مبادئ إدارة العمليات (Processes) على RedHat Enterprise Linux

تعرَضنا في دروس سابقة لكيفيّة إدارة الملفات و المستخدمين على RedHat Enterprise Linux؛ نواصل في هذا الدّرس تناول المهامّ الأساسيّة لإدارة خادوم بشرح مبادئ إدارة العمليّات على RedHat Enterprise Linux 7.

نبدأ أوّلا بنظرة عامّة على ما يحدُث ابتداءً من اللحظة التي تشغّل فيها زرّ الطاقة على خادوم يعمل على توزيعة RHEL إلى اللحظة التي تظهر فيها شاشة تسجيل الدخول عبر سطر الأوامر.

مراحل الإقلاع

تنطبق هذه المراحل على توزيعات غنو/لينكس الأخرى مع وجود اختلافات طفيفة.

يبدأ اختبار التشغيل الذاتي Power On Self Test بالتحقّق من العتاد Hardware.
ينقل اختبار التشغيل الذاتي بعد اكتماله التحكمَ إلى محمِّل الإقلاع الأوّلي First stage boot loader الذي يوجد إما في مقطع الإقلاع على أحد أقراص الجهاز (نظام BIOS)؛ أو في تجزئة Partition منفصلة (نظام UEFI).
يمرّر محمّل الإقلاع الأولي التحكّم إلى محمّل الإقلاع الثاني Second stage boot loader الذي يوجد في المجلّد boot/. محمّل الإقلاع الأكثر استخداما هو GRUB (اختصار لـ GRand Unified Boot Loader). يبحث محمّل الإقلاع عن نواة النظام Kernel ونظام ملفات خاصّ يُعرف بـ initramfs يحوي ملفّات وبرامج مهمتها إنجاز الخطوات الضروريّة لتركيب Mount نظام الملفّات الجذر (وهو نظام الملفّات المستخدَم في التجزئة التي يوجد عليها المجلّد root/).
تضبط النواة العتاد الموصول بالنظام، ثم بعد تركيب نظام الملفات الجذر تشغّل عمليّة بمعرّف العمليات 1 PID. تجهّز هذه العمليّة بقيّة العمليّات التي من بينها العمليّة المسؤولة عن تسجيل الدخول. تُعرَف العمليّة ذات المعرّف 1 بعمليّة التمهيد Initialization (أو init اختصارا).

ملحوظة: يغلب وصف محمّل الإقلاع Boot loader دون تحديد على محمّل الإقلاع الثاني.

يمكننا باستخدام الأمر ps عرض لائحة بالعمليّات الحاليّة ذات العمليّة الأم (أي العمليّة التي بدأت تشغيلَ هذه العمليّات) systemd (عمليّة التمهيد في نظام التمهيد SystemD الذي انتقلت إليه أغلب توزيعات لينكس الحديثة):

$ ps -o ppid,pid,uname,comm --ppid=1

يمكّننا الخيار o- من تحديد نوعيّة المخرجات التي نرغب في عرضها؛ وهي في هذه الحالة معرّف العمليّة الأمّ ppid، معرّف العمليّة pid، اسم المستخدم الذي شغّل العمليّة uname والأمر comm. يحدّد المعطى الأخير شرطا هو أن يكون معرّف العمليّة الأم يساوي 1 (عمليّة التمهيد).

في ما يلي جزء من نتيجةِ تنفيذٍ للأمر:

PPID PID USER     COMMAND
1   478 root     systemd-journal
1   497 root     lvmetad
1   513 root     systemd-udevd
1   620 root     auditd
1   644 root     alsactl
1   645 root     smartd
1   646 libstor+ lsmd
1   649 root     rngd
1   650 root     abrtd
1   651 root     abrt-watch-log
1   655 root     ModemManager
1   656 root     systemd-logind
1   657 root     irqbalance
1   658 avahi    avahi-daemon
1   659 root     firewalld
1   662 root     accounts-daemon
1   667 root     rsyslogd
1   668 root     abrt-watch-log
1   673 rtkit    rtkit-daemon
1   675 dbus     dbus-daemon
1   690 root     gssproxy
1   752 root     VBoxService
1   760 root     ksmtuned
1   762 polkitd  polkitd
(...)

ملحوظة: لجعل النتيجة أسهل للتصفح أعد توجيه الأمر ps أعلاه إلى less؛ ثم استخدم زرّ المسافة على لوحة المفاتيح للانتقال إلى الصفحة الموالية في النتائج، Ctrl+u للانتقال إلى الصفحة السابقة و q للعودة إلى سطر الأوامر:

$ ps -o ppid,pid,uname,comm --ppid=1 | less

يساعد تخصيص مخرجات الأمر ps في أمور منها على سبيل المثال معرفة العمليّات التي تتسبّب في زيادة استخدام المعالج أو الذاكرة:

$ ps aux --sort=+pcpu    # ترتيب العمليات تصاعديًّا حسب نسبة استخدام المعالج
$ ps aux --sort=-pcpu    # ترتيب العمليات تنازليًّا حسب نسبة استخدام المعالج
$ ps aux --sort=+pmem    # ترتيب العمليات تصاعديًّا حسب نسبة استخدام الذاكرة
$ ps aux --sort=-pmem    # ترتيب العمليات تنازليًّا حسب نسبة استخدام الذاكرة
# ترتيب العمليّات تصاعديًّا حسب استخدام المعالج وتنازليًّا حسب استخدام الذاكرة
$ ps aux --sort=+pcpu,-pmem

مقدمة إلى SystemD

اعتمدت أغلب توزيعات لينكس الحديثة نظام التمهيد SystemD بدلا من أنظمة التمهيد القديمة (مثل SysVinit) نظرا للميزات التي يقدّمها؛ ومن أهمها:

إمكانيّة أكبر لتنفيذ العمليّات بالتوازي أثناء التمهيد؛ على عكس SysVinit الأبطأ (ينفّذ SysVinit العمليّات الواحدة تلو الأخرى وينتظر التحقّق من اعتماديّات العمليّات قبل البدء في تشغيل خدمات النظام).
يعمل بعد التمهيد على إدارة موارد النظام بطريقة أفضل؛ فالخدمات تشغَّل عند الحاجة إليها فقط من أجل تجنّب استهلاك موارد النظام في عمليّات غير متسخدَمة.
التوافق العكسيّ مع سكربتات SysVinit.

تدير الأداة systemctl نظام التمهيد SystemD؛ التي تؤدي دورَ الأدوات chkconfig و service و shutdown في نظام التمهيد SysVinit. يبيِّن الجدول التالي التشابه بين عمل systemctl وعمل الأدوات المذكورة.

الأمر في SysVinit	الأمر في SystemD	الوصف
`service name start`	`systemctl start name`	تشغيل الخدمة name
`service name stop`	`systemctl stop name`	إيقاف الخدمة name
`service name condrestart`	`systemctl try-restart name`	إعادة تشغيل الخدمة بشرط أن تكون تعمل حاليا
`service name restart`	`systemctl restart name`	إعادة تشغيل الخدمة
`service name reload`	`systemctl reload name`	إعادة تحميل إعدادات الخدمة
`service name status`	`systemctl status name`	عرض حالة الخدمة
`service –status-all`	`systemctl`	عرض حالة جميع الخدمات
`chkconfig name on`	`systemctl enable name`	تفعيل تشغيل الخدمة مع إقلاع النظام حسب ما هو محدّد في ملف الوحدة Unit file. تتمثّل عمليّة تفعيل خدمة للتشغيل التلقائي مع الإقلاع (أو تعطيلها) في إضافة وصلات رمزيّة (أو حذفها) إلى المجلّد `etc/systemd/system/` (أو حذفها منه).
`chkconfig name off`	`systemctl disable name`	تعطيل تشغيل خدمة مع إقلاع النظام.
`chkconfig --list name`	`systemctl is-enabled name`	يتحقّق من ما إذا كانت الخدمة مفعَّلة حاليا أم لا
`chkconfig --list`	`systemctl --type=service`	تعطيل جميع الخدمات مع ذكر ما إذا كانت الخدمة معطّلة أم مفعَّلة.
`shutdown -h now`	`systemctl poweroff`	إيقاف الجهاز
`shutdown -r now`	`systemctl reboot`	إعادة تشغيل النظام

أضاف SystemD مفهومي الوحدة Unit إلى نظام التمهيد (التي يمكن أن تكون خدمة Service، نقطة تركيب Mount point، جهاز طرفي Device أو مقبس شبكي Network socket) والوجهة Target (الكيفيّة التي يدير بها SystemD عمليّات عدّة مرتبطة في ما بينها).

راجع مقال أساسيات Systemd: العمل مع الخدمات، الوحدات Units، واليوميات Journal للمزيد حول نظام التمهيد SystemD.

إدارة العمليات

تعديل الأولوية في التنفيذ

يُستخدَم الأمر renice للتعديل على الأولويّة المعطاة لعمليّة أو عدّة عمليات. تستخدم النواةُ الأولويات لتحديد الكيفيّة التي ستخصّص بها موارد الجهاز للعمليّات. تتراوح الأولويّات Priorities (وتُعرَف أيضا بـ Nices) بين 20- و 19:

$ renice priority identifier

نحدّد بالمعطى الأول priority الأولويّة التي نريد منحها؛ ثم نحدّد في المعطى الثاني معرّفات عمليّات p-، معرّفات مستخدمين (أو أسماءهم) u- أو معرّفات مجموعات مستخدمين (أو أسماءها) g-. يمكن للمستخدم العادي تغيير أولويّة عمليّاته فقط بشرط ألا يؤدّي التغيير إلى نقص قيمة الأولويّة (قيمة أقلّ تعني أولويّة أكبر). بمعنى أنه يمكن للمستخدم تقليص استخدام عمليّاته للموارد إلا أنه لا يمكنه زيادتها.

يحاول الأمر التالي تغيير قيمة أولويّة العمليّة ذات المعرّف 10079 إلى 1-:

$ renice -1 -p 10079

إن أردنا تغيير جميع عمليّات المستخدم academy إلى نفس القيمة نطبّق الأمر كالتالي:

# renice -1 -u academy

إنهاء عملية

يُستخدَم الأمر kill لإنهاء العمليّات؛ إلا أن طريقة إنهاء العمليّة تختلف. ينهي الأمر kill العمليّة بإحدى طريقتيْن: إما أن يطلُب من العمليّة إنهاء مهامها (اجمعي أغراضك وانصرفي) أو يتولى هو المهمة بنفسه. إن لم نحدّد طريقة الإنهاء فسيستخدم الأمرُ الطريقةَ الأولى؛ لتحديد الطريقة الثانيّة نستخدم الخيّار 9-. في الواقع، 9 هو معرّف إشارة يُرسلها النظام إلى العمليّة؛ وتتميّز بأنها إشارة لا يمكن للعمليّة تجاهلها (عكسَ الإشارة 15 اللطيفة المستخدَمة في طريقة الإنهاء الأولى).

يوجد الأمر pkill الذي يعمل على إنهاء العمليّات بطريقة مشابهة للأمر kill مع فرق أن kill ينهي عمليّة (أو مجموعة عمليّات) بناء على المعرّف؛ في حين أن pkill يمكن أن يستخدم اسم العمليّة أو خاصيّات أخرى.

استخدم أمر pgrep إن أردت عرض عمليّات توافق شروطا معينة؛ إن طبّقت أمر pkill على نفس الشروط فسينهي جميع العمليّات التي تنطبق عليها.

في المثال التالي نطلُب إنهاء جميع عمليّات المستخدم academy: