Linux4.5、进程状态

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目录

进程状态介绍 

Linux下具体进程状态

R状态 和 S状态

D状态 

T状态

t状态

Z状态

X状态

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进程状态介绍 

首先，进程状态有运行，阻塞，挂起，这些只是一个大体的概括，具体的状态我们后面会一一说到。

我们知道，task_struct是Linux进程控制块，实际上我们的进程状态值就定义在里面，在进程状态改变的时候，只需要改变它的值即可。

那么进程状态决定了什么呢？他决定了进程的后续动作，是继续执行，还是终止，如果多个进程都已经就绪，都需要执行，但是我们只有一个CPU，不可能同时执行，于是就有了进程排队，

关于进程排队，参考：进程排队https://blog.csdn.net/m0_74824254/article/details/134549038?spm=1001.2014.3001.5501

运行状态：不是只有正在CPU上执行的进程才是运行状态，而是只要在CPU运行队列上的进程就处于运行状态。

阻塞状态：程序在等待某种软硬件资源时，就会从运行队列迁移到等待队列，此时就是阻塞状态。

挂起状态：在计算机资源吃紧，也就是运行内存不够时，为了保证操作系统不会挂掉，以及大部分进程仍然能够继续跑下去，会将一些进程的代码和数据先唤出到磁盘上的swap分区，腾出一部分内存空间。

我们这里只提及阻塞挂起。

在一些进程等待某些硬件资源，但是硬件资源没有就绪，计算机资源此时又非常吃紧，如果不及时清理内存空间，就会崩掉，到时候谁也别想运行，那么此时处于阻塞状态的进程就是非常好的清理对象，占着内存空间，然后还不运行，此时操作系统就会将他唤出到磁盘上的swap分区。

当操作系统顶住了这波压力，内存没那么吃紧的时候，我们这个进程的硬件资源也就绪了，task_struct迁移到了运行队列，要被CPU执行时，操作系统就会将他的代码和数据从磁盘上的swap分区上唤入。

我们要提及的是唤出时，进程的task_struct不会被唤出，如果他被唤出，那么谁来记录这个进程的数据，我怎么知道你被唤出了，什么时候唤回来，所以我们的进程在创建时，也是先创建task_struct进程控制块，然后再将他的代码和数据加载进内存。我们说，一个进程要想运行，首先要加载到内存中被操作系统所管理，而要被操作系统所管理，就要先描述，再组织，也就是先创建他的PCB，在将他组织进一个数据结构，我们将来对进程的管理，也就转变成了对这个数据结构的增删查改。

再一个问题，swap分区的大小一般来说和内存大小相同，或者是内存的一半，如果swap分区过大，那么操作系统会依赖这个分区，因为他很大，我们理解成操作系统要将分区填满，所以操作系统一但有阻塞进程，就会把他的代码和数据唤出，或者其他状态下的进程唤出，而相对于CPU和内存交互的速度来说，内存向外设写入代码和数据的速度并不快，这样频繁的唤出，必然会导致整体效率的下降，以及整个操作系统的卡顿。

我们这里只是片面的提及挂起，挂起还有运行挂起等等，同时操作系统在计算机吃紧的时候，不会只去清理进程，还会去清理文件等等其他资源，这里我们只是管中窥豹来了解一下挂起。

所以最后，进程状态的本质，其实就是进程在不同队列的迁移，在运行队列，就是运行状态，在等待队列，就是等待状态，而队列迁移，状态也就改变，status这个变量的值也就改变了。（这里可以参考进程排队）

Linux下具体进程状态

接下来我们会具体说到Linux下进程的状态具体是怎样的

 这是Linux内核的源代码

我们挨个介绍

R状态 和 S状态

R (running) 运行状态

S (Sleeping) 可中断睡眠状态

要说明的是博主开了两个窗口，不是一个窗口执行，为了字体大小方便读者看清，下面的图都是以一个窗口形式展现的，我们将编号，左边是零号窗口，执行和更改代码，右边是一号窗口，用于查看进程，以及杀死进程。

我们发现我们运行的程序处于S状态，(+号一会解释)，为什么不是R状态呢？难道是因为进程执行太快了，我们还有sleep休眠1秒所导致的吗？我们去掉sleep。

CPU开始疯狂执行，这行代码开始刷屏，现在进程是什么状态呢 ？

为什么？我们知道printf是个输出函数，要执行他需要访问显式器，显示器是个硬件，访问他必然不会快，而CPU的执行又很快，于是进程到了运行队列，很快执行后，迁移到显示器的等待队列等待响应，这个过程相对于CPU来说就很慢了，于是我们在查询进程时，几乎都是阻塞状态，也就是S。

那么那个+号是什么意思？

这样有+号的进程就是前台进程，执行起来可以中断，输入指令不可执行。

这样执行起来的进程就是后台进程，执行起来不可中断，同时输入指令是可以执行的。 

 

 那我们怎么中断这个进程呢？使用指令kill -9 pid

-9是信号，意为杀死进程。

这个进程就被杀死了。

我们再运行一次查看他的状态，是S，也就是后台进程。

那么我们在删掉printf语句，能不能出现R状态呢？

D状态 

 D (disk sleep) 不可中断进程

这个我们无法演示，但是可以说明，这个状态也叫做磁盘休眠，也就是说一个进程在内存向磁盘写入代码和数据时， 该进程无法被操作系统终止回收，即使计算机资源吃紧，也不可唤出或者杀死。

需要说到的是，如果你的电脑能够查到这个状态，说明你的磁盘已经很满了，操作系统和你的计算机也快玩完了，因为在向磁盘写入数据时，再慢也不是我们能够感知的，同时还被操作系统查到了，说明你的电脑已经很卡顿了，也就快完了。

T状态

什么时候会出现T状态呢？就是进程想要访问某些硬件，但是硬件不允许，但是操作系统又不想杀死或者回收，就会出现这个状态，我们无法演示，但是可以通过信号来让进程暂停。

T (stopped) 暂停状态

 恢复进程

我们kill -9 2472 杀掉进程即可。 

t状态

t (tracing stop) 暂停状态

 我们通过调试来展现这个状态。

 

 

此时我们直接跳到断点处，就是t中断状态。 

Z状态(僵尸进程)

Z (zombie) 僵尸状态

 进程在结束时会将他的task_struct数据返回给父进程，只有父进程读取了这些数据，这个子进程才会结束，如果不读取，就会处于僵尸状态，成为僵尸进程，不会被操作系统释放他的task_struct如果这样的进程很多，那么就会平白占据很多内存空间。

子进程在运行。 

 子进程变成僵尸，因为父进程一直没有结束，没有去读取子进程的数据。

我们平时为什么看不到Z状态呢？因为他们的父进程自动就回收了，计算机的速度很快，不要用我们的感受去衡量计算机的速度。

X状态

X (dead) 从Z状态退出就是X状态

这个不解释。 

孤儿进程

如果父进程结束，但是子进程没有结束，子进程就会成为孤儿进程，被操作系统接管。

可以看到子进程后面被1号进程接管。我们可以查看一下1号进程，就是操作系统

 

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