进程状态优先级

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1.进程的状态​编辑

接下来解释一下并行和并发：

并发就是多个进程在一个cpu上，在一段时间内，多个进程都可以进行推进，称之为并发。

并行就是多个进程在多个cpu下，同时进行运行，这称之为并行。

接下来解释一下时间片：

进程具有独立性：

其实上面的五型模型其实是有争议的，因为官方上讲就绪也称为运行，实际上要讲的主要内容其实是围绕运行和阻塞的。

等待的本质：

接下来解释一下为什么争议的问题：

“先描述，再组织”

接下来认识一下操作系统是如何管理底层硬件的呢？

有了知识铺垫，这时就可以学一下阻塞状态了：

所以运行和阻塞的本质：是让不同的进程，处在不同的队列中!

接下来了解一下挂起：

了解了进程的状态这种哲学层面的，再来了解一下linux上具体的进程的状态：

R运⾏状态（running）:

S休眠状态（sleeping):

D磁盘休眠状态（Disk sleep）:

T停⽌状态（stopped）：

t追踪停止状态(tracing stop）:

X死亡状态（dead）：

Z僵尸状态(zombie)：

echo $?

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1.进程的状态

在众多linux教材中都有如上图所解释的哲学层面的，可以应用于任何操作系统上的进程的状态模型。

只不过在用户层面上感受不到，因为cpu切换和运行的速度非常快。

接下来解释一下并行和并发：

并发就是多个进程在一个cpu上，在一段时间内，多个进程都可以进行推进，称之为并发。

cpu执行进程代码，不是把进程代码执行完毕，才开始执行下一个。

而是给每个进程预分配一个时间片，基于时间片，进行调度轮转(单CPU下)，并发。

白话就是多个进程先按照调度器来进行调度，每个进程进入到运行状态只执行一部分，在经过进程的五态模型，轮转进行调度，最后完成所有进程的任务。

并行就是多个进程在多个cpu下，同时进行运行，这称之为并行。

区别在于：单CPU和多CPU，时间段和同时进行。

接下来解释一下时间片：

linux/windows民用级别的操作系统都是分时操作系统，就是给每个进程分配一定的时间片进行轮转执行，当然调度任务是追求公平的每个进程的时间片会有所不同。

实时操作系统：企业级可以使用的到。

进程具有独立性：

父进程和子进程都具有独立性，子进程挂掉了，不影响父进程。

其实上面的五型模型其实是有争议的，因为官方上讲就绪也称为运行，实际上要讲的主要内容其实是围绕运行和阻塞的。

等待的本质：

空出cpu，进入目标外部设备。

在内核级数据结构方面上讲，进程的status(所谓的状态)，其实是用的#define RUNNING 1/#define BLOCK 2类似这种来表示的，也就是进程的pcb进程控制块里的属性status是int类型的。

接下来解释一下为什么争议的问题：

首先先明确有cpu、内存和操作系统三个结构，遵循着冯诺依曼体系结构，进程是从硬盘上调入内存在经过cpu再给到外设。

“先描述，再组织”

进程包括代码、数据和PCB进程控制块

通过链表的数据结构来构成对链表的增删查改。

这里需要一个struct runqueue运行队列:包括属性+task_struct* head，来链接所有的在运行态的PCB。

这里要明确知道只要进程在运行队列中，该进程就叫做运行状态。即我已经准备好了，可以被CPU随时调度了。

接下来认识一下操作系统是如何管理底层硬件的呢？

这里依旧是"先描述，再组织"

定义一个struct结构体对象device，里面包含属性+next结构体指针。

通过struct device* devices结构体指针来链接所有的结构体对象，最后就变成了最链表的增删查改。

有了知识铺垫，这时就可以学一下阻塞状态了：

通过最上面的图可知I/O请求时会进入阻塞状态，阻塞状态就是从cpu换出，调入到硬件管理，也就是外设的问题了。

其实device结构体对象里面还有一个变量叫wait_queue即等待队列，从运行态到阻塞态就是将代码和数据+pcb进程控制块从运行队列拿到设备PCB的等待队列中。

所以运行和阻塞的本质：是让不同的进程，处在不同的队列中!

比如说：scanf函数在键盘设备pcb控制块中，此时阻塞，一旦键盘输入数据，进程就从等待队列进入到运行队列

接下来了解一下挂起：

首先了解背景：是在内存资源严重不足的时候，进程会进入到挂起状态。

比如日常当中我们用的安卓操作系统，开了很多的软件，我们知道操作系统是管理软硬件资源的一款软件，在开机时操作系统是先调入到内存中的，再怎么样软件挂掉也不能让操作系统挂掉，一旦内存资源严重不足时，操作系统就意识到危机了就会采取措施。

磁盘当中有一块空间叫做swap分区，操作系统就会将一些进程当中的运行过的数据换出到swap里，为了腾出内存空间，将进程从等待队列调入到运行队列中去，直到到这个进程时，先从运行队列到等待队列，再从磁盘中的swap分区换入到进程当中。

这个过程是在I/O设备上操作的，也就是所谓的“慢”，这种方法叫做：“用时间换空间”。

这种过程叫做"挂起"，也就是阻塞挂起状态。

当然也是了解一下，实际上在互联网公司这种挂起状态是不被允许的，因为会大大的影响公司的运作，慢也就是其原因，解决方法也就是搞多台服务器。

了解了进程的状态这种哲学层面的，再来了解一下linux上具体的进程的状态：

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。

S休眠状态（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），浅睡眠）。阻塞等待的状态，I/O操作时状态会发生改变。

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。

比如说：存在进程A、操作系统和磁盘，今天模拟一个银行存储的故事，内存中现在已经有了进程A，进程A给磁盘说:磁盘我有100w个银行交易数据你能帮我存一下吗？磁盘回复：可以啊，你拿过来吧。此时磁盘就开始帮忙存数据了，可是磁盘由于容量不足存不下了，想告诉进程A时，进程A被强制杀掉了，此时磁盘按照以往的习惯就取消掉已经存储的一些数据了，可是这就造成了数据丢失了！那这三人就说不清了，互相指责，此时行长也蒙圈了，产生了自我怀疑，难道是我的问题？

此时行长就设定了一种状态D：叫做深度睡眠，不可被杀掉。所以disk(也就是磁盘)也是阻塞等待状态的一种。

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，通过kill -l可以查看到信号19来stop暂停进程，18来continue继续进程，当然我们发现我们ps ajx|head -1 && ps ajx | grep code时发现status状态栏中出现有S+的符号，这里的+表示的是什么呢？

其实有+表示的是前台，没有+表示的是后台。

就好比我们对于某个应用程序使用小窗模式，应用程序依然执行着下载安装某款软件的任务，这就叫做后台运行。

前台运行是不能在可执行程序运行过程中输入其他指令的，而后台可以，因为其不影响前台的指令操作。

t追踪停止状态(tracing stop）:

比如我们学的gdb调试工具，gdb运行时也是一个进程，而通过gdb的running了一个进程，通过b n打断点的方式运行，此时这个进程就被跟踪了，所以当进程被跟踪时，断点停下，进程状态就是t。

而大T的意思是进程做了非法但是不致命的操作，被OS暂停了，也就是通过ctrl+c或者kill -9 pid来杀进程。

这里回顾一下+，在后台运行不能通过ctrl+c来终止进程，只能通过新建一个窗口来使用kill的方式杀进程，而前台是可以使用ctrl+c的。

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僵尸状态(zombie)：

这个状态和X状态连起来学习。

比如：你在公园跑步，身边有个大爷，而你的速度是中老年速度，大爷是青年速度，而大爷跑在前面跑着跑着倒下了，此时你需要做什么？

由于我们是个良好市民，拨打了120,120来了发现大爷已经没有生命迹象了，此时又拨打110，110来了后，首先就是封锁现场，然后请来法医来采一些样本回去化验，最后在联系家属来做后续的事情。

这个过程，在中间是僵尸状态，在最后做后续的事情时才是死亡状态。

运用到我们学的高级程序语言的返回值return 0；

自始至终main函数的return 0到底是什么意思呢？

先铺垫一下，在linux下使用ls时，ls就是个进程，ls的父进程是bush，也就是内核。

当我们使用ls时输入一条指令：

echo $?

会显示0

当我们使用ls一个不存在的文件时：

会显示2或者其他数字

为什么呢？

首先echo $?的意思是最近程序退出时的退出信息。

而我们日常使用的main函数return 0，0就表示进程完成了，非0就表示其他信息。

那么进程为什么会被创建？

进程创建出来，是为了完成用户的任务的。

任务完成了吗？

通过进程执行的结果，告知父进程/操作系统，我把任务完成的如何？