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Linux——进程概念(进程状态)


进程状态

三态模型

进程状态分为 运行态,就绪态,阻塞态。

五态模型

进程状态分为 新建态、终止态,运行态,就绪态,阻塞态。

七态模型

进程状态分为 挂起就绪态、挂起等待态、新建态、终止态,运行态,就绪态,阻塞态

Example

eg1:阻塞态:等待某种资源的过程

    操作系统对外设的管理先描述再组织,操作系统有对应的结构体对外设进行管理,每个管理外设的结构体都有一个等待队列,这些结构体对需要访问该外设的进程进行管理,而等待的进程就被放入等待队列,进而变成阻塞状态,当相应的外设进行相关的操作,PCB(含有全部的属性和数据)便会被CPU执行

    进程因为等待某种条件就绪,而导致的一种不推进的状态——进程卡住了

**    阻塞——不被调度——一定是因为当前进程需要等待某种资源(磁盘、网卡、显卡等各种外设)就绪——一定是进程task_struct结构体需要在某种被OS管理的资源下排队**

    为什么阻塞?进程要通过等待的方式,等具体资源被别人用完之后,再被自己使用![](https://img-blog.csdnimg.cn/9cd40e44044a42ae9de2f956c164096f.png)

** PCB可以被维护在不同的队列中**

资源线性申请

eg2:挂起态

Linux内核源代码

    为了弄明白正在运行的进程是什么意思,我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态(在 Linux内核里,进程有时候也叫做任务)。 

    下面的状态在kernel源代码里定义

/*

  • 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 */

};

Linux进程状态查看

**ps aux / ps axj **

Linux运行状态

R运行状态(running):

并不意味着进程一定在运行中,它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

传统意义上新建态、就绪态在Linux中就是R状态

我们来看两段代码

  • 含printf的循环
#include <stdio.h>

int main()
{
  while(1)
  {
    printf("我在运行吗??\n");
  }
}
 //printf 本质就是向外设打印消息,循环打印的过程中外设不会一直处于运行状态,所处理的代码在等待队列中(CPU执行速度非常快)

  • 不含printf的纯循环
int main()
{
  while(1)
  {
    //printf("我在运行吗??\n");
  }
}

不含printf的纯循环,只需要进行判断,一个纯计算使用CPU不需要使用外设资源的代码,所以就是R状态

S睡眠状态(sleeping):

意味着进程在等待事件完成(本质是一种阻塞状态)

(这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠 (interruptible sleep))。

#include <stdio.h>

int main()
{
  while(1)
  {
    int a=0;
    scanf("%d\n",&a);

    printf("%d\n",a);

    //printf("我在运行吗??\n");
  }
}

** 等待键盘输入,等待键盘资源**

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。**

** ** 我们来举个例子:假如现在有个进程,想向内存写入一个巨大的数据,磁盘将这些数据进行储存,而该进程等待磁盘工作完成并且在等待队列中等待,该进程S休眠,此时CPU执行其他的代码。此时操作系统路过,看到内存严重不足,并且看到该进程尚未执行,什么都不做,Linux就将其删除,当磁盘写完后,发现家被偷了,为了避免这种情况发生,我们保证在某种状态下,即便是操作系统,该进程在这种状态下也无法被杀死,这种状态即为D磁盘休眠状态

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。 **

#include <stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3                                                
  4 int main()                           
  5 {                                    
  6   while(1)                           
  7   {                                  
  8 //    int a=0;                       
  9 //    scanf("%d\n",&a);              
 10 //                                   
 11 //    printf("%d\n",a);              
 12 //                                        
 13     printf("我在运行吗??,%d\n",count++);
 14     sleep(1);                        
 15   }                                  
 16 }

kill -19 SIGSTO(暂停stop)

kill -18 SIGCONT(继续continue)

但是当我们control C时,仍然执行

注:control C只能中断在前台运行的代码,即我们显示状态的时候后方跟了+号的进程,由此可以解释之前显示状态的时候,为何S+后有一个+号,为了中断进程,不论前台或者后台的我们都可以使用kill -9 PID

kill -9 SIGKIL(kill)

** "t (tracing stop)", /* 8 / 追踪暂停也是暂停的一种,断点处停下来,本质就是进程暂停*

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**

** Z(zombie)-**僵尸进程:


** 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,后面讲),没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程 ,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。 **

    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状态来维持进程
   ** 我们创建进程是为了让进程 帮助我们办事,而对于我们操作者而言,我们可能关心结果,也可能不关心结果;当我们是前者的时候,我们可以使用printf来查看结果,但是需要认为校验结果的准确性,我们也可以通过进程退出码来判断,如果一个进程退出了,立马X状态,立马退出,有没有机会拿到退出结果???Linux当进程退出的时候,一般不会立即彻底退出,而是要维持一个状态叫做,也叫做僵尸状态——方便后续父进程(OS)读取该子进程退出的退出结果**

"X (dead)", /* 16 */

"Z (zombie)", /* 32 */

如何看到僵尸的状态??子进程退出,但是不要收回子进程

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

}

    我们kill -9 子进程,发现变成了Z+

** 维护退出状态本身就是要用数据维护,也属于进程基本信息,所以保存在task_struct(PCB)中,换句话说,Z状态一直不退出,PCB一直都要维护,僵尸状态资源没回收完,如果一个父进程创建了很多子进程,就是不回收,就是不释放,会使得内存可用的越来越少,因为数据结构对象本身就要占用内存,想想C中定义一个结构体变量(对象),是要在内存的某个位置进行开辟空间!不释放涉及内存泄漏等知识**

**孤儿进程 **

**父进程如果提前退出,那么子进程后退出,进入Z之后,那该如何处理呢? **

**父进程先退出,子进程就称之为“孤儿进程” **

父进程退出,子进程就会被OS自动领养(通过让1号进程成为新的父进程)。

int main()
{
  pid_t id =fork();
  if(id==0)
  {
    //child
    while(1)
    {
      printf("我是子进程:pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
    }
  }
  else 
  {
    //parent
    int cnt=10;
    while(1)
    {
      printf("我是父进程:pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
      if(cnt--<=0)break;

    }
    
  }
  return 0;
}

** 父进程的僵尸状态未被看见,因为其被其父进程即bash回收**

32516的爹嘎了之后,又给自己找了一个爹,PPID为1

** 为什么领养?如果不领养,子进程后续再退出,无人回收,游离的进程多了,占据更多的内存空间。**

** 并且我们可以看到,领养之前,子进程S+前台运行,领养之后,自动由前台变为后台运行,如果想杀掉该进程**

  • kill -9 PID
  • killall myproc(进程名称)
标签: linux 运维 服务器

本文转载自: https://blog.csdn.net/m0_64388758/article/details/129187059
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