• Linux操作系统~进程有哪些状态？

    目录

    R状态

     S/D状态

    什么是D状态

    T状态

    X状态

     Z状态

    什么是等待队列，什么是运行队列，什么是挂起/阻塞，什么叫唤醒进程

    对比宏观上操作系统的三种状态

      

            从操作系统宏观的概念上讲，进程有三种状态，就绪态，运行态和阻塞态，进程初始化完成后进入就绪态，然后操作系统就会从就绪的进程中调度进程给CPU执行，在CPU中运行的进程就处于运行态，当时间片完后又会变成就绪态在运行队列里面等待CPU下次调度；如果在运行中的进程需要某种外设或某些资源但是无法满足时（比如发起IO请求），处于运行态的进程就会进入阻塞态，等到运行条件满足以后，变为就绪态等待系统调用。

     在Linux系统中，进程的状态有六种：R，S，D，T，X，Z

    1.进程的状态信息在task_struct（PCB）里面

    2.进程状态的意义:方便OS快速判断进程的状态，完成特定的功能，比如调度，本质是一种分类

    R状态

    • R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中（并不一定在使用CPU），它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

            让进程一直运行，通过ps指令查看当前进程的状态是R+，也就是运行状态（+表示处于前台的进程，如果我们想在后台运行进程./test6 &，这样在运行的时候加一个&即表示在后台）

    1. #include 
    2. using namespace std;
    3. int main()
    4. {
    5.     while (1)
    6.     {
    7.         // cout << "running";
    8.     }
    9.     return 0;
    10. }
    1. [zebra@VM-8-12-centos cpp]$ ps -axj | head -1  && ps -axj | grep test6 | grep -v grep
    2.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    3.  3565  9911  9911  3565 pts/4     9911 R+    1001   3:56 ./test6

     S/D状态

    • 当我们完成某种任务的时候，任务条件不具备，需要进程进行某种等待，S/D
    • 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），也就是可以随时被终止，接收中断信号，是一种浅度睡眠，比如调用sleep函数，可以随时被终止）。
    • 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。（是一种深度睡眠，比如往磁盘中写数据，不可以随便终止进程，进程需要接受磁盘返回的信息）

            进程等待用户输入的时候，会进入S状态

    1. #include 
    2. using namespace std;
    3. int main()
    4. {
    5.     int t;
    6.     while (1)
    7.     {
    8.         cin >> t;
    9.     }
    10.     return 0;
    11. }
    1. [zebra@VM-8-12-centos cpp]$ ps -axj | head -1  && ps -axj | grep test6 | grep -v grep
    2.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    3.  3565 11425 11425  3565 pts/4    11425 S+    1001   0:00 ./test6

    什么是D状态

            D状态是一种不可中断的睡眠状态。比如一个进程让磁盘你帮我写1G数据到磁盘里面去，磁盘开始忙了，进程就会进入D状态等待磁盘写入完成（因为这种等待状态是不允许被中断的，因为如果中断进程的等待，磁盘写入数据完成后，无法向原来的进程返回错误/正确信息，会导致一些问题）

    D状态就是深度睡眠，处于这种状态的进程不能被中断的（不可以被杀掉）

            进程在内核中某些不能被信号打断，例如对某些硬件设备进行操作时刻（等待磁盘Io,等待网络io等等）。

            进程处于D状态一般情况下很短暂，不应该被top或者ps看到。

            如果进程在top和ps看到长期处于D状态，那么可能进程在等待IO时出现了问题导致进程一直等待不到IO资源，此时如果要处理掉这个D进程，那么只能重启整个系统才会恢复。因为此时整个进程无法被kill 掉。

    T状态

    • 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。

            处于S状态的进程里面的数据可能会被更新，然后唤醒，处于T状态的进程是一种暂停状态，是彻底暂停了，也不会对其里面的一些数据进程更新。

    X状态

    • 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。表示进程彻底结束了，可以回收进程资源了（相关的数据结构+代码和数据），变成X状态后，这个进程几乎瞬间就会被清理掉，所以很难捕捉到处于这个状态下的进程。

     Z状态

    • Z僵尸状态（zombie）：表示一个进程即将死亡的状态，此时可以保存进程退出的信息（比如进程为什么要退出），保存在task_struct里面

            所以当一个要进程退出的时候，会先进入Z僵尸状态，将进程的退出信息保存在task_struct里面，供父进程或者操作系统读取该信息，之后才会进入X死亡状态。

    1. 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()系统调用读取）没有读取到子进程退出的返回代码时，子进程就是僵尸进程（处于僵尸状态）
    2. 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。
    3. 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
    4. 处于僵尸状态的进程叫做僵尸进程

            模拟子进程执行结束，父进程还没有结束的情况，此时子进程会变成僵尸进程，也就是处于Z状态。（后5s）

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. using namespace std;
    5. int main()
    6. {
    7.     pid_t id = fork();
    8.     if (id == 0)
    9.     {
    10.         // 子进程
    11.         cout << "这是子进程" << endl;
    12.         sleep(5);
    13.     }
    14.     else if (id > 0)
    15.     {
    16.         // 父进程
    17.         cout << "这是父进程" << endl;
    18.         sleep(10)
    19.     }
    20.     else
    21.     {
    22.         //执行出错
    23.         exit(-1);
    24.         sleep(10);
    25.     }
    26.  
    27. }
    1. [zebra@VM-8-12-centos cpp]$ while :; do ps -axj | head -1  && ps -axj | grep test6 | grep -v grep; sleep 1; echo "============================================================="; done
    2. =============================================================
    3.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    4. =============================================================
    5.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    6.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    7.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    8. =============================================================
    9.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    10.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    11.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    12. =============================================================
    13.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    14.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    15.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    16. =============================================================
    17.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    18.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    19.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    20. =============================================================
    21.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    22.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    23.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    24. =============================================================
    25.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    26.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    27.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] 
    28. =============================================================
    29.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    30.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    31.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] 
    32. =============================================================
    33.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    34.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    35.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] 
    36. =============================================================
    37.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    38.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    39.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] 
    40. =============================================================
    41.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    42.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
    43.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] 
    44. =============================================================
    45.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    46. =============================================================
    47.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    48. =============================================================

     

    什么是等待队列，什么是运行队列，什么是挂起/阻塞，什么叫唤醒进程

            我们把从运行状态的task_struct(run_queue),放到等待队列中，就叫做挂起等待(阻塞)从等待队列，放到运行队列，被CPU调度就叫做唤醒进程

            当一个进程在运行的过程中，由于其某些运行条件还没就绪（比如要网络但是网卡了，或者需要等待IO，也就是需要使用外设了），就会被放到等待队列中，并且task_struct里面的状态位也会被改变为S/D。

    当进程处于S/D状态的时候，在一个等待队列里面等着使用外设（比如网卡，磁盘显示器等）

    等CPU的队列叫做运行队列，等外设的设备叫做等待队列

    所谓的进程,在运行的时候，有可能因为运行需要，可以会在不同的队列里

    在不同的队列里，所处的状态是不一样的

            当一个进程在R状态的时候，如果需要某种外设，但是外设在被使用，我就把你的状态变成S/D，然后把你的task_struct放到等待队列里面去

    对比宏观上操作系统的三种状态

            就绪态/运行态就是R状态，停止对应的就是X/Z状态，阻塞态对应的就是S/D/T状态（T状态很少使用）

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_24016309/article/details/127632218