【Linux】—— Linux进程状态（R、S、D、T、Z、X）

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Linux进程状态

基本概念

一个进程从创建而产生到撤销而消亡的整个生命期间，有时占有处理器执行，有时虽可运行但是分不到处理器，有时虽然有空闲处理器但是因为等待某个时间的发生而无法执行，这一切都说明进程和程序不相同，进程是活动的且有状态变化的，于是就有了进程状态这一概念。

进程的状态包括：

/*
* 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 */
};

注意点： 进程的当前状态是保存到自己的进程控制块（PCB）当中的，在Linux操作系统当中也就是保存在task_struct当中的。

在Linux操作系统当中我们可以通过 ps aux 或 ps axj 命令查看进程的状态。

[hph@hecs-345360 linux-code]$ ps aux

[hph@hecs-345360 linux-code]$ ps axj

运行状态 - R

一个进程处于运行状态（running），并不意味着进程一定与处于运行当中，运行状态表明一个进程要么在运行中，要么在运行队列中。 也就是说，可以同时存在多个R状态的进程。

进程不是一直运行的，因为可能在等待某种软硬件资源；进程放在了CPU上，也不是一直会运行的，例如时间片，会有一定的轮换时间。

注意点： 所有处于运行状态，即可被调度的进程，都被放到运行队列当中，当操作系统需要切换进程运行时，就直接在运行队列中选取进程运行。

浅度睡眠状态 - S（可中断睡眠）

一个进程处于浅度睡眠状态（sleeping），意味着该进程正在等待某件事情完成，处于浅度睡眠状态的进程随时可以被唤醒，也可以被杀掉。

例如执行以下代码：

代码中调用sleep函数进行休眠100秒，在这期间我们若是查看该进程的状态，则会看到该进程处于浅度睡眠的状态。

[hph@hecs-345360 demo_8_5]$ ps aux | head -1 && ps aux | grep myprocess | grep -v grep

而浅度睡眠的进程是可以被杀死的，可以使用kill命令杀死改进程。

深度睡眠状态 - D（不可中断睡眠）

一个进程处于深度睡眠状态（disk sleep），表示该进程不会被杀掉，即便是操作系统也不行，只有该进程自动唤醒才可以恢复。该状态有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），处于这个状态的进程通常会等待IO的结束。

例如，某一进程要求对磁盘进行写入操作，那么在磁盘进行写入期间，该进程就处于深度睡眠状态，是不会被杀死的，因为该进程需要等待磁盘的回复（是否写入成功）以做出相应的应答。（磁盘休眠状态）。

暂停状态 - T

在Linux中，我们可以通过发送SIGSTOP信号使进程进入暂停状态（stopped），发送SIGCONT信号可以让处于暂停状态的进程继续运行。暂停状态下，是将进程从前台转移至后台。

例如，我们对一个进程发送SIGSTOP（kill -19）信号，该进程就进入到了暂停状态。

我们再对该进程发送SIGCONT（kill -18）信号，该进程就可以继续运行了。

小贴士： 使用kill命令可以列出当前系统所支持的信号集。

[hph@hecs-345360 demo_8_5]$ kill -l

僵尸状态 - Z

当一个进程将要退出的时候，在系统层面，该进程曾经申请的资源并不是立即被释放，而是要暂时存储一段时间，以供操作系统或者是其父进程进行读取，如果退出信息一直未被读取，则相关数据是不会被释放掉的，一个进程若是正在等待其退出信息被读取，那么我们就称该进程处于僵尸状态（zombie）。

首先，僵尸状态的存在是必要的，因为进程被创建的目的就是要完成某项任务，那么当任务完成的时候，调用方是应该知道任务的完成情况的，所以必须存在僵尸状态，使得调用方得知任务的完成情况，以便进行相应的后续操作。

例如，我们写代码时都会在主函数最后return 0。

实际上，这个0就是返回给操作系统的，告诉操作系统代码顺利执行结束。在Linux操作系统当中，我们可以通过使用 echo $? 命令获取最近一次程序退出时的退出码。

[hph@hecs-345360 demo_8_5]$ echo $?

小贴士： 进程退出的信息（例如退出码），是暂时被保存在其进程控制块当中的，在Linux操作系统中也就是保存在该进程的 task_struct 当中。

灵魂三问：

1. 为什么要有Z状态？
答：创建进程是希望这个进程给用户完成工作的，子进程必须得有结果数据，结果数据会保存在PCB中，所以需要等待父进程读取数据。

2. 什么是Z状态？
答：进程已经退出，但是当前进程的状态需要自己维持住，供上层读取，必须出于Z。

3. 如果父进程不读取呢？
答：僵尸状态的进程会一直存在，task_struct 对象也要一直存在，都是要占据内存的，会导致内存泄漏！

死亡状态 - X

死亡状态只是一个返回状态，当一个进程的退出信息被读取后，该进程所申请的资源就会立即被释放，该进程也就不存在了，所以你不会再任务列表当中看到死亡状态（dead）。

其他小知识点

（一）当我们的进程在等待软硬件资源的时候，资源如果没有就绪，我们的进程task_struct只能：

1. 将自己设置为阻塞状态（S/D）；
2. 将自己的PCB连入等待的资源提供的等待队列。

（二）创建一个进程时，先加载PCB，之后再加载对应的代码和数据。

（三）挂起状态
挂起状态的前提条件： 计算机资源已经比较吃紧了！