Linux——进程概念（进程状态）

目录

进程状态

三态模型

五态模型

七态模型

Example

eg1:阻塞态：等待某种资源的过程

eg2:挂起态

Linux内核源代码

Linux进程状态查看

Linux运行状态

R运行状态（running）:

S睡眠状态（sleeping)：

 D磁盘休眠状态（Disk sleep）：

T停止状态（stopped）：

kill -19 SIGSTO(暂停stop）

kill -18 SIGCONT(继续continue)

 kill -9 SIGKIL(kill)

X死亡状态（dead）：

 Z(zombie)-僵尸进程：

孤儿进程

---

进程状态

三态模型

进程状态分为 运行态，就绪态，阻塞态。

五态模型

进程状态分为 新建态、终止态，运行态，就绪态，阻塞态。

七态模型

进程状态分为 挂起就绪态、挂起等待态、新建态、终止态，运行态，就绪态，阻塞态

Example

eg1:阻塞态：等待某种资源的过程

        操作系统对外设的管理先描述再组织，操作系统有对应的结构体对外设进行管理，每个管理外设的结构体都有一个等待队列，这些结构体对需要访问该外设的进程进行管理，而等待的进程就被放入等待队列，进而变成阻塞状态，当相应的外设进行相关的操作，PCB（含有全部的属性和数据）便会被CPU执行

        进程因为等待某种条件就绪，而导致的一种不推进的状态——进程卡住了

         阻塞——不被调度——一定是因为当前进程需要等待某种资源(磁盘、网卡、显卡等各种外设）就绪——一定是进程task_struct结构体需要在某种被OS管理的资源下排队

        为什么阻塞？进程要通过等待的方式，等具体资源被别人用完之后，再被自己使用

 PCB可以被维护在不同的队列中

资源线性申请

eg2:挂起态

Linux内核源代码

        为了弄明白正在运行的进程是什么意思，我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态（在 Linux内核里，进程有时候也叫做任务）。

        下面的状态在kernel源代码里定义

/*

* The task state array is a strange "bitmap" of

* reasons to sleep. Thus "running" is zero, and

* you can test for combinations of others with

* simple bit tests.

*/

static const char * const task_state_array[] = {

"R (running)", /* 0 */

"S (sleeping)", /* 1 */

"D (disk sleep)", /* 2 */

"T (stopped)", /* 4 */

"t (tracing stop)", /* 8 */

"X (dead)", /* 16 */

"Z (zombie)", /* 32 */

};

Linux进程状态查看

ps aux / ps axj     

Linux运行状态

R运行状态（running）:

并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

传统意义上新建态、就绪态在Linux中就是R状态

我们来看两段代码

• 含printf的循环

#include 

int main()
{
  while(1)
  {
    printf("我在运行吗？？\n");
  }
}

 //printf 本质就是向外设打印消息，循环打印的过程中外设不会一直处于运行状态，所处理的代码在等待队列中（CPU执行速度非常快）

•  不含printf的纯循环

int main()
{
  while(1)
  {
    //printf("我在运行吗？？\n");
  }
}

 不含printf的纯循环，只需要进行判断，一个纯计算使用CPU不需要使用外设资源的代码，所以就是R状态

S睡眠状态（sleeping)：

意味着进程在等待事件完成（本质是一种阻塞状态）

（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠 （interruptible sleep））。

#include 

int main()
{
  while(1)
  {
    int a=0;
    scanf("%d\n",&a);

    printf("%d\n",a);

    //printf("我在运行吗？？\n");
  }
}

 等待键盘输入，等待键盘资源

 D磁盘休眠状态（Disk sleep）：

        有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。

        我们来举个例子：假如现在有个进程，想向内存写入一个巨大的数据，磁盘将这些数据进行储存，而该进程等待磁盘工作完成并且在等待队列中等待，该进程S休眠，此时CPU执行其他的代码。此时操作系统路过，看到内存严重不足，并且看到该进程尚未执行，什么都不做，Linux就将其删除，当磁盘写完后，发现家被偷了，为了避免这种情况发生，我们保证在某种状态下，即便是操作系统，该进程在这种状态下也无法被杀死，这种状态即为D磁盘休眠状态

T停止状态（stopped）：

        可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。

#include 
  2 #include
  3                                                
  4 int main()                           
  5 {                                    
  6   while(1)                           
  7   {                                  
  8 //    int a=0;                       
  9 //    scanf("%d\n",&a);              
 10 //                                   
 11 //    printf("%d\n",a);              
 12 //                                        
 13     printf("我在运行吗？？,%d\n",count++);
 14     sleep(1);                        
 15   }                                  
 16 }

kill -19 SIGSTO(暂停stop）

kill -18 SIGCONT(继续continue)

 但是当我们control C时，仍然执行

注：control C只能中断在前台运行的代码，即我们显示状态的时候后方跟了+号的进程，由此可以解释之前显示状态的时候，为何S+后有一个+号，为了中断进程，不论前台或者后台的我们都可以使用kill -9 PID

 kill -9 SIGKIL(kill)

 "t (tracing stop)", /* 8 */ 追踪暂停也是暂停的一种，断点处停下来，本质就是进程暂停

X死亡状态（dead）：

        这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态 

 Z(zombie)-僵尸进程：

       

         僵死状态（Zombies）是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用,后面讲），没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程 ，僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。

        所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态来维持进程

         我们创建进程是为了让进程 帮助我们办事，而对于我们操作者而言，我们可能关心结果，也可能不关心结果；当我们是前者的时候，我们可以使用printf来查看结果，但是需要认为校验结果的准确性，我们也可以通过进程退出码来判断，如果一个进程退出了，立马X状态，立马退出，有没有机会拿到退出结果？？？Linux当进程退出的时候，一般不会立即彻底退出，而是要维持一个状态叫做，也叫做僵尸状态——方便后续父进程（OS）读取该子进程退出的退出结果

"X (dead)", /* 16 */

"Z (zombie)", /* 32 */

如何看到僵尸的状态？？子进程退出，但是不要收回子进程

int main()
{
  pid_t id =fork();
  if(id==0)
  {
    //子进程
    while(1)
    {
      printf("我是子进程，我在运行，pid:%d,ppid: %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
    }
  }
  else if(id>0)
  {
    //父进程
    while(1)
    {
      printf("我是父进程，我在运行，pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
    }
  }

}

         我们kill -9 子进程，发现变成了Z+

         维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在task_struct(PCB)中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直都要维护，僵尸状态资源没回收完，如果一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，就是不释放，会使得内存可用的越来越少，因为数据结构对象本身就要占用内存，想想C中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的某个位置进行开辟空间！不释放涉及内存泄漏等知识

孤儿进程

父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？

父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

父进程退出，子进程就会被OS自动领养（通过让1号进程成为新的父进程）。

int main()
{
  pid_t id =fork();
  if(id==0)
  {
    //child
    while(1)
    {
      printf("我是子进程：pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
    }
  }
  else 
  {
    //parent
    int cnt=10;
    while(1)
    {
      printf("我是父进程：pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
      if(cnt--<=0)break;

    }
    
  }
  return 0;
}

 父进程的僵尸状态未被看见，因为其被其父进程即bash回收

32516的爹嘎了之后，又给自己找了一个爹，PPID为1

 为什么领养？如果不领养，子进程后续再退出，无人回收，游离的进程多了，占据更多的内存空间。

       并且我们可以看到，领养之前，子进程S+前台运行，领养之后，自动由前台变为后台运行，如果想杀掉该进程

• kill -9 PID
• killall myproc(进程名称）