Linux---进程状态

目录

一、系统进程状态介绍?

?1.运行状态

2.阻塞状态

3.挂起状态

二、Linux中的进程状态

1.R (running)

2.S (sleeping)

3.D（disk sleep）

4.T（stopped）

5.t（tracing stop）

6.X（dead）?

7.Z（zombie）

三、孤儿进程

---

一、系统进程状态介绍?

上图是对进程状态的笼统的概念，具体在不同的操作系统中的表现是有差异的。

这里先简单解释一下进程状态在操作系统中是如何表示的：进程状态其实就是每个进程所对应的PCB结构体中的一个字段，用整形表示，如下图：

?1.运行状态

每个CUP都会有一个对应的运行队列，上面有进程等待被调度执行

只要在运行队列中的进程，都是运行状态。

注意：这里的运行状态包括了就绪，执行，在现在的操作系统中，我们对这几个状态的区分不在那么明确了

2.阻塞状态

在我们过去写过的代码中，都或多或少访问过外设，就拿scanf输入举个例子，当我们的代码执行到该条语句时，会停下来，等待我们从键盘出入数据，那么如果我们一直不输入，它就会一直等待，这种时候，进程所处的状态就是阻塞状态。

所以进程状态变化的本质：1.pcb状态字段的值发生变化 2.pcb从一个队列到另一个队列?

那么进程阻塞，我们能"宏观"看到什么？当我们在电脑上打开多个下载任务，同时还在刷视频的时候，会发现很卡，为什么？因为网卡的资源需要被很多进程访问，进程的状态不停的在运行和阻塞之间切换，而这种状态的转变通过卡顿的方式呈现了出来。

3.挂起状态

如果一个进程当前被阻塞了，注定了，这个进程在等待资源的时候，是无法被调度运行的，如果此时，恰好操作系统内的内存资源已经严重不足了，怎么办？

操作系统为了防止自己挂掉，会将该进程的数据和代码先交换到磁盘当中，释放部分内存资源

• 将内存数据进行置换到外设，是针对所有阻塞进程的
• 不同担心和磁盘交互慢的问题，现在的主要矛盾是系统快要挂掉了，需要让系统继续执行下去
• 磁盘中有swap分区---操作系统内的数据会被置换到这里
• 当进程再次被操作系统调度，被置换出去的数据和代码，会被重新加载到内存

这就是阻塞挂起，当然还有其他的挂起(只要当前进程没有被调度，就能被挂起)，如就绪挂起等，但是这些挂起被调度的可能性很高，会出现大量的和外设之间的数据交互，降低操作系统的速度

注意：swap分区不能太大，会导致操作系统太过于依赖置换操作，导致操作系统变慢

二、Linux中的进程状态

1.R (running)

当我们在循环打印语句的时候，会发现进程的状态几乎都在S，而不在R，但是我们能看到屏幕在不停的刷Hello world，为什么？其实是因为CPU太快了，进程的状态基本在等待打印，从侧面说明IO(输入输出)相较于CPU是很慢的

而当我们只循环，不打印的时候，进程就一直处于R运行状态，本质是循环判断是CPU执行的，所以进程一直在CPU上运行

这里说明一下+表示该进程是前台进程，特点：能被ctrl+C终止，且bash命令行失效，即不能再执行输入的命令，后台进程的特点与之相反

?2.S (sleeping)

休眠状态，浅度睡眠，可以被终止，能对外部信号做出响应。属于阻塞状态的一种。

3.D（disk sleep）

深度睡眠，不能被终止(即操作系统没有能力杀掉这个进程)，也属于阻塞状态的一种。

那么为什么要设计这个状态呢？

主要是防止下面这种情况的发生：当进程向磁盘写入数据时，恰好操作系统太忙了，快要挂掉了，这时Linux操作系统会采取杀掉进程的方式来缓解压力，而该进程正好处于阻塞状态被杀掉，但是数据写入失败，这时数据就会被丢弃，造成损失。

所以我们需要设计一个状态不能被杀掉，只能等它完成任务自动醒来，这就是深度睡眠状态

这个状态一般很难观察到，一旦观测到有好几个进程处于D状态，就说明操作系统快挂了

4.T（stopped）

上面的是进程信号，我们可以用18和19两个信号来控制进程的停止和继续（其他的信号我们暂且不管，有兴趣的可以去百度）

一般进程在访问软件资源的时候，可以暂时不让进程进行访问，会将进程设置为T状态

5.t（tracing stop）

当我们在调试程序时，给程序设置断点在运行到断点，程序停止之后的状态就是t状态，需要等待软件资源就绪，也就是说gdb会给程序发送信号，而为什么一个进程能等待另一个进程的资源就绪，?本质是因为进程pcb中也存在进程等待队列

6.X（dead）?

死亡状态，也就是终止状态，这是个瞬时状态。

7.Z（zombie）

僵尸状态，就是进程死亡之前的一个状态，用来回收该进程的退出信息，简单来说就是进程运行结束后，我们需要知道该进程的任务完成的怎么样，所以该进程的pcb不会立即释放(该进程的代码和数据可以释放，OS会将它的退出信息写入它的pcb中)，需要等待它的父进程回收这些退出信息后，才能释放，这个过程的状态就叫僵尸状态。

我们写main函数都会在最后return 0，就是告诉操作系统，该进程成功结束了，当然也可以返回1，2，3等等，用来表示一些退出信息

下面给大家演示一下僵尸状态

当父进程不去回收子进程的退出信息的时候，子进程会一直处于僵尸状态，造成内存泄漏

三、孤儿进程

上面的僵尸进程，是子进程结束，父进程不回收子进程的退出状态引发的，那如果父进程先退出，子进程又会怎么样呢？

当父进程退出后，bash进程会将父进程的退出信息回收，所以父进程能被正常退出，但是子进程没有被退出，这时它就成了孤儿进程，要被1号进程(操作系统)领养，这里要注意父进程只会对子进程的负责，所以bash作为子进程的爷爷进程，不会回收它，所以子进程依旧不会终止，而是被操作系统领养（这里的父进程和子进程特指代码中父子进程，bash进程和父进程具有父子关系，所以称bash为子进程的爷爷进程）?

如果子进程不被领养，那么一旦子进程结束，它的退出信息就无法被回收，该进程就会处于僵尸状态，无法正常退出，造成内存泄漏