Linux 命令工具 ps 与 pstree 详解

一、ps 工具概述

ps（Process Status）是 Linux 系统中用于查看当前进程状态的核心工具，可显示进程的 PID、用户、CPU 占用率、内存使用量、启动时间、命令行参数等信息。

• 应用场景：监控系统性能、排查进程异常、管理后台服务等。
• 数据来源：直接读取 /proc 文件系统（存储运行中进程的实时信息）。

二、ps 安装方式

ps 是 Linux 系统的内置工具，无需手动安装，默认随系统预装。

• 验证安装：在终端输入 ps --version 或 ps -V，若显示版本信息（如 ps (GNU ps) 3.3.17），则说明已安装。

三、ps 核心功能

功能	说明
查看进程列表	显示当前用户或所有用户的进程，支持按 PID、CPU、内存等排序。
过滤进程	通过进程名、用户、状态等条件筛选特定进程（如仅显示某用户的进程）。
获取进程细节	显示进程的父进程 PID（PPID）、启动时间、命令行参数、资源占用等详细信息。
监控实时状态	配合 watch 命令动态刷新进程状态（如 watch -n 2 ps aux）。

四、ps 基础用法

1. 常用选项组合

• ps aux（BSD 风格，适用于查看所有用户的进程）：

  • a：显示终端中的所有进程（包括其他用户）。
  • u：以用户格式显示（包含用户名、CPU、内存等详细信息）。
  • x：显示无终端的进程（如后台服务）。
    输出字段说明：

  USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
  root         1  0.0  0.1  16964  3432 ?        Ss   May20   0:06 /sbin/init
  

  • USER：进程所属用户；PID：进程 ID；%CPU：CPU 占用率；%MEM：内存占用率；COMMAND：进程启动命令。

• ps -ef（System V 风格，适用于查看进程父子关系）：

  • -e：等价于 a，显示所有进程；-f：显示完整格式（包含父进程 PPID、启动时间等）。
    典型输出：

  UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
  root         1     0  0 May20 ?        00:00:06 /sbin/init
  

  • PPID：父进程 ID；STIME：进程启动时间。

2. 过滤特定进程

• 按进程名过滤（使用 grep）：

  ps aux | grep nginx  # 查看 nginx 相关进程
  ps -ef | grep [p]ython  # 精确匹配 python 进程（避免包含 grep 自身）
  

• 按用户过滤：

  ps -u username  # 显示用户 username 的进程
  ps -u root -u www-data  # 显示 root 和 www-data 用户的进程
  

• 按 PID 过滤：

  ps -p 1234  # 查看 PID 为 1234 的进程详情
  

五、ps 进阶操作

1. 排序与筛选

• 按 CPU 占用率降序排序：

  ps aux --sort=-%cpu  # 等价于 ps aux | sort -k3nr
  

• 按内存占用率降序排序：

  ps aux --sort=-%mem
  

• 筛选特定状态的进程（如僵尸进程 Z）：

  ps aux | grep ' Z '
  

2. 获取进程树结构

结合 pstree（下文详述）或 ps 自身参数查看进程父子关系：

ps -e -o pid,ppid,comm  # 显示 PID、PPID、进程名

3. 输出格式化

使用 -o 自定义输出字段：

ps -o pid,user,%cpu,cmd  # 仅显示 PID、用户、CPU 占用率、命令
ps -o pid,comm --sort=pid  # 按 PID 排序并显示 PID 和进程名

六、实战案例

案例 1：杀死异常进程

1. 查找占用 CPU 过高的进程：

   ps aux | sort -k3nr | head -n 5  # 查看 CPU 占用前 5 的进程
   

2. 终止进程（如 PID 为 12345）：

   kill -9 12345
   

案例 2：监控服务启动状态

跟踪 tomcat 进程的启动过程：

watch -n 1 "ps -ef | grep tomcat"  # 每秒刷新一次 tomcat 进程状态

案例 3：分析内存泄漏

持续观察某进程的内存占用变化：

while true; do ps -p 6789 -o %mem; sleep 5; done

七、注意事项

1. 选项兼容性：
   • ps 支持 BSD 风格（如 aux）和 System V 风格（如 -ef），不同风格选项不可混用（如 ps -aux 合法，但 ps -a -u -x 等价于 ps aux）。
2. 动态性：
   • 进程状态实时变化，ps 输出仅为执行瞬间的快照，需结合 top 等动态监控工具长期观察。
3. 权限问题：
   • 普通用户只能查看自己的进程，查看其他用户进程需 root 权限（如 sudo ps -u root）。
4. 避免误操作：
   • 使用 kill -9 强制终止进程前，需确认进程用途，避免终止关键系统服务（如 init 进程）。

pstree 命令补充

1. 工具概述

pstree 用于以树状结构显示进程的父子关系，直观展示进程启动链（如 init 作为所有进程的“根”）。

• 优势：比 ps -ef 更清晰呈现进程层次，适合排查服务依赖或僵尸进程链。

2. 安装方式

• 默认安装：多数 Linux 发行版（如 Ubuntu、CentOS）默认预装。
• 手动安装：
  • Ubuntu/Debian：sudo apt install psmisc
  • CentOS/RHEL：sudo yum install psmisc

3. 核心功能与用法

• 基本用法：

  pstree  # 显示以 init（PID=1）为根的进程树
  pstree -u  # 显示每个进程的所属用户
  pstree -p  # 显示每个进程的 PID
  

  典型输出：

  systemd(1)─┬─ModemManager(458)─┬─{ModemManager}(458)
             ├─accounts-daemon(636)───{accounts-daemon}(636)
             ├─agetty(1786)
             ├─bash(1785)───pstree(2001)
             └─sshd(937)─┬─sshd(1783)───bash(1784)
                          └─{sshd}(937)
  

• 按 PID 或进程名过滤：

  pstree 1234  # 显示 PID 为 1234 的进程及其子进程
  pstree nginx  # 显示 nginx 进程的树状结构
  

• 横向显示（适合宽屏）：

  pstree -H  # 以横向层级展示进程树
  

4. 实战案例

• 案例：排查僵尸进程链
  若发现僵尸进程（状态为 Z），使用 pstree -p 定位其父进程，逐层终止：

  pstree -p | grep Z  # 查找包含僵尸进程的分支
  kill -9 父进程PID    # 终止父进程以清理僵尸子进程
  

总结

• ps 是进程查询的基础工具，通过不同选项组合可灵活获取进程信息；
• pstree 以可视化树状结构辅助分析进程关系，两者结合使用能更高效排查系统问题。
  建议日常运维中配合 top（动态监控）、kill（进程管理）等工具形成完整的进程管理流程。