Linux下的进程状态和 僵尸/孤儿进程的区别

     

目录

Linux进程的各种状态的表示：

R状态的测验：

S状态的测验：

T状态的测验： 

这次讲解一个新指令：kill -l

t状态测验：追踪暂停

X状态：死亡状态

Z状态：僵尸状态

        进程一直处于僵尸状态的危害：

孤儿进程：

最后简单来说一说状态后面有+号的意思:

---

       在上一篇博客中，我介绍了宏观层面下普遍的操作系统对于进程多种状态的理解，有运行状态、阻塞状态、挂起状态，感兴趣的同学可以看看：操作系统层面下——进程状态讲解

而在Linux操作系统中，进程的状态又是怎样的呢？

Linux进程的各种状态的表示：

 从上图可知，Linux操作系统中公有7种类型的进程状态：

其中R状态是运行状态；

S是阻塞状态；

T是暂停状态(浅度睡眠)，它其实也算是阻塞状态的一种分支；

D算是深度睡眠状态；

X是死亡状态；

Z是僵尸状态；

t是追踪暂停状态

---

R状态的测验：

 通过查看该进程的状态信息可知，它为R+，R从上面可知为运行状态，这里卖个关子，对于状态后面的加号，一会进行讲解。

---

S状态的测验：

该代码相比较于试验1的代码多了一个printf函数调用。 

 运行程序后：

        通过右图发现，该程序的状态变成了S+，从开头的状态表示可知，S状态是阻塞状态。为什么进程会变成阻塞状态呢？它不是运行的好好的吗？

        之前讲到进程转换成阻塞状态一定是因为该进程在被CPU执行的过程中，需要申请硬件资源，导致CPU终止了该进程的执行，操作系统将其调入硬件处理器的等待队列中等待着硬件资源的处理。

        这个例子也是如此，因为printf函数是需要将运算结果输出到显示屏的，它是关联到硬件的显示屏的，所以会申请硬件资源，程序运行虽然是一瞬间的事情，但在此运行中大部分时间都在使用硬件资源，那么该进程就会从运行状态转到阻塞状态。

T状态的测验： 

仍是与例二一样的代码。

运行该程序 ：

这次讲解一个新指令：kill -l

功能：kill指令 可将指定的信号(singnal)送至程序。预设的信息为 SIGTERM(15)，可将指定程序终止。

共有60多种信号，各有各的作用去终止进程运行。

11290是该进程的Pid编号，想要终止一个进程，直接使用指令：kiil -[所选信号] [进程pid编号]。

根据ps ajx指令查看该进程的状态信息变成了T状态：

因为19号信号的作用是使得正在运行的进程暂停。

所以触发进程暂停为T状态的直接原因是对该进程使用SIGSTOP信号。

---

t状态测验：追踪暂停

例：

源代码：

 使用gcc编译器生成Debug版本可执行文件：

 

开始使用n或s指令开始调试已启动的程序：

通过监视器查看该进程状态信息： 

红色框中涉及了多条指令：

1.while : ;do [输入想要输入的指令]; done        ：该指令作用是一直做死循环

2.ps ajx | head -1                                     ：显示所有进程状态信息并且显示检测器的属性栏 

3.ps ajx | grep hahha                               ：显示文件名为hahha进程的状态信息

4.grep -v grep                                           ：反向查找不含有grep关键字的信息

5.sleep num                                              ：休眠num秒种

       绿框内容表示：使用gdb调试器运行上面生成的可执行文件代码。在框里面看有一个进程在运行，即gdb hahha，它处于阻塞状态。

       当我开始给程序打上断点，并开始使用指令run后，进程状态检测器检查到hahha处于t状态，如上图橙色框中的内容，说明了该进程现在正在处于被追踪暂停状态。

        也就是说触发某个进程状态为t状态的只能是使用gdb调试器对该进程进行断点调试才行。

---

X状态：死亡状态

        该状态表明了进程退出后的一种状态，我们在操作系统的进程状态监测中也无法看到，因为进程退出的一瞬间会从某个状态转换为Z状态，然后一瞬间就会被父进程给回收掉。

---

Z状态：僵尸状态

1.什么是僵尸进程？

        在Linux系统中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，且两者的运行是相互独立的，父进程永远无法预测子进程到底什么时候次啊会结束运行，当子进程某个命令结束自己的生命时，其实它并没有真正的被销毁，内核操作系统只是释放了该进程所占有的所有资源(打开的文件，占用的内存等)，，但是一定会保留该进程的PCB，因为PCB中的进程状态显示栏不能直接显示为死亡状态X，只有当父进程通过使用特定的函数将子进程的信息全部回收掉后，处理完后事，OS才会真正将子进程的所有信息全部释放掉。这样设计的目的主要是：父进程需要知道子进程到底什么时候才结束所定的一个闹钟，子进程一退出，父进程身旁的闹钟就会响，意味着它知道了子进程退出了，该去给子进程处理后事了。

        举个例子：小明早上六点起床去公园跑步，在他视野的前方，同样也有一个老人在跑步，这时老人突发心脏病倒在了地上，小明发现后快步跑到前方查看老人的情况，发现老人没了呼吸，赶紧拨打了110和120。等几分钟过后，警察和医生飞速奔来检查和救治老人，但抢救无效老人已经去世了。医生将老人送至医院后联系其家属进行后事处理，警察则在现场拉起了警戒线，收集老人死亡前后的所有原因和线索。而老人在突发心脏病离世到医生和警察为其处理的过程在Linux下就叫做僵尸状态。

        所以只要子进程退出，父进程还在运行，但是父进程一直没有回收子进程的资源和退出信息，那么子进程就一直处于僵尸状态。

例：

生成可执行文件，并允许： 

 通过ps ajx 指令循环查看父子进程状态：

由上图可知：蓝框为父进程，红框为子进程(此时子进程已经结束退出)，父进程还未回收处理，子进程状态为Z装，且后面显示。

        虽然mytest该进程的父进程还在执行，但其子进程已经成为僵尸进程了，且以终止状态出现在状态表中，可见defunct一一失效的意思，即子进程成为了失效的进程，虽然它仍在运行着，但是是行尸走肉，所以叫做僵尸，它只能默默等待着父进程结束退出，让父进程来回收自己，结束生命！ 

进程一直处于僵尸状态的危害：

       进程的退出状态就会一直被维持下去，它要告诉父进程“你交给我的任务，我办的怎么怎么样了......"。如果父进程一直不读取，那么子进程就一直处于Z状态。

       维护退出状态本身就是用资源做维护，也属于进程的基本信息，保存在PCB中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直就要维护。

       一个父进程创建了很多个子进程，若是它们都退出了父进程不回收，就会造成内存资源的浪费！即内存泄漏。

说完了僵尸进程，就不得不提一提孤儿进程了，造成孤儿进程的原因与造成僵尸进程的原因正好是的相反的。

孤儿进程：

 在上边将了子进程如果提前退出，该进程成为僵尸进程。

若是父进程先退出，子进程仍在运行，那么子进程就称之为”孤儿进程“。

父进程先退出的话，我们不需要输入特定的函数或者指令去回收父进程的退出信息，因为bash进程会自己做这些事情，不劳烦我们用户操心！

        bash进程上上篇博客提到过，bash是一切父进程的父亲——老祖宗，就连我们输入的指令都是由bash的子进程去执行的，所以父进程退出，它由bash去进行善后处理。

        此时，父进程被bash回收后，只剩下子进程一个人孤零零的在运行着程序，这时子进程的ppid会自动变成1(bash的pid编号默认就为1)，也就相当于是bash进程代替了原来的父进程，给这个子进程当父亲。那操作系统为什么要这么干？

        如果bash不领养子进程，等到子进程退出的时候会成为僵尸进程，僵尸进程原本是父进程会进行回收处理，但父进程已经挂掉了，无人收尸便会造成内存泄漏，所以需要bash去领养！子进程退出后，就由bash对该进程进行回收，名正言顺。

例： 

针对父进程执行流采用exit命令退出，子进程仍处于while循环中执行代码。 

运行结果： 

 

最后简单来说一说状态后面有+号的意思:

        状态后面有+号表明该进程现在是前台运行方式，我们可以使用ctrl+c，ctrl+z,ctrl+\快捷键使其终止。

        而状态后面没有+号表明进程是后台运行方式，使用上面的快捷键无法使进程停止，只能使用kill -9强制终止！