0102 Linux历程生命周期
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一、概述
在多任务并发编程中，历程是一个非常重要的概念，在应用程序运行时，都是以历程的方式启动，再睁开为多历程或多线程的架构。
涉及到体系编程，每个操作体系平台实现存在差异，这里以linux操作体系为例。
在Linux操作体系中，历程是程序的一个实例化(也就是运行起来后)，是体系进行资源分配和调理的根本单元。
每个历程是独立的占有资源，会被分配独立的内存空间，CPU核，文件描述符等。
历程之间通过历程间通信（IPC）机制进行通信和同步，当然这里是与线程有区别。
多历程编程就是在同一程序中创建并运行多个历程，以实现并发处理。
本节就来总体介绍一下linux下的历程相关知识，后续会对每个点进行详细介绍。
二、历程状态
在这此状态中有三个根本状态：
- 就绪，历程的资源预备好了，尚未被分配CPU，此时处在就绪等候的状态；
- 运行，历程被分配了CPU时间片，在分配的CPU核上正在实行时的状态；
- 阻塞，大概睡眠；此时历程必要的资源尚未满足时所处的状态，此时会放弃占用的CPU；
三个状态相互转换：
- 当就绪的历程被分配到CPU时，就会转换为运行状态；
- 当运行状态的历程CPU时间片用完时，就会转换为就绪状态，等候再次分配CPU；
- 当运行状态的历程中调用sleep大概read/write磁盘文件时，就会进入阻塞状态；
- 当阻塞状态的历程，达到唤醒条件时，好比定时器超时，大概磁盘数据加载到了缓存时，就会转换为就绪状态；
三、历程的生命周期
在历程启动之后，通过一系列状态标识历程当前所处的阶段，直至历程竣事。
3.1 周期阶段
对根本状态再进行细化后，整个历程的生命周期状态分为以下几种：
- 创建：历程被创建，但尚未预备好实行。
- 就绪：历程已预备好实行，但尚未被分配CPU时间。
- 运行：历程正在实行。
- 可停止的阻塞：历程在等候管道，锁等，当收到信号时可以被停止；
- 不可停止的阻塞：历程正在等候IO动作完成，不能被信号停止；
- 制止（Terminated）：历程已完成实行或被制止。
3.2 状态查看
前一章节介绍了历程的查看方法，查看实时的运动状态，我们使用top下令；
实行下令之后，历程当前的状态是S列的值，状态取值有以下几种：
- S -- Process Status
- The status of the task which can be one of:
- D = uninterruptible sleep
- I = idle
- R = running
- S = sleeping
- T = stopped by job control signal
- t = stopped by debugger during trace
- Z = zombie
- D，对应于不可停止的阻塞；
- I，正在处于就绪空闲状态；
- R，正在运行当中；
- S，对应于可停止的阻塞；
- T，被任务控制信号制止
- t, 当进步程处理调试当前；
- Z，也就是僵尸历程；
下面我们来看看实际运行的情况，在终端实行top下令：
- top - 09:04:55 up 436 days, 58 min, 19 users, load average: 3.65, 3.84, 3.86
- Threads: 1512 total, 5 running, 1502 sleeping, 3 stopped, 2 zombie
- %Cpu(s): 7.0 us, 13.6 sy, 0.2 ni, 77.3 id, 0.0 wa, 0.1 hi, 1.8 si, 0.0 st
- MiB Mem : 31672.7 total, 260.3 free, 12496.5 used, 18915.9 buff/cache
- MiB Swap: 1020.0 total, 0.0 free, 1020.0 used. 16843.8 avail Mem
- PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
- 1463957 senllang 20 0 2071732 1.2g 1644 R 75.6 3.7 25023:00 ./toadb-0-01 -M 2
- 1463958 senllang 20 0 2071732 1.2g 1644 R 75.6 3.7 25068:32 ./toadb-0-01 -M 2
- 1463959 senllang 20 0 2071732 1.2g 1644 S 1.3 3.7 25609:34 ./toadb-0-01 -M 2
- 3125409 root 20 0 0 0 0 D 1.0 0.0 0:01.80 [kworker/u32:0+flush-8:0]
当必要关注程序的性能时，假如处理D时间较长，就必要优化缓存等。
四、总结
本文介绍了linux平台下历程的根本状态，这些状态经过细化后对应历程生命周期中的各阶段；历程从创建启动之后，就处于一个有限状态机中，从就绪，运行，可停止阻塞，不可停止阻塞之间进行转换，直到历程的制止。
末端
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