていない場合、fg と bg は、現在のデフォルトのジョブに作用します。ただし、kill にはジョブ指定が必要です。

切り離されたジョブ： nohup

ここまで見てきたジョブは、そのジョブを呼び出したユーザーのセッションに関連付けられていました。セッションが終了すると、セッションに関連付けられたジョブは失われます。ただし、セッションからジョブを切り離して、セッションが閉じられた後でもジョブを実行し続けることも可能です。これは、nohup（“no hangup”）コマンドで実現されます。構文は次のとおりです。

nohup COMMAND &

& はプロセスをバックグラウンドに送り、作業中の端末を解放するということを思い出してください。

バックグラウンドのジョブ ping localhost を現在のセッションから切り離してみましょう。

$ nohup ping localhost &
[1] 1251
$ nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'
^C

コマンドを実行すると、ジョブID（[1]）とPID（1251）が表示され、次の行には、ファイル nohup.out に出力が追記される旨のメッセージが表示されます。このnohup.outファイルは、nohupでコマンドを実行したときに stdout と stderr の出力が保存されるデフォルトのファイルです。Ctrl+Cを押してコマンドプロンプトを解放し、exitと入力していったんログアウトしてセッション（ターミナル）を閉じ、（別のターミナルウィンドウを開くなどして）新しいセッション（ターミナル）をスタートしてください。tail -f を使用すると、先ほどのコマンドが実行され続けており、そのコマンドの出力がデフォルトファイル（nohup.out）に書き込まれていることを確認できます。

$ exit
logout
$ tail -f /home/carol/nohup.out
64 bytes from localhost (::1): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.070 ms
64 bytes from localhost (::1): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.068 ms
64 bytes from localhost (::1): icmp_seq=5 ttl=64 time=0.070 ms
^C
Tip

デフォルトの nohup.out ファイルを使用する代わりに nohup ping localhost > /path/to/your/file & のように、出力ファイルを指定することもできます。

プロセスを強制終了する場合は、PIDを指定する必要があります。

# kill 1251

プロセス監視

プロセス（タスク）は、実行中のプログラムのインスタンスです。したがって、端末にコマンドを入力するたびに、新しいプロセスが作成されます。

watch コマンドは、プログラムを一定間隔（デフォルトは2秒）ごとに実行し、プログラムの出力が時によって変化していくのを 監視 することができます。たとえば、watch uptime というコマンドを実行すると、プロセスの増加に伴ってロードアベレージ（負荷の平均）がどのように変化するかを監視できます。

Every  2.0s: uptime          debian: Tue Aug 20 23:31:27 2019

 23:31:27 up 21 min,  1 user,  load average: 0.00, 0.00, 0.00

watchコマンドは割り込みを受けるまで実行されるため、Ctrl+Cで停止させます。停止させるまでは2行の出力が表示されます。1行目は watch からの出力で、コマンドが実行される頻度（Every 2.0s: uptime）、監視しているプログラム（uptime）、ホスト名と日付（debian: Tue Aug 20 23:31:27 2019）です。2行目はuptimeの出力で、現在時刻（23:31:27）、システムが稼働している時間（up 21 min）、アクティブユーザーの数（1 user）、左から過去1、5、15分間についてのロードアベレージ（実行中ないし待機中のプロセス数の平均）（load average: 0.00, 0.00, 0.00）です。

同様に、watch free で、プロセスの増減に伴って変化するメモリ使用量を確認できます。

Every  2.0s: free            debian: Tue Aug 20 23:43:37 2019

 23:43:37 up 24 min,  1 user,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:       16274868      493984    14729396       35064     1051488    15462040
Swap:      16777212           0    16777212

watch の更新間隔を変更するには、次のように -n または --interval オプションと秒数を指定します。

$ watch -n 5 free

これで、free コマンドが5秒ごとに実行されます。

uptime、free、watch のオプションの詳細については、それぞれの項目のマニュアルページを参照してください。

Note

uptime と free によって得られる情報は、より包括的なツールである後述の top や ps にも含まれています。

プロセスへのシグナルの送信： kill

すべてのプロセスには、一意のプロセス識別子すなわちPIDがあります。プロセスのPIDを調べる方法の一つは、pgrep コマンドに続けてプロセスの名前を入力することです。

$ pgrep sleep
1201
Note

プロセス識別子（PID）は、pidof コマンドでも調べることができます。（例： pidof sleep）

pgrep と同様に、pkill コマンドは、プロセスの名前に基づいて、プロセスを強制終了します。

$ pkill sleep
[1]+  Terminated              sleep 60

同じ名前のプロセスの複数のインスタンスを強制終了するには、killall コマンドを使用します。

$ sleep 60 &
[1] 1246
$ sleep 70 &
[2] 1247
$ killall sleep
[1]-  Terminated              sleep 60
[2]+  Terminated              sleep 70

pkill と killall はどちらも kill とほとんど同じように機能します。これらのコマンドは、指定されたプロセスにシグナルを送信します。シグナルを指定しない場合、デフォルトの SIGTERM が送信されます。ただし、kill の引数は、ジョブIDかプロセスIDのいずれかで、pkill や killall のようにプロセスの名前を引数に取ることはできません。

シグナルは次のいずれかで指定できます。

  • 名前:

    $ kill -SIGHUP 1247

  • シグナル番号:

    $ kill -1 1247

  • -sオプションとシグナル名ないしシグナル番号:

    $ kill -s SIGHUP 1247

kill を pkill または killall と同じように機能させる（そして最初にPIDを見つけるためにコマンドを実行する手間を省く）には、コマンド置換を使用します。

$ kill -1 $(pgrep sleep)

すでにご存知のとおり、コマンド置換の別の構文は kill -1 `pgrep sleep` です。

Tip

kill のすべてのシグナルとその番号の完全なリストは、ターミナルに kill -l と入力すれば見ることができます。 -SIGKILL（-9 または -s KILL）を使えば、他のシグナルでは失敗して終了させられない反抗的なプロセスを強制終了できます。

top と ps

プロセス監視には、top と ps の2つが欠かせないツールです。前者（top）はリアルタイムの状態を動的に出力するのに対し、後者（ps）はその時点の状態を静的に出力します。いずれにせよ、どちらもシステムのすべてのプロセスを包括的に把握するための優れたユーティリティです。

top を対話的に使う

top を呼び出すには、単に top と入力します。

$ top

top - 11:10:29 up  2:21,  1 user,  load average: 0,11, 0,20, 0,14
Tasks:  73 total,   1 running,  72 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0,0 us,  0,3 sy,  0,0 ni, 99,7 id,  0,0 wa,  0,0 hi,  0,0 si,  0,0 st
KiB Mem :  1020332 total,   909492 free,    38796 used,    72044 buff/cache
KiB Swap:  1046524 total,  1046524 free,        0 used.   873264 avail Mem

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
   436 carol     20   0   42696   3624   3060 R  0,7  0,4   0:00.30 top
     4 root      20   0       0      0      0 S  0,3  0,0   0:00.12 kworker/0:0
   399 root      20   0   95204   6748   5780 S  0,3  0,7   0:00.22 sshd
     1 root      20   0   56872   6596   5208 S  0,0  0,6   0:01.29 systemd
     2 root      20   0       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.00 kthreadd
     3 root      20   0       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.02 ksoftirqd/0
     5 root       0 -20       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.00 kworker/0:0H
     6 root      20   0       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.00 kworker/u2:0
     7 root      20   0       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.08 rcu_sched
     8 root      20   0       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.00 rcu_bh
     9 root      rt   0       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.00 migration/0
    10 root       0 -20       0      0      0 S  0,0  0,0   0:00.00 lru-add-drain
    (...)

top は対話的に利用できます。デフォルトでは、出力は各プロセスで使用されているCPU時間（CPU使用率）の降順でソートされます。この表示順序は、top 内から次のキーを押すことで変更できます。

M

メモリ の使用量でソートします。

N

プロセスID でソートします。

T

実行 時間 でソートします。

P

CPU使用率 でソートします。

Tip

降順と昇順を切り替えるには、R を押します。

top にコマンドを与えるキーは次のとおりです。

? または h

ヘルプ。

k

プロセスを強制終了します。強制終了するプロセスの PID と、送信するシグナル（デフォルトでは SIGTERM（15））の入力を要求されます。

r

プロセスの優先度を変更します（renice）。nice 値の入力を要求されます。可能な値の範囲は-20〜19ですが、負の値や現在の値よりも低い値に設定できるのはスーパーユーザー（root）のみです。

u

指定したユーザーのプロセスを一覧表示します（デフォルトでは、すべてのユーザーのプロセスが表示されます）。

c

プログラムの絶対パスを表示し、ユーザー空間のプロセスとカーネル空間のプロセスを区別します（角括弧内のプロセスはカーネル空間のプロセス）。

V

プロセスの親子関係をツリー状に表示します。

t と m

それぞれ、CPU使用率とメモリ使用量をグラフ様に表示します。表示方法は4パターンあり、1)個別の値をテキスト表示、2)代表値とバーグラフ、3)代表値と棒グラフ、4)非表示、の順に切り替わります。

W

設定を ~/.toprc に保存します。

Tip

類似のコマンドとして、洗練されたユーザーインターフェイスの htop と、より網羅的な情報を出力する atop があります。いずれも、インストールされていない場合はパッケージマネージャからインストールできます。
top の出力の説明

top の出力は、サマリエリア と タスクエリア の2つの領域に分けられます。

top のサマリエリア

上部の5行が サマリエリア で、次の情報が表示されます。

  • top - 11:10:29 up 2:21, 1 user, load average: 0,11, 0,20, 0,14

    • 現在時刻（24時間形式）: 11:20:29

    • 稼働時間（システムが起動してからの時間）: up 2:21

    • ログイン中のユーザー数と過去1、5、15分間のCPUのロードアベレージ: load average: 0,11, 0,20, 0,14

  • Tasks: 73 total, 1 running, 72 sleeping, 0 stopped, 0 zombie（プロセスに関する情報）

    • アクティブなプロセスの総数: 73 total

    • 実行中のプロセス数: 1 running

    • スリープ状態（入出力待ちなどで待機中）のプロセス数: 72 sleeping

    • ジョブ制御により停止中のプロセス数: 0 stopped

    • ゾンビ（実行を完了したが、親プロセスによりプロセステーブルから削除されるのを待機しているプロセス）: 0 zombie

  • %Cpu(s): 0,0 us, 0,3 sy, 0,0 ni, 99,7 id, 0,0 wa, 0,0 hi, 0,0 si, 0,0 st（使用されているCPU時間の割合）

    • ユーザープロセス: 0,0 us

    • システム/カーネルプロセス: 0,3 sy

    • nice 値が設定されたユーザープロセス: 0,0 ni

    • 待機 — アイドルCPU時間: 99,7 id

    • 入出力を待機しているプロセス: 0,0 wa

    • 周辺機器機からのハードウェア割り込み処理に費やされたCPU時間: 0,0 hi

    • ソフトウェア割り込み処理に費やされたCPU時間: 0,0 si

    • 仮想化環境において、現在の環境が利用できなかった（ハイパーバイザなどにstealされた）CPU時間: 0,0 st

  • KiB Mem : 1020332 total, 909492 free, 38796 used, 72044 buff/cache（キロバイト単位のメモリ情報）

    • メモリの合計量: 1020332 total

    • 未使用メモリ: 909492 free

    • 使用中メモリ: 38796 used

    • ディスクキャッシュとして使用されているメモリ: 72044 buff/cache

      total は、free と used と buff/cache の3つ値の合計であることに注意してください（この場合は約1 GB）。

  • KiB Swap: 1046524 total, 1046524 free, 0 used. 873264 avail Mem（キロバイト単位のスワップ情報）

    • スワップ領域の合計量: 1046524 total

    • 未使用のスワップ領域: 1046524 free

    • 使用中のスワップ領域: 0 used

    • スワップを発生させずに割り当てることができるメモリ量: 873264 avail Mem

top のタスクエリア：フィールドと列

サマリエリア の下には タスクエリア があります。これには、実行中のプロセスに関する情報を伝える一連の フィールド が含まれています。

PID

プロセスID。

USER

プロセスを実行したユーザー。

PR

プロセスの優先度。

NI

プロセスのnice値。値が低いほど優先度が高い。

VIRT

プロセスによって使用されているメモリの総量（スワップを含む）。

RES

プロセスによって使用されている物理メモリ。

SHR

他のプロセスとの共有メモリ。

S

プロセスのステータス。S （割り込み可能なスリープ - イベントが終了するのを待機しているプロセス）、R（実行可能 - 実行中または実行待ちのキュー内にあるプロセス）、Z（ゾンビ - 終了したがプロセステーブルから削除されていないプロセス）。

%CPU

プロセスのCPU使用率。

%MEM

プロセスの物理メモリ使用率。つまり、RES を利用可能な物理メモリ容量で割った値のパーセント表示。

TIME+

プロセスが消費したCPU時間の合計。

COMMAND

プロセスを開始したコマンド。

プロセスを静的に表示する： ps

前述のように、ps はプロセス状態のスナップショットを示します。現在のターミナル（tty）から起動されたすべてのプロセスを表示するには、ps a と入力します。

$ ps a
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
  386 tty1     Ss+    0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 linux
  424 tty7     Ssl+   0:00 /usr/lib/xorg/Xorg :0 -seat seat0 (...)
  655 pts/0    Ss     0:00 -bash
 1186 pts/0    R+     0:00 ps a
 (...)
ps オプションのスタイルと出力の説明

psコマンドは、オプションの指定方法に3つのスタイルがあります。BSDスタイル、UNIXスタイル、GNUスタイルの3つです。指定したプロセスIDに関する情報を出力するときに、それぞれのスタイルでどうなるかを見てみましょう。

BSD

オプションにハイフンをつけません。

$ ps p 811
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
  811 pts/0    S      0:00 -su
UNIX

オプションにハイフンをつけます。

$ ps -p 811
  PID TTY          TIME CMD
  811 pts/0    00:00:00 bash
GNU

オプションに2個のハイフンをつけます。

$ ps --pid 811
  PID TTY          TIME CMD
  811 pts/0    00:00:00 bash

これら3つのpsコマンドは、いずれも、PID が 811 であるプロセス（この場合は bash）に関する情報を出力します。

同様に、ps では、ユーザーを指定してそのユーザーが開始したプロセスを検索することもできます。

  • ps U carol (BSD)

  • ps -u carol (UNIX)

  • ps --user carol (GNU)

carol が開始したプロセスを調べてみましょう。

$ ps U carol
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
  811 pts/0    S      0:00 -su
  898 pts/0    R+     0:00 ps U carol

彼女は2つのプロセスを開始しました。 bash（-su）と ps（ps U carol）です。STAT 列は、プロセスの状態を示します（以下を参照）。

psを最大限に活用するためには、さまざまなオプションを組み合わせます。たくさんのオプションがありますが、まず覚えておくと良いのが、BSDスタイルの ps aux です。このコマンドは、top コマンドと同様に、（現在のターミナルから実行したものだけではなく）すべてのプロセスを表示します。オプションの意味は次のとおりです。

a

ターミナル（tty）に接続されているプロセスを表示します。

u

ユーザーが読みやすいフォーマットで表示します。

x

ターミナルに接続されていないプロセスを表示します。aオプションと併用することで、すべてのプロセスが表示されます。

$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.1 204504  6780 ?        Ss   14:04   0:00 /sbin/init
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:04   0:00 [kthreadd]
root         3  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:04   0:00 [ksoftirqd/0]
root         5  0.0  0.0      0     0 ?        S<   14:04   0:00 [kworker/0:0H]
root         7  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:04   0:00 [rcu_sched]
root         8  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:04   0:00 [rcu_bh]
root         9  0.0  0.0      0     0 ?        S    14:04   0:00 [migration/0]
(...)

各列を説明しましょう。

USER

プロセスを実行したユーザー。

PID

プロセスID。

%CPU

CPUの使用率。

%MEM

物理メモリの使用率。

VSZ

プロセスが使用している仮想メモリ（KiB単位）。

RSS

プロセスが使用しているスワップされていない物理メモリ（KiB単位）。

TT

プロセスを制御するターミナル（tty）。

STAT

プロセスの状態を表すコード。S、R、Z の3つを、top の項で説明しました。他には、D （中断できないスリープ - 通常は入出力を待機しているプロセス）、T（停止 - 通常は制御シグナルによって停止されたプロセス）があります。さらに、< （優先度が高い - 他のプロセスよりもnice値が低い）、N（優先度が低い - 他のプロセスよりもnice値が高い）、+ （フォアグラウンドプロセスグループ）などの修飾子もあります。すべてを覚える必要はありませんから、必要に応じてマニュアルを参照してください。

STARTED

プロセスが開始された時刻。

TIME

累積CPU時間。

COMMAND

プロセスを開始したコマンド。

演習

  1. oneko は、猫がマウスカーソルを追いかける面白いプログラムです。自分のデスクトップシステムにまだインストールされていない場合は、ディストリビューションのパッケージマネージャーを使用してインストールしてください。以下の演習ではこれを使ってジョブ制御を学びます。

    • どうやってプログラムを起動しますか？

    • マウスカーソルを動かして、猫がどのように追いかけるかを見てみましょう。次に、プロセスを停止します。どうやってプロセスを停止しますか？　出力内容はどうなりますか？

    • ジョブの数を確認してください。何を入力しますか？　出力内容はどうなりますか？

    • ジョブIDを指定して先ほど確認したジョブをバックグラウンドに送ります。出力内容はどうなりますか？　ジョブがバックグラウンドで実行されていることを確認するにはどうしますか？

    • 最後に、ジョブIDを指定してジョブを終了させます。何を入力しますか？

  2. Apache HTTPD Webサーバー（apache2）によって生成されたすべてのプロセスのPIDを、2通りのコマンドで調べてください。

  3. PIDを使用せずに、すべての apache2 プロセスを終了させる2種類のコマンドはどうなりますか？

  4. apache2 のすべてのインスタンスを終了する必要があるのですが、それらのPIDを調べるのは面倒です。ワンライナー（1行のコマンド）として、killでSIGTERMを送信するにはどうしますか？

  5. top を起動し、対話的に以下を実行してください。

    • プロセスをツリー状に表示してください。

    • ユーザー空間とカーネル空間を区別し、プロセスのフルパスを表示してください。

  6. ps コマンドで、Apache HTTPD Webサーバー の所有者（www-data）が起動したすべてのプロセスを表示してください。

    • BSDスタイルを使用する場合。

    • UNIXスタイルを使用する場合。

    • GNUスタイルを使用する場合。

発展演習

  1. デーモンを再起動するために、SIGHUP を送信することがあります。Apache HTTPD Webサーバー を例に取ってみましょう。SIGHUP を親プロセス（init ないし systemd が起動したプロセス）に送信すると、その子プロセスが強制終了されます。さらに、親プロセスは設定ファイルを再読込して、ログファイルを再度開き、新しい子プロセスを生成します。以下の課題に取り組んでみましょう。

    • Webサーバーを起動します。

    • 親プロセスのPIDを確認してください。

    • 親プロセスに SIGHUP を送信してApache HTTPD Webサーバーを再起動します。

    • 親プロセスは再起動していないこと、および新しい子プロセスが生成されていることを確認してください。

  2. ps はある時点の状態を静的に表示をするコマンドですが、watch と組み合わせれば、時間による変化を動的に 追いかける ことができます。 Apache HTTPD webサーバー　で新しい接続を監視してみましょう。以下で説明するタスクを実行する前に、https://httpd.apache.org/docs/current/mod/mpm_common.html[Apache MPM Common Directives] の MaxConnectionsPerChild ディレクティブの説明を読むことをお勧めします。

    • apache2 の設定ファイルで、MaxConnectionsPerChild ディレクティブの値を 1 にセットします。 - Debian 系では /etc/apache2/apache2.conf ; CentOS 系は /etc/httpd/conf/httpd.conf が設定ファイルです。設定ファイルの変更を有効にするには、apache2 を再起動することを忘れないでください。

    • apache2 接続を監視するために watch、ps、grep を使うコマンドを入力します。

    • ここで、Webブラウザーを開くか、lynx などのコマンドラインブラウザーを使用して、IPアドレスでWebサーバーに接続します。watch の出力結果から何がわかりますか？

  3. このレッスンで学習したように、top はデフォルトでCPU使用率の降順に（最も大きな値が一番上になるように）タスクをソートします。この表示順序は、対話型キーである、M（メモリ使用量）、N（プロセスID）、T（実行時間）、P（CPU使用率）で変更できます。-o オプションを指定して top を起動すると、タスクリストをもっと細かく好みに合わせて並べ替えることもできます（詳細については、topの man ページを確認してください）。以下でやってみましょう。

    • top を起動して、タスクがメモリ使用量でソートされるようにしてください。

    • メモリ列を強調表示して、正しいコマンドを入力したことを確認してください。

  4. ps にも、表示する列を指定するための o オプションがあります。このオプションを調べて、以下を実行してみてください。

    • ユーザー、メモリ使用率、CPU使用率、フルコマンド だけが表示されるように、ps を起動してください。

    • ユーザーとコマンド名だけが表示されるように、ps を起動してください。

まとめ

このレッスンでは、ジョブ と ジョブ制御 について学びました。覚えておくべき重要な概念と事柄は次のとおりです。

  • ジョブにまとめられた一群のプロセスを、バックグラウンドに送ることができます。

  • ジョブにはプロセスIDとは別に、ジョブIDが割り当てられます。

  • ジョブを制御するには、ジョブ指示子（jobspec）が必要です。

  • ジョブは、フォアグラウンドに移動させたり、バックグラウンドに送ったり、停止や終了（あるいは 強制終了）したりできます。

  • ジョブは、端末やセッションから切り離すことができます。

プロセス と プロセス監視 の概念も説明しました。最も重要な概念は次のとおりです。

  • プロセスは実行中のプログラムです。

  • プロセスの状態を監視できます。

  • さまざまなユーティリティを使用して、プロセスの プロセスID を確認し、プロセスを終了させるためのシグナルを送信できます。

  • シグナルを指定するには、名前（-SIGTERM）、番号（-15）、オプション（-s SIGTERM）などを使用します。

  • プロセスの状態を監視するには、top と ps が役立ちます。前者（top）の出力は動的であり、定期的に更新されます。一方、ps はある時点でのプロセス状態を静的に表示します。

このレッスンでは以下のコマンドを使用しました:

jobs

アクティブなジョブとそのステータスを表示します。

sleep

指定された時間だけ処理を遅延します。

fg

ジョブをフォアグラウンドに移動させます。

bg

ジョブをバックグラウンドに移動させます。

kill

ジョブにシグナルを送信します。

nohup

セッション/端末からジョブを切り離します。

exit

現在のシェルを終了します。

tail

ファイルの最新の行（最後の行）を表示します。

watch

コマンドを繰り返し実行します（デフォルトでは2秒ごと）。

uptime

システムの稼働時間、現在のユーザー数、システムのロードアベレージを表示します。

free

メモリ使用量を表示します。

pgrep

名前からプロセスIDを検索します。

pidof

名前からプロセスIDを検索します。

pkill

名前を指定してプロセスにシグナルを送信します。

killall

名前を指定してプロセスを強制終了させます。

top

プロセス状態を動的に表示します。

ps

現在のプロセス状態を取得して表示します。

演習の解答

  1. oneko は、猫がマウスカーソルを追いかける面白いプログラムです。自分のデスクトップシステムにまだインストールされていない場合は、ディストリビューションのパッケージマネージャーを使用してインストールしてください。以下の演習ではこれを使ってジョブ制御を学びます。

    • どうやってプログラムを起動しますか？

      端末に oneko と入力します。

    • マウスカーソルを動かして、猫がどのように追いかけるかを見てみましょう。次に、プロセスを停止します。どうやってプロセスを停止しますか？　出力内容はどうなりますか？

      Ctrl+z を押します。

      [1]+  Stopped                 oneko

    • ジョブの数を確認してください。何を入力しますか？　出力内容はどうなりますか？

      $ jobs
[1]+  Stopped                 oneko

    • ジョブIDを指定して先ほど確認したジョブをバックグラウンドに送ります。出力内容はどうなりますか？　ジョブがバックグラウンドで実行されていることを確認するにはどうしますか？

      $ bg %1
[1]+ oneko &

      猫がまた動き出すことから、ジョブが実行されていることを確認できます。

    • 最後に、ジョブIDを指定してジョブを終了させます。何を入力しますか？

      $ kill %1

  2. Apache HTTPD Webサーバー（apache2）によって生成されたすべてのプロセスのPIDを、2通りのコマンドで調べてください。

    $ pgrep apache2

    または

    $ pidof apache2

  3. PIDを使用せずに、すべての apache2 プロセスを終了させる2種類のコマンドはどうなりますか？

    $ pkill apache2

    または

    $ killall apache2

  4. apache2 のすべてのインスタンスを終了する必要があるのですが、それらのPIDを調べるのは面倒です。ワンライナー（1行のコマンド）として、killでSIGTERMを送信するにはどうしますか？

    $ kill $(pgrep apache2)
$ kill `pgrep apache2`

    または

    $ kill $(pidof apache2)
$ kill `pidof apache2`
    Note

    SIGTERM（15）はデフォルトのシグナルであるため、kill にオプションを渡す必要はありません。

  5. top を起動し、対話的に以下を実行してください。

    • プロセスをツリー状に表示してください。

      V を押します。

    • ユーザー空間とカーネル空間を区別し、プロセスのフルパスを表示してください。

      c を押します。

  6. ps コマンドで、Apache HTTPD Webサーバー の所有者（www-data）が起動したすべてのプロセスを表示してください。

    • BSDスタイルを使用する場合。

      $ ps U www-data

    • UNIXスタイルを使用する場合。

      $ ps -u www-data

    • GNUスタイルを使用する場合。

      $ ps --user www-data

発展演習の解答

  1. デーモンを再起動するために、SIGHUP を送信することがあります。Apache HTTPD Webサーバー を例に取ってみましょう。SIGHUP を親プロセス（init ないし systemd が起動したプロセス）に送信すると、その子プロセスが強制終了されます。さらに、親プロセスは設定ファイルを再読込して、ログファイルを再度開き、新しい子プロセスを生成します。以下の課題に取り組んでみましょう。

    • Webサーバーを起動します。

      $ sudo systemctl start apache2

    • 親プロセスのPIDを確認してください。

      $ ps aux | grep apache2

      親プロセスは、root ユーザーによって開始されたプロセスです（所有者がroot、親のPID（PPID）が1（initないしsystemd）になっています）。筆者が実行した環境では、PIDが 1653 のものでした。

    • 親プロセスに SIGHUP を送信してApache HTTPD Webサーバーを再起動します。

      $ kill -SIGHUP 1653

    • 親プロセスは再起動していないこと、および新しい子プロセスが生成されていることを確認してください。

      $ ps aux | grep apache2

      親の apache2 プロセスといくつかの新しい子プロセスが表示されるはずです。

  2. ps はある時点の状態を静的に表示をするコマンドですが、watch と組み合わせれば、時間による変化を動的に 追いかける ことができます。 Apache HTTPD webサーバー　で新しい接続を監視してみましょう。以下で説明するタスクを実行する前に、https://httpd.apache.org/docs/current/mod/mpm_common.html[Apache MPM Common Directives] の MaxConnectionsPerChild ディレクティブの説明を読むことをお勧めします。

    • apache2 の設定ファイルで、MaxConnectionsPerChild ディレクティブの値を 1 にセットします。 - Debian 系では /etc/apache2/apache2.conf ; CentOS 系は /etc/httpd/conf/httpd.conf が設定ファイルです。設定ファイルの変更を有効にするには、apache2 を再起動することを忘れないでください。

      設定ファイルに追加する行は MaxConnectionsPerChild 1 です。 sudo systemctl restart apache2 を実行すると、Webサーバー（apache2）を再起動できます。

    • apache2 接続を監視するために watch、ps、grep を使うコマンドを入力します。

      $ watch 'ps aux | grep apache2'

      または

      $ watch "ps aux | grep apache2"

    • ここで、Webブラウザーを開くか、lynx などのコマンドラインブラウザーを使用して、IPアドレスでWebサーバーに接続します。watch の出力結果から何がわかりますか？

      www-data が所有する子プロセスの1つが消えます。

  3. このレッスンで学習したように、top はデフォルトでCPU使用率の降順に（最も大きな値が一番上になるように）タスクをソートします。この表示順序は、対話型キーである、M（メモリ使用量）、N（プロセスID）、T（実行時間）、P（CPU使用率）で変更できます。-o オプションを指定して top を起動すると、タスクリストをもっと細かく好みに合わせて並べ替えることもできます（詳細については、topの man ページを確認してください）。以下でやってみましょう。

    • top を起動して、タスクがメモリ使用量でソートされるようにしてください。

      $ top -o %MEM

    • メモリ列を強調表示して、正しいコマンドを入力したことを確認してください。

      x を押します。

  4. ps にも、表示する列を指定するための o オプションがあります。このオプションを調べて、以下を実行してみてください。

    • ユーザー、メモリ使用率、CPU使用率、フルコマンド だけが表示されるように、ps を起動してください。

      $ ps o user,%mem,%cpu,cmd

    • ユーザーとコマンド名だけが表示されるように、ps を起動してください。

      $ ps o user,comm

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