【Linux详解】历程的状态 | 运行 阻塞 挂起 | 僵尸和孤儿状态
目次使用体系中
运行状态
阻塞状态
历程状态转换
Linux体系中
检察历程状态
深度睡眠状态
T 停息状态
Z 僵尸状态
孤儿状态
文章手稿
xmind:
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文章手稿可见文末
弁言
介绍体系中的历程状态及其管理方式。将通过结合使用体系原理和现实代码示例，详细阐明历程的各种状态、转换过程以及处理惩罚方法。
使用体系中
一个历程通常有三种状态
[*]就绪状态（Ready）：表现历程已经具备运行所必要的齐备条件，只必要等待CPU的分配就可以运行。历程处于就绪状态时，通常会被添加到就绪队列，等待调治器分配CPU资源。
[*]运行状态（Running）：表现历程正在被CPU实行。处于运行状态的历程正在使用CPU进行盘算或其他使用。
[*]阻塞状态（Blocked）：表现历程由于某些缘故原由暂时无法继承实行，必要等待一些特定条件的排除之后才能继承运行。比方，当历程等待I/O使用完成大概等待某个资源可用时，会转入阻塞状态。历程在阻塞状态时，通常会被移动到阻塞队列中，等待条件的满足。
我们下面将对运行，阻塞，和阻塞挂起进行介绍~
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运行状态
历程只要在运行队列中，就叫做 运行态。
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阻塞状态
关于历程：
① 一个历程使用资源的时候，可不但仅是在申请 CPU 资源
② 历程大概会申请其它资源：磁盘、网卡、显卡，表现器资源……
假如我们申请 CPU 资源无法暂时无法得到满足，这就必要排队的 "运行队列" 。那么假如我们申请其他慢设备的资源呢？是必要排队的（task_struct 在历程排队）。
当访问某些资源（磁盘，网卡等），假如该资源暂时没有准备好，大概正在给其他历程提供服务，那么此时：
① 当前历程要从 runqueue 中逐出。
② 将当前历程放入对应设备的形貌结构体中的waitqueue 。
历程状态：看PCB在哪个队列
内存不敷了，使用体系就会把 该历程的代码和数据置换到磁盘上，进行 历程挂起。
历程状态转换
历程状态的转换可以通过以下示例阐明：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
while (1) {
printf("进程[%d]正在运行...\n", getpid());
sleep(1); // 模拟阻塞状态
}
return 0;
}
通过运行上述代码并观察历程状态，可以明白历程在不同状态之间的转换过程。
三种状态的图示如下：
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/ea00c39278614bbdac38330e6cd334c3.png
Linux体系中
历程状态用整数表现，这些整数存储在历程的task_struct结构体中。常见的历程状态包括：运行（R）、睡眠（S）、磁盘睡眠（D）、停止（T）、死亡（X）、僵尸（Z）和孤儿历程。
历程状态一览
状态代码状态名称形貌R运行（Running）历程正在运行或在运行队列中等待S睡眠（Sleeping）历程在等待某事件完成，可被信号叫醒D磁盘睡眠（Disk Sleep）历程在等待I/O使用完成，不可被信号叫醒T停止（Stopped）历程被停息，可通过信号规复X死亡（Dead）历程已终止，从历程列表中移除Z僵尸（Zombie）历程已退出，父历程尚未读取其状态孤儿（Orphan）父历程已退出，被init历程收养 检察历程状态
使用ps aux或ps axj命令可以检察体系中历程的状态。比方：
ps aux
ps axj
这些命令输出的状态字段展示了历程当前的状态。
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背后的缘故原由让人暖心，cpu太快了，print表现器等待的时间在他看来就是在sleep了
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深度睡眠状态
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这个D状态我们就不模拟了……大概会把我的机子磁盘打满（害怕.dog）
T 停息状态
比如看视频，听音乐，下载，都会有停息。当你点击停息的时候下载对应的代码就不跑了，此时这个历程你就可以以为是停息状态。
再比如说我们调试程序，让程序打断点之后让程序运行起来，程序在打断点处停住的时候是将历程停息了，以是你在gdb 调试或在 VS 下调试时你会发现程序会停下来，这就是停息。
是历程挂起的一种。
我们可以先来看一下kill
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接下来可以来尝试一下;
$ kill -19 4026，就会发现
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gdb下的停息状态，测试一下
$ gdb process# 进入gdb调试
(gdb) l # 查看代码
(gdb) b 9 # 打断点
q + 回车 # 退出 https://img-blog.csdnimg.cn/direct/dfab3656801744fdbbb44eed48289586.png
Z 僵尸状态
僵尸状态：当一个 Linux 中的历程退出的时候，一般不会直接进入 X 状态（死亡，资源可以立马被回收），而是进入 Z 状态。
为什么呢~
历程为 Z 状态，就是为了维护退出信息，可以让父历程大概 OS 读取记录的，退出信息会写入 test_struct。
以下是创建僵尸历程的代码示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t id = fork();
if (id < 0) {
perror("fork");
return 1;
} else if (id == 0) { // 子进程
printf("子进程[%d]开始运行...\n", getpid());
sleep(5);
printf("子进程[%d]退出...\n", getpid());
exit(0);
} else { // 父进程
printf("父进程[%d]正在睡眠...\n", getpid());
sleep(30); // 父进程延迟回收子进程
}
return 0;
}
我们可以写一个监控脚本来看一下~
while :; do ps axj | head -1 && ps axj | grep mytest | grep -v grep; sleep 1; echo "######" ; done https://img-blog.csdnimg.cn/direct/8e98c1fe3fcf41fc849479061e2a6752.gif
在另一个终端中运行ps命令可以看到子历程进入僵尸状态。
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/228c78faa9b64395a52871ac2852bd6c.png
僵尸历程的危害
僵尸历程虽然不再运行，但它们仍然占用体系资源（如历程控制块task_struct）。假如父历程不及时回收子历程，会导致体系资源浪费，甚至内存泄漏。
避免僵尸历程
可以通过以下方式：
[*]父历程及时调用wait()或waitpid()回收子历程。
[*]使用信号处理惩罚机制，在子历程退出时通知父历程进行回收。
孤儿状态
孤儿历程：父亲没了（bushi
即：父历程先退出了，子的父就酿成1 号历程了，相称于被os领养了
测试一下：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
pid_t id = fork();
if (id == 0) {
// child
int cnt = 5;
while (1) {// 死循环，孩子进程就不退了
printf("我是子进程，我还剩下 %ds\n", cnt--);
sleep(1);
}
printf("我是子进程，我已经变僵尸了，等待被检测\n");
exit(0);
}
else {
// father
int cnt = 3;
while (cnt) {
printf("我是父进程，我: %d\n", cnt--);
sleep(1);
}
exit(0);
}
} 监控一下：
while :; do ps axj | head -1 && ps axj | grep mytest | grep -v grep; sleep 1;echo "######";done
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/3991fecdc9da486882e8d37d6e02999f.png
我们可以top看一下1究竟是什么
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❓ 疑问：父历程退出，为什么父历程没有酿成僵尸？我们怎么没有看到父历程 为Z ？
[*]那是由于父历程的父历程是bash ，它会自动回收它的子历程，也就是这里的父历程。这里之以是没有看到父历程酿成僵尸，是由于被 bash 回收了， z->x 的状态很快，以是你没看到。
[*]那为什么刚才我自己代码中的父历程创建的子历程，父历程没有回收子历程呢？那是由于你的代码压根就没有写回收，以是你的子历程就没有回收。
那我们怎么停息呢，ctrl+c 只能干掉前台历程，
以是孤儿历程就要用到我们的杀历程：kill -9来停息啦
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/8822d2bc49a54611bbf1ef52469d564d.png
文章手稿
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https://img-blog.csdnimg.cn/direct/4d8ba580852a4360ac93ee7833e9b4af.jpeg
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