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Linux操作系统~进程有哪些状态？_linux进程状态有哪些

作者：小丑西瓜9 | 2024-03-29 08:03:21

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linux进程状态有哪些

目录

R状态

 S/D状态

什么是D状态

T状态

X状态

 Z状态

什么是等待队列，什么是运行队列，什么是挂起/阻塞，什么叫唤醒进程

对比宏观上操作系统的三种状态

  

        从操作系统宏观的概念上讲，进程有三种状态，就绪态，运行态和阻塞态，进程初始化完成后进入就绪态，然后操作系统就会从就绪的进程中调度进程给CPU执行，在CPU中运行的进程就处于运行态，当时间片完后又会变成就绪态在运行队列里面等待CPU下次调度；如果在运行中的进程需要某种外设或某些资源但是无法满足时（比如发起IO请求），处于运行态的进程就会进入阻塞态，等到运行条件满足以后，变为就绪态等待系统调用。

 在Linux系统中，进程的状态有六种：R，S，D，T，X，Z

1.进程的状态信息在task_struct（PCB）里面

2.进程状态的意义:方便OS快速判断进程的状态，完成特定的功能，比如调度，本质是一种分类

R状态

  • R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中（并不一定在使用CPU），它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

        让进程一直运行，通过ps指令查看当前进程的状态是R+，也就是运行状态（+表示处于前台的进程，如果我们想在后台运行进程./test6 &，这样在运行的时候加一个&即表示在后台）

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main()
  4. {
  5.     while (1)
  6.     {
  7.         // cout << "running";
  8.     }
  9.     return 0;
  10. }
  1. [zebra@VM-8-12-centos cpp]$ ps -axj | head -1  && ps -axj | grep test6 | grep -v grep
  2.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  3.  3565  9911  9911  3565 pts/4     9911 R+    1001   3:56 ./test6

 S/D状态

  • 当我们完成某种任务的时候，任务条件不具备，需要进程进行某种等待，S/D
  • S睡眠状态（sleeping): 意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep），也就是可以随时被终止，接收中断信号，是一种浅度睡眠，比如调用sleep函数，可以随时被终止）。
  • 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。（是一种深度睡眠，比如往磁盘中写数据，不可以随便终止进程，进程需要接受磁盘返回的信息）

        进程等待用户输入的时候，会进入S状态

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main()
  4. {
  5.     int t;
  6.     while (1)
  7.     {
  8.         cin >> t;
  9.     }
  10.     return 0;
  11. }
  1. [zebra@VM-8-12-centos cpp]$ ps -axj | head -1  && ps -axj | grep test6 | grep -v grep
  2.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  3.  3565 11425 11425  3565 pts/4    11425 S+    1001   0:00 ./test6

什么是D状态

        D状态是一种不可中断的睡眠状态。比如一个进程让磁盘你帮我写1G数据到磁盘里面去，磁盘开始忙了，进程就会进入D状态等待磁盘写入完成（因为这种等待状态是不允许被中断的，因为如果中断进程的等待，磁盘写入数据完成后，无法向原来的进程返回错误/正确信息，会导致一些问题）

D状态就是深度睡眠，处于这种状态的进程不能被中断的（不可以被杀掉）

        进程在内核中某些不能被信号打断，例如对某些硬件设备进行操作时刻（等待磁盘Io,等待网络io等等）。

        进程处于D状态一般情况下很短暂，不应该被top或者ps看到。

        如果进程在top和ps看到长期处于D状态，那么可能进程在等待IO时出现了问题导致进程一直等待不到IO资源，此时如果要处理掉这个D进程，那么只能重启整个系统才会恢复。因为此时整个进程无法被kill 掉。

T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。

        处于S状态的进程里面的数据可能会被更新，然后唤醒，处于T状态的进程是一种暂停状态，是彻底暂停了，也不会对其里面的一些数据进程更新。

X状态

  • 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。表示进程彻底结束了，可以回收进程资源了（相关的数据结构+代码和数据），变成X状态后，这个进程几乎瞬间就会被清理掉，所以很难捕捉到处于这个状态下的进程。

 Z状态

  • Z僵尸状态（zombie）：表示一个进程即将死亡的状态，此时可以保存进程退出的信息（比如进程为什么要退出），保存在task_struct里面

        所以当一个要进程退出的时候，会先进入Z僵尸状态，将进程的退出信息保存在task_struct里面，供父进程或者操作系统读取该信息，之后才会进入X死亡状态。

  1. 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()系统调用读取）没有读取到子进程退出的返回代码时，子进程就是僵尸进程（处于僵尸状态）
  2. 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。
  3. 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
  4. 处于僵尸状态的进程叫做僵尸进程

        模拟子进程执行结束，父进程还没有结束的情况，此时子进程会变成僵尸进程，也就是处于Z状态。（后5s）

  1. #include <iostream>
  2. #include <cstdlib>
  3. #include <unistd.h>
  4. using namespace std;
  5. int main()
  6. {
  7.     pid_t id = fork();
  8.     if (id == 0)
  9.     {
  10.         // 子进程
  11.         cout << "这是子进程" << endl;
  12.         sleep(5);
  13.     }
  14.     else if (id > 0)
  15.     {
  16.         // 父进程
  17.         cout << "这是父进程" << endl;
  18.         sleep(10)
  19.     }
  20.     else
  21.     {
  22.         //执行出错
  23.         exit(-1);
  24.         sleep(10);
  25.     }
  26.  
  27. }
  1. [zebra@VM-8-12-centos cpp]$ while :; do ps -axj | head -1  && ps -axj | grep test6 | grep -v grep; sleep 1; echo "============================================================="; done
  2. =============================================================
  3.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  4. =============================================================
  5.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  6.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  7.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  8. =============================================================
  9.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  10.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  11.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  12. =============================================================
  13.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  14.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  15.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  16. =============================================================
  17.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  18.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  19.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  20. =============================================================
  21.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  22.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  23.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  24. =============================================================
  25.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  26.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  27.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] <defunct>
  28. =============================================================
  29.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  30.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  31.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] <defunct>
  32. =============================================================
  33.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  34.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  35.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] <defunct>
  36. =============================================================
  37.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  38.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  39.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] <defunct>
  40. =============================================================
  41.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  42.  4932  5670  5670  4932 pts/0     5670 S+    1001   0:00 ./test6
  43.  5670  5671  5670  4932 pts/0     5670 Z+    1001   0:00 [test6] <defunct>
  44. =============================================================
  45.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  46. =============================================================
  47.  PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  48. =============================================================

 

什么是等待队列，什么是运行队列，什么是挂起/阻塞，什么叫唤醒进程

        我们把从运行状态的task_struct(run_queue),放到等待队列中，就叫做挂起等待(阻塞)从等待队列，放到运行队列，被CPU调度就叫做唤醒进程

        当一个进程在运行的过程中，由于其某些运行条件还没就绪（比如要网络但是网卡了，或者需要等待IO，也就是需要使用外设了），就会被放到等待队列中，并且task_struct里面的状态位也会被改变为S/D。

当进程处于S/D状态的时候，在一个等待队列里面等着使用外设（比如网卡，磁盘显示器等）

等CPU的队列叫做运行队列，等外设的设备叫做等待队列

所谓的进程,在运行的时候，有可能因为运行需要，可以会在不同的队列里

在不同的队列里，所处的状态是不一样的

        当一个进程在R状态的时候，如果需要某种外设，但是外设在被使用，我就把你的状态变成S/D，然后把你的task_struct放到等待队列里面去

对比宏观上操作系统的三种状态

        就绪态/运行态就是R状态，停止对应的就是X/Z状态，阻塞态对应的就是S/D/T状态（T状态很少使用）

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