linux查询进程的启动时间

说到查询进程的启动时间，你的第一反应肯定是ps -p $pid -o lstart，但是ps 命令通常会通过访问 proc 文件系统来收集进程的信息，它本身是一个外部命令，执行时需要进行进程管理、格式化输出等额外的操作，这会消耗更多的 CPU 和 I/O 资源。每次执行 ps 命令时，它都会启动一个新的进程来执行命令，并且在执行过程中会对多个系统资源进行访问，可能会影响系统性能，尤其是高频繁调用时。

而直接读取 /proc/$pid/stat 文件是内核级别的操作，效率高，不需要额外的进程管理或命令解析开销。通过直接访问 /proc 文件系统，可以快速获得进程信息，尤其是在需要高频率查询进程信息时，它比 ps 命令更具优势。

在 Linux 系统中，/proc/[pid]/stat 文件包含了关于进程的各种信息，其中包括进程的启动时间。你可以通过解析 stat 文件中的某些字段来计算进程的启动时间，并将其转换为 date 格式。

如何通过/proc获取进程启动时间

步骤一：从 `/proc/uptime` 获取进程的启动时间

uptime_seconds =awk '{print $1}' /proc/uptime获取系统的运行时间（单位：秒）(从os启动到现在有多少秒 )

1.1 获取启动时间（jiffies）

首先，读取 /proc/[pid]/stat 文件中的第 22 个字段，这个字段表示进程的启动时间（jiffies）。每个 jiffie 是系统时钟的一个单位，通常等于 1/100 秒（在某些系统上，可能是 1/250 秒，但大多数 Linux 系统使用 1/100 秒）,得到进程自系统启动以来的时钟滴答（jiffies）数。

步骤二：获取系统的时钟频率

系统时钟频率（也称为 CLK_TCK）指的是每秒钟的时钟滴答数。在大多数 Linux 系统上，时钟频率为 100（即每秒 100 个 jiffies）。你可以通过 getconf CLK_TCK 来获取当前系统的时钟频率。

2.1 获取时钟频率

你可以使用 getconf CLK_TCK 命令来获取系统的时钟频率：

clk_tck=$(getconf CLK_TCK)

步骤三：计算进程启动的时间

要计算进程的启动时间，可以使用以下公式：

process_start_time_seconds = (启动的 jiffies) / (每秒的时钟滴答数)
$uptime_seconds - $process_start_time_seconds

$uptime_seconds - $process_start_time_seconds这个结果将给出从系统启动以来，进程启动的秒数。

系统启动时间和进程启动时间的参考时间点是一致的：它们都是相对于系统的启动时刻。

利用这个共同的时间点，通过两者之间的差值就可以计算出进程的启动时间。

`/proc/uptime` 提供的是系统的总运行时间，因此它可以作为整个系统的“基准时钟”

而`/proc/$pid/stat`提供的是进程在该系统上的启动时刻（相对于系统启动），所以通过它们的差值来计算进程的启动时间

步骤四：转换为实际日期格式

使用 date 命令将秒数转换为人类可读的日期格式。

absolute_start_time_seconds=$(echo "$(date +%s) - $uptime_seconds + $process_start_time_seconds" | bc)

示例代码

以下是一个脚本，演示了如何通过 /proc/[pid]/stat 获取进程的启动时间，并将其转换为实际的日期和时间格式：

#!/bin/bash# 输入进程的 PID
pid=$1# 获取系统的运行时间（单位：秒）
uptime_seconds=$(awk '{print $1}' /proc/uptime)# 获取进程的启动时间（jiffies）
start_jiffies=$(awk '{print $22}' /proc/$pid/stat)# 获取系统的时钟频率（每秒的时钟滴答数）
clk_tck=$(getconf CLK_TCK)# 计算进程的启动时间（单位：秒）
process_start_time_seconds=$(echo "$start_jiffies / $clk_tck" | bc)# 计算进程的绝对启动时间
absolute_start_time_seconds=$(echo "$(date +%s) - $uptime_seconds + $process_start_time_seconds" | bc)# 转换为日期格式
start_date=$(date -d @$absolute_start_time_seconds "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")echo "Process $pid started at: $start_date"

解释：

awk '{print $22}' /proc/$pid/stat：读取进程的启动时间（jiffies）。
getconf CLK_TCK：获取系统的时钟频率（即每秒的 jiffies 数量）。
awk '{print $1}' /proc/uptime：读取系统的 uptime（系统启动后的总时间，单位为秒）。
bc：用于浮点运算计算进程启动的秒数。
absolute_start_time_seconds=$(echo "$(date +%s) - $uptime_seconds + $process_start_time_seconds" | bc)：计算进程的绝对启动时间。用当前时间戳（date +%s）减去系统启动时间，再加上进程的启动时间，得到进程的绝对启动时间。
start_date=$(date -d @$absolute_start_time_seconds "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")：将绝对启动时间转换为可读的日期格式。

步骤五：运行脚本

假设你有一个进程的 PID，可以像下面这样运行脚本：

./get_process_start_time.sh 12345

这个命令会输出类似下面的内容：

Process 12345 started at: 2024-11-01 10:35:15

总结：

/proc/[pid]/stat 中的第 22 个字段提供了进程的启动时间（以 jiffies 为单位）。
使用 getconf CLK_TCK 获取系统时钟频率，确定每秒的 jiffies 数量。
使用 /proc/uptime 来获取系统的启动时间，从而计算进程的启动时间。
使用 date 命令将计算出的秒数转换为标准的日期时间格式。

这种方法能够有效地查询进程的启动时间并将其转换为可读的格式。

上述讲解如果获取pid的启动时间，但是实际场景我们只知道进程的名称，如何通过进程名称拿到pid呢，你的第一反应肯定是ps -ef | grep 进程名称，nonono,我们说明不建议使用ps,那么是否有其他方式呢？

`pgrep` 和 `/proc/$pid/cmdline` 获取进程 PID

1. `pgrep` 命令

简介

pgrep 是一个用来查找匹配指定条件的进程，并返回它们的 PID（进程 ID）的命令。它能够快速定位进程，并返回一个或多个 PID。

常见用法：

pgrep <pattern>：通过进程名称（或匹配模式）查找 PID。
pgrep -f <pattern>：在整个命令行中查找进程，而不仅仅是进程名称。
pgrep -o <pattern>：只返回最早的 PID。
pgrep -n <pattern>：只返回最近的 PID。

示例：

# 查找所有名为 'python' 的进程 PID
pgrep python# 查找所有包含 'python /usr/bin/cinder-volume' 命令的进程
pgrep -f "python /usr/bin/cinder-volume"# 获取名为 'cinder-api' 的进程 PID
pgrep cinder-api

解析：

pgrep 会返回匹配到的进程的 PID。如果没有匹配到，返回空值。
默认情况下，pgrep 只会匹配进程名称（argv[0]），即进程的命令名。
使用 -f 选项时，pgrep 会匹配进程的完整命令行（包括命令行参数），而不仅仅是进程名称。
pgrep 可以根据进程名、父进程 ID、用户、会话等信息进行过滤，支持正则表达式。

优点：

简洁高效：pgrep 是专门用来查询进程 PID 的工具，使用简单，能够快速找到进程。
支持正则：可以用正则表达式灵活匹配进程。
无需手动处理 /proc 目录：pgrep 内部实现已经处理了 /proc 的细节，用户只需要关心进程名称或命令行即可。

缺点：

可能有误匹配：如果进程名中有多个类似的进程，可能会返回多个 PID。例如，如果有两个进程名称相同的进程，pgrep 会返回它们的所有 PID，可能需要后续处理来精确筛选。
限制性：pgrep 仅通过进程名称或者命令行来匹配进程，无法像 /proc 目录那样查询其他进程信息（例如启动时间、内存占用等）。

2. `/proc/$pid/cmdline` 方式

简介

Linux 系统中每个进程在 /proc 目录下都有一个对应的目录，目录名即为进程的 PID。每个进程目录下都有一个 cmdline 文件，记录了启动该进程时的命令行参数。通过读取 cmdline 文件，结合进程的 PID，可以知道该进程是如何启动的。

常见用法：

通过 /proc/[pid]/cmdline 来获取进程的命令行信息。
通过遍历 /proc 目录来查找符合条件的进程。

示例：

# 获取进程 1234 的命令行信息
cat /proc/1234/cmdline# 查找所有进程的命令行，并筛选出包含 'python' 的进程
for pid in /proc/[0-9]*; doif [[ -f $pid/cmdline && $(cat $pid/cmdline) == *"python"* ]]; thenecho "Found PID: $(basename $pid)"fi
done

解析：

/proc/$pid/cmdline 文件包含该进程启动时的命令行字符串，多个参数之间用 null 字符 (\0) 分隔。
读取 cmdline 文件可以了解进程的完整命令行，包括程序名称和所有传递的命令行参数。
可以通过遍历 /proc 目录下的每个进程目录（/proc/[pid]）来检查进程的命令行，查找符合条件的进程。

优点：

详细信息：cmdline 包含完整的命令行参数，可以获取进程启动时的完整命令（包括路径和参数）。
精确控制：通过直接操作 /proc，可以灵活地过滤和查找进程，支持更复杂的查询条件。
无需依赖外部工具：通过直接访问 /proc，可以不依赖于 pgrep 等外部命令。

缺点：

性能问题：遍历 /proc 目录可能会导致较高的 I/O 开销，尤其是在系统进程较多时。
需要处理 null 字符：/proc/$pid/cmdline 中的命令行参数由 null 字符分隔，因此需要特别处理。例如，使用 cat 会输出 \0 字符，可能需要进一步处理。
复杂性较高：与 pgrep 命令相比，通过 /proc 查找进程需要手动遍历 /proc 目录并对 cmdline 文件进行解析，代码实现稍复杂。

3. `pgrep` vs `/proc/$pid/cmdline`

性能：

pgrep 在实现上已经做了很多优化，直接使用命令行参数匹配，通常会比遍历 /proc 目录查找 PID 更高效。
/proc/$pid/cmdline 方法需要遍历系统中的所有进程，并读取每个进程的 cmdline 文件，对于大量进程的系统来说性能开销较大。

精确度：

pgrep 适合简单的匹配任务，如果仅仅是通过进程名查找进程 PID，pgrep 更简洁。
/proc/$pid/cmdline 方法则能提供更精确的控制，尤其在进程名称不唯一的情况下，或者需要检查进程的启动参数时，/proc 方式更灵活。

易用性：

pgrep 作为一个专门的命令，使用起来非常简便。它提供了正则表达式支持，可以快速查找进程。
/proc/$pid/cmdline 需要编写脚本来遍历 /proc 目录并解析 cmdline 文件，使用起来相对复杂。

使用场景：

pgrep：如果只是通过进程名或命令行模式查找 PID，pgrep 是最简单直接的工具，适合大部分简单任务。
/proc/$pid/cmdline：如果你需要深入解析进程的启动命令，或者进程名不唯一需要通过命令行参数进行更精确的筛选，/proc 方式更适用。

总结

pgrep 是一个简单、快速、有效的工具，适合根据进程名称或命令行模式快速查找进程 PID，适用于大多数场景。
/proc/$pid/cmdline 提供了更高的灵活性和精确度，适合需要访问进程命令行参数的场景，但性能开销较大，使用起来也更为复杂。

两者根据具体需求选择，通常如果只是查找进程 PID，pgrep 更加高效和简洁；而如果需要深入获取进程的命令行信息，/proc 方式更适合。

/proc/uptime

/proc/uptime 是 Linux 系统中的一个伪文件，用于提供系统启动以来的运行时间（包括空闲时间和总运行时间）。它位于 /proc 文件系统中，是一个很有用的文件，可以用来获取系统的启动时间、空闲时间等相关信息。

`/proc/uptime` 文件格式

/proc/uptime 文件的内容通常如下所示：

12345.67 8901.23

这里有两个值，用空格分开：

第一个值：系统的总运行时间，单位是秒。
- 这个值表示系统自启动以来的时间（包括系统空闲时间），即从系统启动到当前时间的总时长。
第二个值：系统空闲时间，单位也是秒。
- 这个值表示自系统启动以来，所有 CPU 的空闲时间的累计时间（包括系统空闲和用户空闲的时间）。

`/proc/uptime` 详细解析

第一个字段：系统的总运行时间（uptime）
- 意义：这是系统从启动时刻开始，到当前时刻所经过的总时间（包括空闲时间和非空闲时间）。可以理解为整个系统的“活跃时间”。
- 单位：秒。
- 例如：12345.67，表示系统从启动到当前的时间是 12345.67 秒。
第二个字段：系统空闲时间（idle time）
- 意义：这个字段表示从系统启动到当前时刻，所有 CPU 核心空闲的累计时间。换句话说，这个时间表示系统中 CPU 在空闲状态下的总时间。
- 单位：秒。
- 例如：8901.23，表示自系统启动以来，CPU 处于空闲状态的时间为 8901.23 秒。

如何使用 `/proc/uptime` 获取系统信息

系统运行时间：第一个字段的值表示系统的总运行时间，可以用来计算系统的“活跃”时间。
系统空闲时间：第二个字段的值表示系统的空闲时间，可以用来了解系统的负载和空闲情况。

计算系统的“活动”时间

/proc/uptime 提供的第一个字段可以直接表示系统自启动以来的运行时间。这个时间是总运行时间，包括了 CPU 在空闲时和活动时的时间。因此，如果需要查看系统的运行状态、负载、空闲情况时，uptime 是一个非常重要的参考。

示例

查看系统总运行时间和空闲时间

cat /proc/uptime

假设返回的内容为：

12345.67 8901.23

系统总运行时间：12345.67 秒
系统空闲时间：8901.23 秒

查看系统的活动时间

如果你想了解系统的活动时间，可以通过以下公式计算：

active_time=$(awk '{print $1 - $2}' /proc/uptime)
echo "Active time: $active_time seconds"

这里，$1 是系统总运行时间，$2 是空闲时间。通过计算这两者的差值，你就可以得到系统的“活动时间”。

计算系统启动时间

/proc/uptime 中的第一个字段还可以帮助你计算系统的启动时间。假设当前时间戳是 $(date +%s)（即从1970年1月1日到当前的秒数），系统的启动时间戳可以通过以下公式计算：

startup_time=$(echo "$(date +%s) - $(awk '{print $1}' /proc/uptime)" | bc)
startup_date=$(date -d @$startup_time)
echo "System startup time: $startup_date"

这里，我们首先使用 date +%s 获取当前时间戳，再用 /proc/uptime 中的第一个字段（系统总运行时间）减去，得到系统的启动时间戳，然后用 date -d @$startup_time 将时间戳转换为可读的日期格式。

应用场景

系统监控：你可以利用 /proc/uptime 来查看系统是否在长时间运行，尤其是当你想监控一个系统的健康状况时，了解系统是否重启或者空闲状态。
负载分析：通过对比系统的空闲时间和总运行时间，可以推测系统的负载状态。较高的空闲时间可能表明系统负载较轻，较低的空闲时间则可能表明系统负载较高。
计算系统启动时间：如上所述，/proc/uptime 提供了计算系统启动时间的关键信息，尤其是在系统管理和调试中很有用。

总结

/proc/uptime 是一个非常有用的文件，它提供了系统的总运行时间和空闲时间。
可以使用该文件的信息来监控系统的负载、计算系统的启动时间等。
理解 /proc/uptime 中的两个字段的含义有助于你更好地分析和理解系统的状态。

/proc/$pid/stat

/proc/$pid/stat 是 Linux 中一个非常重要的文件，它包含了当前进程的各种状态和资源使用情况。每个进程都有一个对应的 /proc/$pid/stat 文件，其中包含了该进程的多种信息，包括它的运行时间、内存使用情况、CPU 使用情况等。

`/proc/$pid/stat` 文件格式

/proc/$pid/stat 文件的内容通常包括多达 50 个字段，每个字段用空格分隔。这里简要介绍最常用的字段，重点讲解 utime 和 stime 字段。

`/proc/$pid/stat` 中的字段

pid (comm) state ppid pgrp session tty_nr tpgid flags minflt cminflt majflt cmajflt utime stime cutime cstime priority nice num_threads itrealvalue starttime vsize rss rsslim startcode endcode startstack kstkesp kstkeip signal blocked sigignore sigcatch wchan nswap cnswap exit_signal processor rt_priority policy delayacct_blkio_ticks guest_time cguest_time

pid: 进程的 PID（进程ID）。
comm: 进程的名称（括号中的内容）。
state: 进程的状态，常见的有：
- R: 运行
- S: 睡眠
- D: 不可中断的睡眠
- Z: 僵尸
- T: 停止
- W: 内存交换中
ppid: 父进程的 PID。
pgrp: 进程组 ID。
session: 会话 ID。
tty_nr: 进程的终端设备号。
tpgid: 进程组的进程号。
flags: 进程标志位，表示进程的特性。
minflt: 进程自启动以来发生的最小页面错误次数。
cminflt: 进程的子进程自启动以来发生的最小页面错误次数。
majflt: 进程自启动以来发生的重大页面错误次数。
cmajflt: 进程的子进程自启动以来发生的重大页面错误次数。
utime: 进程在用户态的 CPU 时间（单位：jiffies，时钟滴答）。表示进程在用户空间执行的时间，不包括内核空间的时间。
stime: 进程在内核态的 CPU 时间（单位：jiffies，时钟滴答）。表示进程在内核空间执行的时间，不包括用户空间的时间。
cutime: 子进程在用户态的 CPU 时间（单位：jiffies）。
cstime: 子进程在内核态的 CPU 时间（单位：jiffies）。
priority: 进程的调度优先级。
nice: 进程的 nice 值，影响进程的优先级。
num_threads: 进程的线程数。
itrealvalue: 进程的定时器过期时间。
starttime: 进程启动时的时间（单位：jiffies）。
vsize: 进程的虚拟内存大小（单位：字节）。
rss: 进程的常驻内存集大小（单位：页面数）。
rsslim: 进程的最大内存限制（单位：字节）。
startcode: 进程代码段的起始地址。
endcode: 进程代码段的结束地址。
startstack: 进程堆栈段的起始地址。
kstkesp: 进程内核栈的栈指针。
kstkeip: 进程内核栈的指令指针。
signal: 进程接收的信号。
blocked: 进程阻塞的信号。
sigignore: 进程忽略的信号。
sigcatch: 进程捕获的信号。
wchan: 进程阻塞时的内核函数地址。
nswap: 进程交换出去的页面数量。
cnswap: 子进程交换出去的页面数量。
exit_signal: 进程退出时发送的信号。
processor: 进程运行的 CPU 核心编号。
rt_priority: 进程的实时优先级。
policy: 进程的调度策略。
delayacct_blkio_ticks: 进程的块 I/O 延迟时间（单位：时钟滴答）。
guest_time: 进程在模拟的虚拟机中运行的时间（单位：jiffies）。
cguest_time: 子进程在模拟的虚拟机中运行的时间（单位：jiffies）。

`utime` 和 `stime` 字段的意义

utime：表示进程在用户空间执行的时间。它是进程执行用户代码所消耗的 CPU 时间，单位为 jiffies（时钟滴答）。每个 jiffy 的长度取决于系统的时钟频率（getconf CLK_TCK）。通常情况下，utime 可以反映进程的 CPU 使用量（除去内核部分）。
stime：表示进程在内核空间执行的时间。它是进程执行内核代码所消耗的 CPU 时间，单位也为 jiffies。通常，这个时间会比较短，除非进程进行大量的内核空间操作。

这两个字段分别表示用户态和内核态的 CPU 时间，它们的合计给出了进程的总 CPU 使用时间。

为什么 `utime` 和 `stime` 不等于进程的启动时间？

utime 和 stime 字段并不是表示进程的启动时间，而是表示进程在用户态和内核态的 CPU 时间消耗。它们指的是从进程启动以来，进程实际占用 CPU 时间的总和。

utime：表示进程在用户态（执行用户代码）消耗的 CPU 时间。
stime：表示进程在内核态（执行系统调用、内核代码）消耗的 CPU 时间。

utime 和 stime：表示的是进程的 CPU 使用时间，累积了进程在用户态和内核态的时间。它并不能直接告诉你进程的启动时间，而是进程执行时消耗的 CPU 时间。
utime 和 stime 的计算不考虑进程的 等待时间，比如：如果进程在等待 I/O 操作、睡眠、被暂停等，它的 CPU 时间 不会增加，但它的 实际启动时间（通过 ps -p $pid -o lstart 获取）仍然可以准确反映进程的启动时刻。