Linux--进程状态-优快云博客

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ok，今天我们来学习Linux中的进程状态

补充知识

1并行和并发

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。而是给每一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

a 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
b 并行：多个进程在多个CPU下分别同时进行，这称之为并行

2时间片

Linux/windows民用级别操作系统一般都是分时操作系统（调度任务追求公平）与之对应的还有实时操作系统

3进程具有独立性（原子性）

进程状态查看

ps aux / ps axj 命令

a：显⽰⼀个终端所有的进程，包括其他⽤⼾的进程。
x：显⽰没有控制终端的进程，例如后台运⾏的守护进程。
j：显⽰进程归属的进程组ID、会话ID、⽗进程ID，以及与作业控制相关的信息
u：以⽤⼾为中⼼的格式显⽰进程信息，提供进程的详细信息，如⽤⼾、CPU和内存使⽤情况等

Linux内核源代码

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）。

下⾯的状态在kernel源代码⾥定义：

 /*
 *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））。

D磁盘休眠状态（Disksleep）有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptiblesleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。

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。

前台进程（标识有+）可以用Ctrl+C结束进程
后台进程（标识没有+）只能用命令行 kill杀死该后台进程

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）: 下面详细介绍

等待的本质

1.阻塞
2.挂起

阻塞状态/休眠状态

例如以下代码

#include<stdio.n>


int main()
{
    int cnt = 0;
    while(1)
    {
        printf("hello ,linux cnt = %d\n",cnt++);
        
    }
    return 0;
}

！！！使用进程查看命令，查看进程状态，绝大部分是S状态（睡眠状态/阻塞状态）有一小部分在R状态（理论上刷新查看一定次数可以看到），这是因为CPU在等待 I/O流，CPU的o速度很快，而显示器跟不上CPU的处理速度，所以CPU基本上处于睡眠状态，在等待I/O流的输出，只有CPU在显示屏输出完CPU处理的数据后，该进程才会再次进入R状态（运行状态）。

如果将printf语句注释掉，再次查看进程状态就会发现，一直处于R运行状态，这是因为没有I/O流的占用，一直都在判断，都在运行该程序，所以一直都是R运行程序

echo &? 查看最近程序退出时的退出信息

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

总结：Z维持退出信息，方便父进程和操作系统进行查询

来⼀个创建维持30秒的僵尸进程例⼦：

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 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

开始测试

看到结果

僵⼫进程危害

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！
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！
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间！
内存泄漏?是的！
如何避免？

孤儿进程

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？
⽗进程先退出，⼦进程就称之为“孤⼉进程”
孤⼉进程被1号init进程领养，当然要有init进程回收喽

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 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;
 }