Linux—进程状态、僵尸进程、孤独进程、优先级

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文章目录

  • 一、进程状态
  • 二、僵尸进程、孤儿进程
    • 1、Z(zombie)-僵尸进程
    • 2、僵尸进程危害
    • 3、孤儿进程
  • 三、进程优先级
    • 1、基本概念
    • 2、查看系统进程
    • 3、PRI and NI
    • 4、PRI vs NI
    • 5、查看进程优先级的命令
    • 6、其他概念


一、进程状态

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)

  1. 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。
  2. S睡眠状态(sleeping): 意味着进程在等待事件完成(这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠(interruptible sleep))。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。

进程状态查看

Linux—进程状态、僵尸进程、孤独进程、优先级_第1张图片


二、僵尸进程、孤儿进程

1、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。

来一个创建维持30秒的僵死进程例子:

#include 
#include 
int main()
{
 pid_t id = fork();
 if(id < 0){
 perror("fork");
 return 1;
 }
 else if(id > 0){ //parent
 printf("parent[%d] is sleeping...\n", getpid());
 sleep(30);
 }
 else{
 printf("child[%d] is begin Z...\n", getpid());
 sleep(5);
 exit(EXIT_SUCCESS);
  }
 return 0;
 }

编译并在另一个终端下启动监控
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开始测试
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看到结果
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2、僵尸进程危害

  1. 进程的退出状态必须被维持下去,因为他要告诉关心它的进程(父进程),你交给我的任务,我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取,那子进程就一直处于Z状态?是的!
  2. 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?是的!
  3. 那一个父进程创建了很多子进程,就是不回收,是不是就会造成内存资源的浪费?是的!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。
  4. 内存泄漏?是的!
  5. 如何避免?后面讲

3、孤儿进程

  1. 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?
  2. 父进程先退出,子进程就称之为“孤儿进程”
  3. 孤儿进程被1号init进程领养,当然要有init进程回收喽。
#include 
#include 
#include 
int main()
{
 pid_t id = fork();
 if(id < 0){
 perror("fork");
 return 1;
 }
 else if(id == 0){//child
 printf("I am child, pid : %d\n", getpid());
 sleep(10);
 }
 else{//parent
  printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
  sleep(3);
  exit(0);
 }
 return 0;
}

Linux—进程状态、僵尸进程、孤独进程、优先级_第2张图片


三、进程优先级

1、基本概念

  1. cpu资源分配的先后顺序,就是指进程的优先权(priority)。
  2. 优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用,可以改善系统性能。
  3. 还可以把进程运行到指定的CPU上,这样一来,把不重要的进程安排到某个CPU,可以大大改善系统整体性能。

2、查看系统进程

在linux或者unix系统中,用ps –l命令则会类似输出以下几个内容:
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我们很容易注意到其中的几个重要信息,有下:

  1. UID : 代表执行者的身份
  2. PID : 代表这个进程的代号
  3. PPID :代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的,亦即父进程的代号
  4. PRI :代表这个进程可被执行的优先级,其值越小越早被执行
  5. NI :代表这个进程的nice值

3、PRI and NI

  1. PRI也还是比较好理解的,即进程的优先级,或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序,此值越小,进程的优先级别越高。
  2. 那NI呢?就是我们所要说的nice值了,其表示进程可被执行的优先级的修正数值。
  3. PRI值越小越快被执行,那么加入nice值后,将会使得PRI变为:PRI(new)=PRI(old)+nice。
  4. 这样,当nice值为负值的时候,那么该程序将会优先级值将变小,即其优先级会变高,则其越快被执行所以,调整进程优先级,在Linux下,就是调整进程nice值。
  5. nice其取值范围是-20至19,一共40个级别。
  6. PRI的默认值为80,并且它的范围为60到99,一共40个数。
  7. 如何nice大于19或者小于-20的时候,会自动将nice值改为-20或者19。

4、PRI vs NI

需要强调一点的是,进程的nice值不是进程的优先级,他们不是一个概念,但是进程nice值会影响到进
程的优先级变化。
可以理解nice值是进程优先级的修正修正数据

5、查看进程优先级的命令

用top命令更改已存在进程的nice:
1、top
2、进入top后按“r”–>输入进程PID–>输入nice值

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6、其他概念

竞争性: 系统进程数目众多,而CPU资源只有少量,甚至1个,所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务,更合理竞争相关资源,便具有了优先级。
独立性: 多进程运行,需要独享各种资源,多进程运行期间互不干扰。
并行: 多个进程在多个CPU下分别,同时进行运行,这称之为并行。
并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式,在一段时间之内,让多个进程都得以推进,称之为并发。


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