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??系列專欄：Linux入門(mén)到精通
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一、進(jìn)程狀態(tài)
進(jìn)程狀態(tài)在操作系統(tǒng)中可以分為五大狀態(tài)，分別是：
- 新建狀態(tài)：一個(gè)進(jìn)程剛被創(chuàng)建，把PCB和對(duì)應(yīng)的代碼和數(shù)據(jù)剛申請(qǐng)出來(lái)，尚未進(jìn)入就緒隊(duì)列
- 就緒狀態(tài)：進(jìn)程已經(jīng)分配到除CPU以外的所有必要資源，只要再獲得CPU，便可立即執(zhí)行，進(jìn)程這時(shí)的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)
- 阻塞狀態(tài)：也稱為等待或睡眠狀態(tài)，一個(gè)進(jìn)程正在等待某一事件發(fā)生（例如請(qǐng)求I/O而等待I/O完成等）而暫時(shí)停止運(yùn)行，這時(shí)即使把處理機(jī)分配給進(jìn)程也無(wú)法運(yùn)行，故稱該進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)1。處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程也可能有多個(gè)，通常將它們排成一個(gè)隊(duì)列，稱為阻塞隊(duì)列
- 運(yùn)行狀態(tài)：進(jìn)程占有處理器正在運(yùn)行的狀態(tài)。進(jìn)程已獲得CPU，其程序正在執(zhí)行1
- 終止?fàn)顟B(tài)：指進(jìn)程完成任務(wù)到達(dá)正常結(jié)束點(diǎn)，或出現(xiàn)無(wú)法克服的錯(cuò)誤而異常終止，或被操作系統(tǒng)及有終止權(quán)的進(jìn)程所終止時(shí)所處的狀態(tài)
1.1運(yùn)行狀態(tài)
當(dāng)多個(gè)進(jìn)程需要運(yùn)行時(shí)，它們會(huì)競(jìng)爭(zhēng)CPU資源。在極端情況下，如果只有一個(gè)CPU，那么眾多進(jìn)程就必須通過(guò)調(diào)度器來(lái)合理使用CPU資源，確保資源的均衡使用。為了管理這些進(jìn)程，每個(gè)CPU都會(huì)維護(hù)一個(gè)自己的運(yùn)行隊(duì)列struct runqueue。這個(gè)運(yùn)行隊(duì)列是一個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)當(dāng)前CPU上待運(yùn)行的進(jìn)程。
每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的task_struct結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含了進(jìn)程的各種屬性。而運(yùn)行隊(duì)列中最重要的屬性是head和tail指針，它們分別指向隊(duì)列的頭部和尾部。這意味著排隊(duì)的不是進(jìn)程的代碼，而是進(jìn)程的PCB在排隊(duì)。
當(dāng)CPU需要運(yùn)行某個(gè)進(jìn)程時(shí)，它會(huì)從運(yùn)行隊(duì)列中挑選一個(gè)進(jìn)程來(lái)執(zhí)行。挑選的過(guò)程是由調(diào)度器完成的，它會(huì)根據(jù)一定的算法從隊(duì)列中選擇一個(gè)合適的進(jìn)程。一旦選定了進(jìn)程，調(diào)度器就會(huì)將該進(jìn)程從隊(duì)列中移除，并將其放到CPU上運(yùn)行。
當(dāng)多個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行隊(duì)列中時(shí)，它們所處的狀態(tài)被稱為運(yùn)行狀態(tài)（r狀態(tài)）。這意味著這些進(jìn)程已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以隨時(shí)被調(diào)度執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，它將自己置于CPU上并執(zhí)行。然而，一個(gè)進(jìn)程并不需要一直執(zhí)行到完成才讓出CPU。例如，如果有一個(gè)進(jìn)程陷入了一個(gè)無(wú)限循環(huán)中，它可能會(huì)一直占用CPU，導(dǎo)致其他進(jìn)程無(wú)法得到調(diào)度和執(zhí)行。
為了防止這種情況的發(fā)生，操作系統(tǒng)引入了時(shí)間片的概念。每個(gè)進(jìn)程都被分配了一個(gè)時(shí)間片，它定義了該進(jìn)程在CPU上的最大執(zhí)行時(shí)間。一旦一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了它的時(shí)間片，操作系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制將其從CPU上移除，并將其放回運(yùn)行隊(duì)列的尾部等待再次調(diào)度。
時(shí)間片的引入確保了每個(gè)進(jìn)程都有機(jī)會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)得到執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行。并發(fā)執(zhí)行是指在同一時(shí)間段內(nèi)，多個(gè)進(jìn)程的代碼都會(huì)被執(zhí)行。通過(guò)合理分配時(shí)間片，操作系統(tǒng)可以確保所有進(jìn)程都得到公平調(diào)度和執(zhí)行，從而提高了系統(tǒng)的整體效率和響應(yīng)速度。
1.2阻塞狀態(tài)
我們每個(gè)外設(shè)都有一個(gè)等待隊(duì)列，每個(gè)使用設(shè)備的進(jìn)程，如果想要使用某個(gè)設(shè)備，就需要等待該設(shè)備變?yōu)榫途w狀態(tài)。如果設(shè)備當(dāng)前不可用，即處于不可讀狀態(tài)，那么進(jìn)程會(huì)自動(dòng)將其PCB（進(jìn)程控制塊）加入到該設(shè)備的等待隊(duì)列中。一旦設(shè)備變?yōu)榭捎脿顟B(tài)，即處于可讀狀態(tài)，進(jìn)程就可以從等待隊(duì)列中取出PCB，進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待CPU調(diào)度。如果設(shè)備仍然沒(méi)有準(zhǔn)備好，進(jìn)程就會(huì)在等待隊(duì)列中等待，這時(shí)我們稱進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)。因此，當(dāng)我們說(shuō)讓進(jìn)程去某個(gè)資源中等待時(shí)，實(shí)際上是將進(jìn)程加入到該資源的等待隊(duì)列中，也就是讓進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)。
系統(tǒng)中可能有很多阻塞的進(jìn)程，每個(gè)都在等待資源或設(shè)備。進(jìn)程間也可能互相等待。如果只有一個(gè)CPU，那同一時(shí)間只能運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，其他的都得等著。
1.3掛起狀態(tài)
如果有很多進(jìn)程都在等一個(gè)設(shè)備，比如磁盤(pán)，但磁盤(pán)一直沒(méi)準(zhǔn)備好，這些進(jìn)程就只能在內(nèi)存里等著，也不占用CPU。但有時(shí)候，操作系統(tǒng)的內(nèi)存可能會(huì)不夠用，因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都需要占用一些內(nèi)存。如果一個(gè)進(jìn)程只是等著，沒(méi)有被CPU調(diào)度，那它的代碼和數(shù)據(jù)其實(shí)在內(nèi)存里是空閑的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，操作系統(tǒng)可以把等待進(jìn)程的代碼和數(shù)據(jù)移到磁盤(pán)里去，只留下一個(gè)PCB在內(nèi)存里排隊(duì)。這樣，當(dāng)設(shè)備準(zhǔn)備好了，再把代碼和數(shù)據(jù)從磁盤(pán)移回內(nèi)存。這個(gè)過(guò)程叫做換出和換入。當(dāng)代碼和數(shù)據(jù)不在內(nèi)存里時(shí)，我們稱這個(gè)進(jìn)程為掛起狀態(tài)。這樣操作系統(tǒng)就可以空出一些內(nèi)存給其他進(jìn)程用。這個(gè)掛起狀態(tài)適用于所有等待的進(jìn)程。
掛起狀態(tài)對(duì)用戶是不可見(jiàn)的，這是操作系統(tǒng)的一種行為。
上面介紹的這些屬于操作系統(tǒng)學(xué)科的理論知識(shí)，不同的操作系統(tǒng)可能會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)方案，下面我們來(lái)深入研究研究具體的 Linux 操作系統(tǒng)中有哪些進(jìn)程狀態(tài)。
二、具體Linux中的進(jìn)程狀態(tài)
2.1看看Linux內(nèi)核源代碼怎么說(shuō)
- 為了弄明白正在運(yùn)行的進(jìn)程是什么意思，我們需要知道進(jìn)程的不同狀態(tài)。一個(gè)進(jìn)程可以有幾個(gè)狀態(tài)（在Linux內(nèi)核里，進(jìn)程有時(shí)候也叫做任務(wù)）。
下面的狀態(tài)在kernel源代碼里定義：
/*
* 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 */
};
- R運(yùn)行狀態(tài)（running）: 并不意味著進(jìn)程一定在運(yùn)行中，它表明進(jìn)程要么是在運(yùn)行中要么在運(yùn)行隊(duì)列里。
- S睡眠狀態(tài)（sleeping): 意味著進(jìn)程在等待事件完成（這里的睡眠有時(shí)候也叫做可中斷睡眠（interruptible sleep））。
- D磁盤(pán)休眠狀態(tài)（Disk sleep）有時(shí)候也叫不可中斷睡眠狀態(tài)（uninterruptible sleep），在這個(gè)狀態(tài)的進(jìn)程通常會(huì)等待IO的結(jié)束。
- T停止?fàn)顟B(tài)（stopped）： 可以通過(guò)發(fā)送 SIGSTOP 信號(hào)給進(jìn)程來(lái)停止（T）進(jìn)程。這個(gè)被暫停的進(jìn)程可以通過(guò)發(fā)送 SIGCONT 信號(hào)讓進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。
- X死亡狀態(tài)（dead）：這個(gè)狀態(tài)只是一個(gè)返回狀態(tài)，你不會(huì)在任務(wù)列表里看到這個(gè)狀態(tài)。
2.2進(jìn)程狀態(tài)查看
我們先來(lái)寫(xiě)一段代碼觀察效果：
int main()
{
while(1)
{
printf("hello linux\n");
}
return 0;
}
可以看到這里并不是R狀態(tài)，而是S狀態(tài)，這是因?yàn)楫?dāng)程序瘋狂地進(jìn)行打印操作時(shí)，你的設(shè)備可能并不處于可以直接寫(xiě)入的狀態(tài)。因此，你的進(jìn)程有很大可能性一直處于等待狀態(tài)。你可能認(rèn)為你的進(jìn)程正在直接向設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)，但事實(shí)上，操作系統(tǒng)內(nèi)部，你的進(jìn)程可能大部分時(shí)間都在等待I/O設(shè)備（如顯示器）就緒。因此，你的進(jìn)程狀態(tài)一直顯示為S狀態(tài)，這個(gè)S狀態(tài)實(shí)際上對(duì)應(yīng)著我們操作系統(tǒng)原理中的阻塞狀態(tài)。
我們?cè)賮?lái)把代碼修改一下去掉printf:
int main()
{
while(1);
return 0;
}
當(dāng)去掉printf語(yǔ)句后，程序就不再涉及I/O操作，而是純粹地運(yùn)行計(jì)算任務(wù)。在這種情況下，進(jìn)程的狀態(tài)會(huì)變成R狀態(tài)，也就是運(yùn)行狀態(tài)。這是因?yàn)闆](méi)有I/O等待，進(jìn)程可以一直占用CPU進(jìn)行計(jì)算，直到任務(wù)完成。所以，當(dāng)沒(méi)有I/O操作時(shí)，進(jìn)程就處于運(yùn)行狀態(tài)，也就是R狀態(tài)。
查詢結(jié)果中顯示的+表示該進(jìn)程在前臺(tái)運(yùn)行，這意味我們此時(shí)在 bash 命令行輸指令是不會(huì)有任何反應(yīng)的，可以在輸入指令的后面加上&，此時(shí)表示讓該進(jìn)程在后臺(tái)運(yùn)行，要終止掉該進(jìn)程只能通過(guò)指令kill -9 PID給進(jìn)程發(fā)送終止信號(hào)。
D磁盤(pán)休眠狀態(tài)（Disk sleep）
如果一個(gè)進(jìn)程處于D狀態(tài)，我們也稱之為disk sleep，在Linux系統(tǒng)中它也是一種阻塞狀態(tài)，只不過(guò)這種狀態(tài)在操作系統(tǒng)層面被稱為深度睡眠。相對(duì)應(yīng)的，我們之前提到的S狀態(tài)可以被稱為淺度睡眠。就像人們睡覺(jué)時(shí)有深淺之分，淺度睡眠可以被直接喚醒，比如被程序員或其他進(jìn)程喚醒。
我們?cè)賮?lái)通過(guò)一個(gè)有趣的故事來(lái)了解D狀態(tài)：
有一個(gè)進(jìn)程要完成I/O操作，此時(shí)進(jìn)程呢他那朝著遠(yuǎn)端的磁盤(pán)大喊了一聲磁盤(pán)啊，我這有1GB的數(shù)據(jù)我把數(shù)據(jù)存到你存到磁盤(pán)的某個(gè)位置上，你幫我做一下吧然后呢，當(dāng)磁盤(pán)聽(tīng)到這句話，磁盤(pán)慢慢悠悠的探出來(lái)個(gè)腦袋，就給進(jìn)程說(shuō)好的，那你把數(shù)據(jù)給我吧，我去幫你寫(xiě)，于是磁盤(pán)就抱著進(jìn)程的數(shù)據(jù)去做寫(xiě)入了，磁盤(pán)進(jìn)行寫(xiě)入時(shí)，這個(gè)進(jìn)程它翹著二郎腿，悠哉悠哉的在這里等待，此時(shí)操作系統(tǒng)它從旁邊路過(guò)，操作系統(tǒng)現(xiàn)在壓力很大，不知道什么原因，反正整個(gè)計(jì)算機(jī)里，進(jìn)程變得非常多了，而且每一個(gè)地方都特別吃資源，內(nèi)存資源嚴(yán)重不足，當(dāng)前操作系統(tǒng)火急火燎的在想辦法，當(dāng)他從這個(gè)進(jìn)程旁邊路過(guò)的時(shí)候，他瞥了一眼這個(gè)進(jìn)程，覺(jué)得他很不爽，他把他能做的全做了，包括進(jìn)程所對(duì)應(yīng)的代碼和數(shù)據(jù)能置換全置換了，所以操作系統(tǒng)一氣之下啊，就對(duì)著這個(gè)進(jìn)程說(shuō)，你這個(gè)進(jìn)程這么沒(méi)眼色，你沒(méi)看到當(dāng)前內(nèi)存已經(jīng)被撐得快爆了嗎？我已經(jīng)馬上快掛掉了，你還在這里翹著二郎腿，你還在等著呢，不要等了，所以操作系統(tǒng)直接把這個(gè)進(jìn)程干掉了，（如果系統(tǒng)壓力已經(jīng)在內(nèi)存輾轉(zhuǎn)騰挪已經(jīng)解決不了時(shí)操作系統(tǒng)就要開(kāi)始動(dòng)手殺進(jìn)程了，所以操作系統(tǒng)是會(huì)殺掉處于某一些他自己判定不太重要的進(jìn)程） 刪掉了之后，此時(shí)這個(gè)剛剛在寫(xiě)入數(shù)據(jù)的磁盤(pán)也遇到了問(wèn)題，當(dāng)前他在寫(xiě)入時(shí)發(fā)現(xiàn)寫(xiě)到一半時(shí)突然發(fā)現(xiàn)磁盤(pán)空間不夠了，這個(gè)磁盤(pán)就轉(zhuǎn)過(guò)頭，探出腦袋就對(duì)這個(gè)進(jìn)程說(shuō)進(jìn)程啊，不好意思，我寫(xiě)入失敗了，唉，進(jìn)程呢，進(jìn)程怎么不見(jiàn)了？那我數(shù)據(jù)沒(méi)有寫(xiě)成功該怎么辦呢我到底是再嘗試一次呢還是我再等一等，我該怎么做決策呢，（有的硬件直接丟掉的有的給你再試著寫(xiě)一下，大部分都是掉直接丟掉），此時(shí)數(shù)據(jù)就被丟失了，丟失的數(shù)據(jù)非常重要。于是呢，法官就把操作系統(tǒng)，進(jìn)程和磁盤(pán)一并帶上了法庭，法官先審問(wèn)操作系統(tǒng)說(shuō)你怎么能殺掉進(jìn)程呢？操作系統(tǒng)卻說(shuō)：“請(qǐng)問(wèn)用戶有沒(méi)有賦予我管理他軟件資源的權(quán)利？請(qǐng)問(wèn)我殺掉進(jìn)程是不是在特別極端的情況下殺掉了？請(qǐng)問(wèn)我有沒(méi)有履行我操作系統(tǒng)的職責(zé)？我的職責(zé)是保證系統(tǒng)不掛數(shù)據(jù)丟失和我有什么關(guān)系，我就是在做我操作系統(tǒng)該做的事情，如果你判我有罪了，那么請(qǐng)問(wèn)下次如果再碰到這樣的極端情況，那到底我還做不做，我如果不殺最后導(dǎo)致操作系統(tǒng)掛掉，第一，它的數(shù)據(jù)該丟還是會(huì)丟，第二，可能還會(huì)影響其他進(jìn)程，那么這個(gè)責(zé)任誰(shuí)來(lái)承擔(dān)。”法官說(shuō)：“唉，這話說(shuō)的還挺有道理啊，是的，他只是履行了他的義務(wù)，而且他確實(shí)是在極端情況下做的這個(gè)事情”于是法官又把目光轉(zhuǎn)移到了磁盤(pán)身上，對(duì)磁盤(pán)說(shuō)：“你怎么能把人家數(shù)據(jù)丟掉呢？”此時(shí)磁盤(pán)就說(shuō)：“法官大人不要怪我，在這件事情上我就是個(gè)跑腿的人家讓我干啥就干啥我在寫(xiě)入的時(shí)候就已經(jīng)告訴了對(duì)方，我可能會(huì)失敗，我讓他去等的我要給他結(jié)果的，我的工作模式從來(lái)向來(lái)都是這樣，從我出生的時(shí)候就是這樣，其他磁盤(pán)也是這樣，如果你認(rèn)為我有罪的話，那是不是我的兄弟磁盤(pán)，我的朋友磁盤(pán)也有問(wèn)題，那是不是我們把儲(chǔ)存的邏輯全部都改下，我就是個(gè)跑腿的，我怎么能決定這個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入失敗該怎么辦，數(shù)據(jù)被丟失是因?yàn)槲疫€有其他事情要做，因?yàn)橛衅渌M(jìn)程也要讓我寫(xiě)入”，法官聽(tīng)了之后覺(jué)得也有道理，那么就把視角轉(zhuǎn)向了受害人進(jìn)程的身上，反正操作系統(tǒng)沒(méi)錯(cuò)，磁盤(pán)也沒(méi)錯(cuò)，那就是你的問(wèn)題了，在法官剛看向進(jìn)程的時(shí)候，進(jìn)程撲通一下就跪下來(lái)了對(duì)法官說(shuō)：“法官我可是受害人啊，我是被殺掉的，我就是靜靜的坐在那里，人在家中坐，鍋從天上來(lái)，我是被殺掉的，我怎么能有錯(cuò)呢啊”。法官此時(shí)一想，唉，他們?nèi)齻€(gè)好像說(shuō)的都挺有道理，難道是我錯(cuò)了嗎？ （凡是有爭(zhēng)議的地方，那么一定是因?yàn)橹贫仍O(shè)計(jì)不合理） 法官最后說(shuō)算了算了，你們?nèi)齻€(gè)都回去吧，我完了去改改操作系統(tǒng)，法官就把進(jìn)程的狀態(tài)加了一個(gè)狀態(tài)，那么這個(gè)狀態(tài)就是只要這個(gè)進(jìn)程當(dāng)前正在有寫(xiě)入任務(wù)交給了磁盤(pán)，如果磁盤(pán)沒(méi)有辦法立馬響應(yīng)的話，需要進(jìn)程等待這個(gè)進(jìn)程絕對(duì)不能以淺度睡眠的方式運(yùn)行即S狀態(tài)，必須把自己設(shè)為D狀態(tài)，從我們的源代碼方式規(guī)定，D狀態(tài)進(jìn)程任何人都不能殺掉，包括操作系統(tǒng) 所以故事又來(lái)了，這個(gè)進(jìn)程呢，又喊出來(lái)磁盤(pán)啊，磁盤(pán)說(shuō)怎么又是你，進(jìn)程說(shuō)沒(méi)關(guān)系，這次寫(xiě)吧，這次我不怪你了，所以呢，磁盤(pán)抱著數(shù)據(jù)就去進(jìn)行寫(xiě)入了，那么當(dāng)前這個(gè)進(jìn)程翹著二郎腿在這里啊，嗑著瓜子，在這里等，一個(gè)操作系統(tǒng)路過(guò)了操作系統(tǒng)說(shuō)你這個(gè)進(jìn)程話還沒(méi)說(shuō)完，進(jìn)程就亮出了一個(gè)免死金牌，一邊看去，不要影響我，我還忙著呢，你現(xiàn)在是沒(méi)資格殺我啊，所以操作系統(tǒng)一看行啊，有這回事就行反正我盡力了，人家不讓殺他就不讓殺我去那么去殺別的進(jìn)程，反正對(duì)我來(lái)我做了我的工作，你沒(méi)有被殺死那后果自己承擔(dān)，所以當(dāng)前進(jìn)程的此時(shí)就處了一個(gè)狀態(tài)叫D狀態(tài)，當(dāng)它進(jìn)行等待時(shí)進(jìn)程不可被殺死，這樣的話就不會(huì)存在剛剛我們的這種問(wèn)題了所以當(dāng)磁盤(pán)把數(shù)據(jù)寫(xiě)完之后，返回來(lái)時(shí)告訴進(jìn)程進(jìn)程啊，你的數(shù)據(jù)寫(xiě)完了這個(gè)時(shí)候得到了結(jié)果之后，進(jìn)程再把自己的狀態(tài)由D狀態(tài)恢復(fù)成R狀態(tài)。
我們最后再來(lái)總結(jié)一下這個(gè)小故事：
在這個(gè)故事中，一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求磁盤(pán)保存1GB數(shù)據(jù)。磁盤(pán)接受了任務(wù)，進(jìn)程則等待。由于系統(tǒng)內(nèi)存緊張，操作系統(tǒng)決定殺掉該進(jìn)程以釋放資源。磁盤(pán)在寫(xiě)入過(guò)程中發(fā)現(xiàn)空間不足，但進(jìn)程已被殺死，數(shù)據(jù)丟失。法官審問(wèn)后，決定給進(jìn)程增加D狀態(tài)，保證正在進(jìn)行I/O操作的進(jìn)程不會(huì)被殺死。這樣，即使操作系統(tǒng)再次路過(guò)，也無(wú)法殺掉處于D狀態(tài)的進(jìn)程，避免了數(shù)據(jù)丟失。
D狀態(tài)也是阻塞狀態(tài)的一種
T停止?fàn)顟B(tài)（stopped）
T狀態(tài)稱之為暫停狀態(tài)也叫做stop狀態(tài)，我們來(lái)舉一個(gè)例子：
int main()
{
while(1)
{
printf("hello linux\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
此時(shí)我們的進(jìn)程還是S狀態(tài).
接下來(lái)我們給進(jìn)程發(fā)送信號(hào)來(lái)暫停進(jìn)程kill -19 759:
可以看到我們的進(jìn)程被stop了，我們?cè)賮?lái)查一下進(jìn)程狀態(tài)
此時(shí)進(jìn)程就變成了T狀態(tài)，我們想讓進(jìn)程再次跑起來(lái)，可以給進(jìn)程發(fā)送18號(hào)信號(hào)kill -18 759:
可以看到程序又正常跑了起來(lái)，再來(lái)查看進(jìn)程狀態(tài)：
這里又變成了S狀態(tài)，但是卻少了+這是因?yàn)槲覀儗⑦M(jìn)程暫停啟動(dòng)之后進(jìn)程就會(huì)變成后臺(tái)進(jìn)程。此時(shí)我們想要?dú)⒌暨@個(gè)進(jìn)程就只能使用kill -9來(lái)殺死進(jìn)程。
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程處于T狀態(tài)一般是不會(huì)接受信號(hào)，除了特殊信號(hào)，我們使用gdb調(diào)試工具調(diào)試的時(shí)候，設(shè)置斷點(diǎn)，程序遇到斷點(diǎn)停止時(shí)候就會(huì)處于t狀態(tài)。
T和t的區(qū)別：
在進(jìn)程狀態(tài)中，“T”代表停止?fàn)顟B(tài)或常規(guī)暫停，而“t”代表追蹤停止。二者的主要區(qū)別在于，“T”狀態(tài)通?？梢酝ㄟ^(guò)發(fā)送SIGSTOP信號(hào)給進(jìn)程來(lái)使其停止，而這個(gè)被暫停的進(jìn)程可以通過(guò)發(fā)送SIGCONT信號(hào)來(lái)繼續(xù)運(yùn)行?！皌”狀態(tài)主要發(fā)生在進(jìn)程被調(diào)試過(guò)程中遇到斷點(diǎn)時(shí)，此時(shí)進(jìn)程會(huì)進(jìn)入追蹤停止?fàn)顟B(tài)。
三、僵尸進(jìn)程
如果今天我們有父和子兩個(gè)進(jìn)程，父進(jìn)程一直在運(yùn)行，并且父進(jìn)程不關(guān)心對(duì)應(yīng)的子進(jìn)程，而子進(jìn)程直接退出之時(shí)，他并不是退出之后立馬要將自己的所有資源全部釋放，因?yàn)楦高M(jìn)程沒(méi)有還沒(méi)有來(lái)關(guān)心他，那么此時(shí)操作系統(tǒng)就必須把子進(jìn)程的狀態(tài)一直給我維持著，直到我的父進(jìn)程開(kāi)始關(guān)心他，那么其中我們把這種已經(jīng)死掉的，但是當(dāng)前需要由父進(jìn)程來(lái)關(guān)心，此時(shí)這個(gè)進(jìn)程所維持的這種狀態(tài)，我們稱之為Z狀態(tài)。
下面我們?cè)賮?lái)寫(xiě)一段代碼驗(yàn)證一下：
子進(jìn)程執(zhí)行完5次打印后就處于 Z 狀態(tài),等待父進(jìn)程來(lái)回收它的資源。處于 Z 狀態(tài)的進(jìn)程的相關(guān)資源尤其是 task_struct 結(jié)構(gòu)體不能被釋放。只有當(dāng)父進(jìn)程把子進(jìn)程的相關(guān)資源回收后，子進(jìn)程才能變成 X死亡狀態(tài)。我們將這種處于 Z 狀態(tài)的進(jìn)程就叫做僵尸進(jìn)程，如果父進(jìn)程一直不來(lái)回收，那這種進(jìn)程會(huì)長(zhǎng)時(shí)間占用內(nèi)存資源，造成內(nèi)存泄漏。后面我們會(huì)介紹解決這種問(wèn)題的方法(waitpid())感興趣的老鐵可以期待后續(xù)更新！
3.1僵尸進(jìn)程危害
- 進(jìn)程的退出狀態(tài)必須被維持下去，因?yàn)樗嬖V關(guān)心它的進(jìn)程（父進(jìn)程），你交給我的任務(wù)，我辦的怎么樣了?？筛高M(jìn)程如果一直不讀取，那子進(jìn)程就一直處于Z狀態(tài)。
- 維護(hù)退出狀態(tài)本身就是要用數(shù)據(jù)維護(hù)，也屬于進(jìn)程基本信息，所以保存在task_struct(PCB)中，換句話說(shuō)，Z狀態(tài)一直不退出，PCB一直都要維護(hù)。
- 那一個(gè)父進(jìn)程創(chuàng)建了很多子進(jìn)程，就是不回收，就會(huì)造成內(nèi)存資源的浪費(fèi)！因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)象本身就要占用內(nèi)存，想想C中定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量（對(duì)象），是要在內(nèi)存的某個(gè)位置進(jìn)行開(kāi)辟空間！
- 內(nèi)存泄漏
四、孤兒進(jìn)程
上面的例子中我們是讓子進(jìn)程先退出，父進(jìn)程一直運(yùn)行，接下來(lái)我們讓父進(jìn)程先退出，子進(jìn)程一直運(yùn)行，我們?cè)賮?lái)看看會(huì)有什么結(jié)果。
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
pid_t id=fork();
if(id==0)
{
int cnt =500;
while(cnt)
{
printf("i an child,pid:%d,ppid:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);
cnt--;
sleep(1);
}
printf("child quit!\n");
exit(0);
}
else
{
int cnt=5;
while(cnt)
{
printf("i am parent,pid:%d,ppid:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);
sleep(1);
cnt--;
}
printf("parent quit!\n");
}
return 0;
}
我們可以看到父進(jìn)程在執(zhí)行結(jié)束后就只剩下子進(jìn)程，為什么父進(jìn)程不會(huì)處在 Z僵尸狀態(tài)呢？答案是父進(jìn)程也是 bash 的子進(jìn)程，父進(jìn)程在執(zhí)行結(jié)束后，它的父進(jìn)程 bash 會(huì)將其回收掉，并且過(guò)程非?？欤晕覀兾覀儧](méi)有看到父進(jìn)程處在 Z僵尸狀態(tài)。其次我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)父進(jìn)程結(jié)束后，它的子進(jìn)程的父進(jìn)程會(huì)變成1號(hào)進(jìn)程，即操作系統(tǒng)。我們將父進(jìn)程是1號(hào)進(jìn)程的進(jìn)程叫做孤兒進(jìn)程，該進(jìn)程被系統(tǒng)領(lǐng)養(yǎng)。因?yàn)楣聝哼M(jìn)程未來(lái)也會(huì)退出，也要被釋放。文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-751809.html
??小結(jié)??
今天我們學(xué)習(xí)了"【Linux】探索Linux進(jìn)程狀態(tài) | 僵尸進(jìn)程 | 孤兒進(jìn)程"相信大家看完有一定的收獲。種一棵樹(shù)的最好時(shí)間是十年前，其次是現(xiàn)在！ 把握好當(dāng)下，合理利用時(shí)間努力奮斗，相信大家一定會(huì)實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)！加油！創(chuàng)作不易，辛苦各位小伙伴們動(dòng)動(dòng)小手，三連一波????~~~，本文中也有不足之處，歡迎各位隨時(shí)私信點(diǎn)評(píng)指正！
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