【Linux】进程状态

🍧前言

🍧每个进程并不是一直运行的，基于进程切换的分时操作系统，使得一个时间段内代码都得以推进。由此便可说明在不同的时刻，同一个进程可能有不同的状态。今天就一起来认识一下几种进程的不同状态吧。

🍧阻塞

🧁什么是阻塞

🍧进程因为等待某种条件就绪而导致的一种不推进的状态。

🍧我们都知道，磁盘中的数据要先被加载到内存之中才能被 cpu 调度，不仅如此，一个进程在被运行时可能还需要其他不同的资源。比如键盘，显示器等外设，若此刻一个进程需要使用这种资源且这个资源被其他进程占用，这个进程便可以理解成被卡住了，即此时这个进程处于阻塞状态。

🍧由此我们便可以推断，阻塞一定是在等待某种资源就绪。

🧁为什么阻塞

🍧进程要通过等待的方式，等具体的资源被别人使用后，再自己使用。

🍧在某个时刻，一定有多个进程需要使用 **cpu **这个资源。而 **cpu **一次只能处理一个进程，因此需要将这些进程管理起来，而之前我们便学过: 管理的本质就是先描述再组织。用于描述进程便是 **PCB **，也可以叫做 **task_struct **。若对这方面还有疑惑的可以参考【Linux】操作系统与进程的概念。

🍧cpu 便可以使用一个队列组织这些进程，按一定顺序进行处理。而这个性质也同样适用于所有的外设，即把进程的PCB链接到等待的设备队列的尾部，则称该进程在等待某种资源。

🍧不仅如此，**PCB **可以被维护在不同的队列中，且一定是某种 **OS **管理的资源。

**eg. **一个进程在进程中运行时缺乏网卡资源，因此将该进程的 **PCB **从 **cpu **的队列中拿出来，然后放到网卡队列的尾端，获得资源后再回到 **cpu **。

🍧挂起

🍧在资源紧张时，操作系统将闲置、不被调度的进程的代码和数据从内存交换到磁盘中。

🍧可以理解成一种特殊的阻塞状态，阻塞挂起状态。

• 因此此时内存中只存在该进程的PCB。

🍧进程状态

🍧一个进程从建立到结束都会经历如下过程，根据身处位置不同，本身的状态也不尽相同。不妨一起认识一下 **Linux **种有多少不同种进程状态。

🧁运行

🍧代表运行状态的字母是 ‘R’ ，+ 代表这个进程在前台运行。

🍧我们一般的认知都是：一个进程处于运行状态，那么它一定在运行。然而真的是这样吗？

🍧我们运行如下代码，再对该进程进行查询。此时代码明明在运行，我们多次查询却都显示是我们下面要讲的睡眠状态S。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<unistd.h>

int main()
{
    while(1)
    {
        printf("my pid is %d\n",getpid());
    }
    return 0;
}

🍧实际上，当 **PCB **在 **cpu **的队列上排队，此时的进程就是 **R **状态。

🍧那为何出现上面的情况呢？

• 在代码中我们使用了 **printf **函数，在显示器上进行打印，因此便需要访问外设，使用这个显示器的资源。
• **cpu **的运行速度十分的迅速，处理语句所花费的时间只需要几毫秒。
• 而大部分的时间都在显示器的队列中进行排队，因此不在 **cpu **的队列之中，便不处于运行状态。

🍧若只是死循环，而不访问外设的话，便可以一直处于 **R **状态。

🧁S休眠

🍧S休眠状态又叫可中断休眠，其本质上就是一种阻塞状态。

🍧此时的进程就在等待某种资源就绪，若是长时间没有进展的话，我们也可以使用 **ctrl+c **或 **kill -9 **手动将其关闭。

🧁D休眠

🍧D休眠又叫不可中断休眠，**Linux **中，当内存空间很紧张的时候，系统便拥有杀死一些未运行进程的权力，以缓解内存空间的压力。为了防止由于操作系统误删而导致数据丢失等问题。也正是如此，当这种进程状态出现时，基本上也代表这个机器快宕机了。

🍧在这种情况下，操作系统也无能为力，要么等待其自动结束，否则就只能切断电源了。

🧁暂停

🍧代表暂停状态的是 **T **，此时我们的代码正在循环打印，可以通过使用 kill -19 + pid 暂停这个进程。

[Alpaca@VM-12-9-centos text.4.22]$ kill -19 31593
[Alpaca@VM-12-9-centos text.4.22]$ ps -axj | head -1 && ps -axj | grep text | grep -v grep
 PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
29768 31593 31593 29768 pts/39   29768 T     1001   0:00 ./text

🍧此时这个进程就被暂停了，之后使用 kill -18 + pid 可以继续运行这个进程。

[Alpaca@VM-12-9-centos text.4.22]$ kill -18 31593
[Alpaca@VM-12-9-centos text.4.22]$ ps -axj | head -1 && ps -axj | grep text | grep -v grep
 PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
29768 31593 31593 29768 pts/39   29768 S     1001   0:00 ./text

🍧我们也能够观察到，此时的进程由原来的 **S+ **转变成 **S **，表示这个程序此时是在后台运行。因此我们这时候使用 **ctrl+c **是无法杀死这个进程的，而 **kill -9 **仍然可以使用。

🧁死亡

🍧X代表死亡状态，这个状态只是一个返回状态，因此无法被查看到。

🧁僵尸

🍨为什么要创建进程

🍧我们创建进程的目的无非就是希望进程帮我们办事，即便同样是办事也还分作两种情况。

• 我关心结果。事情有办就行不管办的怎么样
• 我不关心结果。事情不仅要办结束后还要向我汇报

这一个性质便体现在代码 **main 函数的返回值中，main **可以返回 **int **也可以是 **void **不返回，我们可以使用 **echo $? **来显示上一个进程的退出码。

🍨僵尸进程

🍧Linux 中，当进程退出时，一般不会立即彻底退出，而是要维持一个状态叫做Z(僵尸状态)。方便后序父进程或OS读取该子进程退出的退出结果。如果父进程一直不读取其退出码，则子进程便会一直处于Z状态。

🍧运行以下代码，之后杀死子进程，进行僵尸进程的模拟。

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<cstdio>

int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id==0) //子进程
    {
        while(1)
        {
            printf("我是子进程, pid: %d ppid: %d\n",getpid(),getppid());
            sleep(1);
        }
    }
    //父进程
    while(1)
    {
        printf("我是父进程, pid: %d ppid: %d\n",getpid(),getppid());
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

[Alpaca@VM-12-9-centos ~]$ kill -9 10785
[Alpaca@VM-12-9-centos ~]$ ps -axj | head -1 && ps -axj | grep myfile | grep -v grep
 PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10170 10784 10784 10170 pts/44   10784 S+    1001   0:00 ./myfile
10784 10785 10784 10170 pts/44   10784 Z+    1001   0:00 [myfile] <defunct>

🍨僵尸进程的危害

🍧维护退出状态也属于进程基本信息，也需要数据维护，所以保存在 **PCB **中, 只要 Z 状态不退出， PCB就要一直维护。

🍧由此便会引发 **C/C++ **最常见的一种问题: 内存泄漏。

🍧孤儿进程

🍧孤儿进程并不是一种进程状态，而是一种现象，当父进程退出时，子进程却还存在时，为了有人能够回收子进程的退出码。因此该子进程会被 **1 **号进程收养，即子进程的父进程为 **1 **。

🍧还是使用上面的代码，不过这次杀死的是父进程。 之后我们便可以看到，此时进程的 **ppid **就已经更改成 **1 **了。

🍧好了，今天进程状态的讲解到这里就结束了，如果这篇文章对你有用的话还请留下你的三连加关注。