Linux学习——进程状态

news2024/11/13 9:09:20

一，进程状态

1，进程状态的分类

2.状态的本质

3.进程状态详解

1.运行状态

2.阻塞状态

3.挂起状态

4.Linux内核中的状态分类

一，进程状态

1，进程状态的分类

如下图：

在计算机中我们的状态的分类便如下图所示！但是我们在这篇博客里只讲三个状态：

1.运行状态，2.阻塞状态，3.挂起状态。

2.状态的本质

其实状态的本质便是在进程PCB里面存放的一个字段，这个字段的名称便是status。那就是说状态其实就是进程PCB里面的一个变量罢了！！！

3.进程状态详解

1.运行状态

在什么情况下进程的状态才能被改为运行状态呢？答案是当我们的进程被放入CPU的运行队列时！在这里补充一个知识点：每一个CPU在系统层面上都会维护一个运行队列！

2.阻塞状态

何为阻塞状态呢？所谓阻塞便是我们当前的进程需要等待！先补充一个小知识便是：在计算机中，我们的底层硬件都会维护一个dev waitqueue。何时会出现阻塞状态呢？比如说：

在运行某些进程时我们必然会有进行IO操作的时候，这个时候需要键盘等设备的输入。所以在我们的进程运行到要执行这些IO操作时我们的进程PCB会从运行队列里剥离出来而连接到dev维护的等待队列中。这个时候便出现了阻塞状态！

3.挂起状态

所谓挂起状态其实也是阻塞状态的一种。但是为什么又要叫做挂起状态呢？其实这是因为这种状态的出现是因为当我们的内存被占满的时，我们的操作系统便要开始清理空间，这时一些处于等待状态的PCB便被列入了清理对象的列表中，于是等待状态的进程PCB就要被写入到磁盘里，那么这个进程就被挂起了。它的状态也被叫做挂起状态了。

4.Linux内核中的状态分类

先来看看源代码：
/*
* 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 */
};
首先便来看看第一个状态。现在直接教大家一个可以比较方便的查看状态的指令：

while :;do ps ajx | head -1&& ps ajx | grep "程序名” | grep -v grep ;sleep 1;done;(一定要记住要在while后面加上空格)

现在来写一个程序，代码如下：
    #include<stdio.h>
    #include<unistd.h>

    int main()
    {
      while(1);                                                                            
      return 0;
    }      
查看状态如下：

可以看到这个程序执行时便是运行状态,这个状态便是R。

现在将代码改造如下：
1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 int main()
  4 {
  5   while(1)
  6   {
  7     printf("I am a process!\n");//bin加上一个IO操作。                                  
  8     sleep(1);//加上一个sleep()操作。
  9   }
 10   return 0;
 11 }
接下来再来查看状态：

这里便成为了阻塞状态了，这个状态便是S。

第三个叫做D状态，这个状态我们一般是见不到的，如果被你见到了那你的计算机就离宕机不远了。这个D状态其实就是相当于一个免死金牌，当我们系统中的内存被占满时我们的操作系统便要开始杀进程了，但是某些进程可能在将自己的数据写入到磁盘中，此时这个进程便处于D状态，这时操作系统便不能杀死这个进程。

第四和第五个状态T与t都叫做停止状态，第一个T是在普通情况下的停止状态。这个状态只有在我们使用kill指令让我们的程序终止时才会出现。这个kill指令的编号时-19。所以这条命令便是kill -19 +pid。给一个运行的程序发送这条指令就会看到这个结果：

出现了T。

当我们的的程序在debug模式下运行时（在Makefile文件的gcc指令后面加上-g），如果再次使用这条语句便会出现一个t:

第四个状态叫做X状态，也就是死亡状态。当出现这个状态时，我们的进程便已经将任务完成了，于是这个进程便要将自己的PCB给销毁掉将空间还给操作系统。

第五个状态叫做Z状态，这个状态叫做僵尸状态。这个状态与死亡状态的区别在于这个进程已经结束了，但是它的PCB还没有被它的上一级进程回收。这样的进程便被叫做僵尸进程，与之相反的便是孤儿进程（孤儿进程便是当父进程结束，子进程还在运行时出现的一种状态，并且该子进程会被1号进程接管）。