Linux 进程的 Uninterruptible sleep(D) 状态

本文探讨了Linux系统中无法通过常规方法终止的D状态进程问题,解析了进程为何进入此状态,以及如何通过重启系统或恢复IO来解决。并提到了特殊情况下的父进程处理策略。

运行在 KVM 虚拟机里的一些进程突然出了问题,这些出了问题的进程无法用 kill杀掉,使用 ps 可以看到这些进程处于D 状态:

1
2
3
4
5
6

       
  1. [build@kbuild-john ~]$ ps -a -ubuild -o pid,ppid,stat,command
  2. PID PPID STAT COMMAND
  3. 17009 1 Ds -bash
  4. 17065 1 D ls --color=tty -al
  5. 17577 1 D /usr/java/jdk1.5.0_17/bin/java -Xmx512m -classpath /usr/local/a
  6. 17629 1 D /usr/java/jdk1.5.0_17/bin/java -Xmx512m -classpath /usr/local/a

ps 的手册里说 D 状态是 uninterruptible sleep,Linux 进程有两种睡眠状态,一种 interruptible sleep,处在这种睡眠状态的进程是可以通过给它发信号来唤醒的,比如发 HUP 信号给 nginx 的 master 进程可以让 nginx 重新加载配置文件而不需要重新启动 nginx 进程;另外一种睡眠状态是 uninterruptible sleep,处在这种状态的进程不接受外来的任何信号,这也是为什么之前我无法用 kill 杀掉这些处于 D 状态的进程,无论是 killkill -9 还是 kill -15,因为它们压根儿就不受这些信号的支配。

进程为什么会被置于 uninterruptible sleep 状态呢?处于 uninterruptible sleep 状态的进程通常是在等待 IO,比如磁盘 IO,网络 IO,其他外设 IO,如果进程正在等待的 IO 在较长的时间内都没有响应,那么就很会不幸地被 ps 看到了,同时也就意味着很有可能有 IO 出了问题,可能是外设本身出了故障,也可能是比如挂载的远程文件系统已经不可访问了,我这里遇到的问题就是由 down 掉的 NFS 服务器引起的。

正是因为得不到 IO 的相应,进程才进入了 uninterruptible sleep 状态,所以要想使进程从 uninterruptible sleep 状态恢复,就得使进程等待的 IO 恢复,比如如果是因为从远程挂载的 NFS 卷不可访问导致进程进入 uninterruptible sleep 状态的,那么可以通过恢复该 NFS 卷的连接来使进程的 IO 请求得到满足,除此之外,要想干掉处在 D 状态进程就只能重启整个 Linux 系统了。

看到有人说如果要想杀掉 D 状态的进程,通常可以去杀掉它的父进程(通常是 shell,我理解的这种情况是在 shell 下直接运行的该进程,之后该进程转入了 D 状态),于是我就照做了,之后就出现了上面的状态:他们的父进程被杀掉了,但是他们的父进程 PID 都变成了1,也就是 init 进程,这下可如何是好?此时我这些D状态的进程已经影响到其他一些进程的运行,而已经无法访问的 NFS 卷又在段时间内无法恢复,那么,只好重新启动了,root 不是玉皇大帝,也有无奈的时候。

跟 czhang 说起这个事,觉得 Linux 如果有这么一个专用的垃圾回收进程就好了:系统自动或者用户手动把僵尸进程,和比如之前我遇到的 D 状态进程的 PPID 设为这个垃圾回收进程,那么通过干掉这个垃圾回收进程来清理这些僵尸们,这样该有多美好…

<think>好的,用户现在问的是关于systrace中的Uninterruptible Sleep状态。之前他们问过Exit (Dead)状态,所以可能他们正在学习Android性能分析,特别是线程状态相关的知识。 首先,我需要回顾Uninterruptible Sleep可中断睡眠状态)的定义。这通常是Linux内核中的状态,对应的是D状态。用户可能是在systrace中看到这个状态,需要解释清楚它的含义、原因和影响。 接下来,用户可能的实际需求是,他们在分析应用性能问题时遇到了线程处于这个状态的情况,想知道为什么会发生,以及如何解决。需要确保回答能帮助他们诊断问题,比如常见的场景和排查方法。 需要区分Uninterruptible Sleep和普通Sleep(可中断睡眠)的区别,强调可中断的特点,比如能被信号唤醒,只能等待I/O操作完成。这点很重要,因为用户可能混淆这两种状态。 然后,要列举触发这个状态的原因,比如等待磁盘I/O、网络I/O,或者内核锁等。同时,要说明在systrace中的表现,比如颜色标记和持续时间,帮助他们识别。 用户可能关心这个状态对应用性能的影响,所以需要指出长时间处于此状态可能意味着I/O性能问题,甚至导致ANR。同时,提供调试建议,比如结合其他工具(logcat、iostat)来确认问题源,并给出优化建议,比如优化文件操作或检查硬件状态。 还要注意用户的技术水平,他们可能对底层内核机制熟悉,所以需要用易懂的语言解释,避免过于专业的术语,但保持准确性。结合之前回答Exit状态的格式,保持结构清晰,分点说明,方便用户逐步理解。 最后,确保回答符合之前系统级指令的要求,使用正确的中文,数学公式用$...$格式,如果有的话,但这个问题可能需要。独立公式部分可能用上,但结构上保持分点列表和示例,帮助用户理解。</think>在 Android 性能分析工具 **systrace**(或 Linux 系统性能分析)中,**Uninterruptible Sleep**(可中断睡眠,通常标记为 `D` 状态)是线程/进程因等待某些系统资源而进入的一种特殊阻塞状态。以下是其核心概念的逐步解析: --- ### **1. 状态定义** - **Uninterruptible Sleep(D 状态)**: 线程因等待底层硬件或内核资源(如磁盘 I/O、锁、内核信号量等)被阻塞,**无法被信号或外部中断唤醒**,必须等待资源就绪后才能恢复运行。 - **与普通睡眠的区别**: - 普通睡眠(可中断睡眠,标记为 `S` 状态)可通过信号唤醒(如用户主动终止操作)。 - 可中断睡眠(`D` 状态)**无法被强制终止**,必须等待内核完成操作。 --- ### **2. 触发原因** #### **(1) 硬件资源等待** - **磁盘 I/O 操作**:读写文件、数据库时等待磁盘响应。 - **网络 I/O 阻塞**:等待网络数据包到达(某些内核实现中)。 - **外设交互**:如传感器、摄像头等硬件设备响应延迟。 #### **(2) 内核资源竞争** - **内核锁争用**:多个线程竞争同一内核锁(如内存分配锁)。 - **页面错误(Page Fault)**:进程访问未加载到物理内存的页时,需从磁盘交换区加载(涉及 swap I/O)。 - **信号量等待**:内核级同步机制(如 `mutex`、`futex`)的长时间阻塞。 --- ### **3. 在 systrace 中的表现** - **状态标识**:在 systrace 的时间轴上,通常显示为**紫色或深色块**,标注为 `Uninterruptible Sleep` 或 `D` 状态。 - **持续时间**:可能持续数毫秒至数秒(若硬件响应慢或资源竞争激烈)。 - **关联信息**:需结合上下文分析(如同时发生的磁盘 I/O 事件或内核函数调用)。 ![示例图:systrace 中 Uninterruptible Sleep 状态示意图](https://via.placeholder.com/400x200/800080/FFFFFF?text=Uninterruptible+Sleep+State) *(注:实际颜色可能因 systrace 版本同而变化)* --- ### **4. 常见场景** 1. **文件读写密集**: - 主线程因同步写日志文件进入 `D` 状态,导致界面卡顿。 2. **数据库操作阻塞**: - SQLite 事务未及时提交,长时间持有文件锁。 3. **低内存压力**: - 频繁触发内存回收(kswapd 内核线程活跃),进程因页面交换进入 `D` 状态。 4. **硬件故障**: - 磁盘损坏或网络延迟极高,导致 I/O 操作超时。 --- ### **5. 对应用的影响** - **直接表现**: - 线程卡死,无法响应外部事件(如用户点击)。 - 主线程进入 `D` 状态可能引发 **ANR(Application Not Responding)**。 - **系统级影响**: - 若多个进程同时处于 `D` 状态,可能导致系统负载飙升(`load average` 升高)。 - 极端情况下触发 **"D 状态风暴"**,系统完全无响应(需重启)。 --- ### **6. 调试建议** #### **(1) 定位问题线程** - 在 systrace 中筛选长时间处于 `D` 状态的线程,观察其调用栈和关联的内核函数(如 `vfs_read`、`ext4_file_write`)。 - 结合 `ps -eo pid,ppid,comm,state` 命令查看系统中所有 `D` 状态进程。 #### **(2) 关联其他工具** - **iostat**:监控磁盘 I/O 延迟(`await` 字段)和吞吐量。 - **strace**:跟踪进程的系统调用,定位阻塞的 I/O 操作。 - **vmstat**:检查内存和 swap 使用情况,确认是否因页面交换引发。 #### **(3) 代码优化** - **异步 I/O**:将文件/网络操作移至子线程,避免主线程阻塞。 - **减少同步操作**:使用非阻塞 API(如 `O_NONBLOCK` 标志打开文件)。 - **优化数据库**:避免事务过长,合理使用索引。 --- ### **7. 示例分析** 在 systrace 中观察到某线程频繁进入 `D` 状态: ``` RenderThread (tid=4567) |-- Running (0ms-5ms) |-- Uninterruptible Sleep (5ms-105ms) # 等待 GPU 缓冲区锁定 |-- Running (105ms-110ms) ``` 可能原因: - GPU 驱动响应慢或显存足。 - 渲染线程因同步访问硬件资源被阻塞。 --- ### **8. 注意事项** - **短暂 D 状态正常**:毫秒级阻塞通常无需担心(如常规文件读写)。 - **硬件问题排查**:若多进程同时出现 `D` 状态,需检查磁盘/网络健康状态。 - **内核版本差异**:Linux 内核版本对 `D` 状态的定义和统计方式可能同。 --- 通过分析 **Uninterruptible Sleep** 状态,可深入定位由硬件或内核资源竞争引发的性能瓶颈,优化应用响应速度和系统稳定性。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值