linux进程（进程状态）

目录

前言：

正文： 

 1.R运行状态（running）

2.睡眠状态（sleeping）

3.D磁盘休眠状态（Disk sleep） 

4停止状态（stop）

5僵尸状态（Z）

 6 孤儿进程

 补充知识：前后台进程

前言：

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，进程有时候也叫任务）

下面的状态在kernel源码中的定义：

/*

* 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 */

};

 

• 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。
• 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））。 
• 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。
• 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。
• 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

正文： 

 1.R运行状态（running）

          运行态具体是指：当操作系统把CPU资源分配给进程时（cup对进程进行调度），进程会在运行队列里面排队（运行状态）在一个时间段内，所有的进程都会被执行，并发执行。在运行状态下，进程会执行它所分配的任务。当进程的时间片用完后，进程就会被挂起（带走自己的上下文），等待下一次CPU调度。

  我们可以看一下在Linux下的R状态【查看进程状态的命令：ps ajx/aux 】。如下：

 process.c

 1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <stdlib.h>
  4 int main()
  5 {
  6  pid_t id = fork();
  7  if(id < 0){ perror("fork");
  8  return 1;
  9  }
 10  else if(id == 0){
 11     // child
 12      printf("I am child, pid :[%d] ppid:[%d]\n", getpid(),getppid());
 13      sleep(20);
 14 
 15  }else{
 16      //parent
 17      printf("I am parent, pid: [%d] ppid:[%d]\n", getpid(),getppid());
 18     sleep(10);
 19     exit(0);                                                                   
 20 
 21  }
 22  return 0;
 23 }

Makefile 

 myprocess:process.c
  2     gcc -o myprocess process.c                                                 
  3 
  4 .PHONY:clean
  5 clean:
  6     rm -r myprocess
  7 
  8 .PHONY:catP
  9 catP:
 10     ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myprocess | grep -v grep
 11         

 通过指令对进程状态进行查看

我们会发现不管是父进程还是子进程，我们看到的状态都是S+,这是因为对于cpu来说，将数据回显到显示器的任务在电光火石之间就完成了，我们很难捕捉到，所以我们大部分捕捉的动作他都是在等待队列中进行排队。

        （R+是在运行队列中被操作系统管理这，也是在排队，他不一定被cpu调度）排队类似下图

为了捕捉，我们可以将打印语句屏蔽，让其一直死循环，这样我们就可以在调度的时间片内捕捉到其运行状态。 

2.睡眠状态（sleeping）

  睡眠状态是指：当进程被调用而等待某个事件的发生时，该进程就会进入睡眠状态。通俗来讲，当我们要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。（也叫进程阻塞）

  进程等待时，都是在等待CPU资源吗？答案是：并不是！

  睡眠状态被认为是一种阻塞状态，因为该进程在等待发生的事件情况下不能真正地执行，所以CPU的资源也就会被阻塞。只有当该事件发生，进程才能被唤醒并继续执行。

 补充：s+是一种前台进程，我们可以通过输入信号将其关闭，也就是键盘上的ctrl+c将进程杀死，（会在信号章节进行详细介绍）。

3.D磁盘休眠状态（Disk sleep） 

D磁盘休眠状态（Disk sleep）表示进程因等待磁盘I/O操作时而被阻塞，并且进程等待的操作可能会很慢，也可能永远不会完成。当出现大量相同操作的时候，就会出现休眠状态。

  例如有一个进程需要把数据写入磁盘，且数据量很大。而写入磁盘的过程相对来说并不是很快，进程需要等待一段时间。等待的过程中，同时也占用了CPU的资源， 我们都知道操作系统是不会浪费任何内存，所以他有杀死进程的功能。如果该进程写入的数据很重要，需要磁盘读取数据完成后的返回信息。但也可能会被误操作给删除。所以给他一个免死金牌D状态，该进程不可被操作系统终止。

  在Linux系统中，有些进程可能预期会处于D状态，例如，磁盘I/O操作比较耗时的进程。而对于其他类型的进程，处于D状态通常是不正常的，需要进行诊断和解决。常用的解决方法包括重启系统、更换设备等。
 

4停止状态（stop）

  T停止状态（stopped）表示进程已经被挂起，不再运行，但是它尚未完成或终止。进程可以进入停止状态是由于收到一个SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN或者SIGTTOU信号，以及调试器进程发送的SIGHUP、SIGINT、SIGQUIT、SIGILL、SIGTRAP、SIGABRT、SIGBUS、SIGFPE、SIGSEGV、SIGPIPE、SIGALRM、SIGTERM、SIGURG、SIGXCPU、SIGXFSZ和SIGSTOP信号。

我们可以利用kill - 18 kill-19让进程 恢复或者暂停。

5僵尸状态（Z）

与死亡状态相对应的还有一个 僵尸 T 状态

通俗来说，僵尸状态 是给 父进程 准备的
当 子进程 被终止后，会先维持一个 僵尸 状态，方便 父进程 来读取到 子进程 的退出结果，然后再将 子进程 回收。
单纯的在 bash 环境下终止 子进程，是观察不到 僵尸状态 的，因为 bash 会执行回收机制，将 僵尸 回收。

• 我们可以利用 fork() 函数自己创建 父子进程 关系，观察到这一现象

1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <stdlib.h>
  4 int main()
  5 {
  6  pid_t id = fork();
  7  if(id < 0){ perror("fork");
  8  return 1;
  9  }
 10  else if(id == 0){
 11 
 12      // child                                                                  
 13      printf("I am child, pid :[%d] ppid:[%d]\n", getpid(),getppid());
 14      sleep(5);
 15 
 16  }else{
 17      //parent
 18     printf("I am parent, pid: [%d] ppid:[%d]\n", getpid(),getppid());
 19     sleep(20);
 20     exit(0);
 21 
 22  }
 23  return 0;
 24 }
~
~
~

 6 孤儿进程

• 通过程序创建 父子进程
• 通过指令终止 父进程，此时 子进程 会被OS领养
• 子进程 的 父进程 变为 1号进程
• 子进程 就变成了一个 孤儿进程

我们可以通过以下代码验证当父进程先退出的时候，子进程是不是被1号进程接管。

 1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <stdlib.h>
  4 int main()
  5 {
  6  pid_t id = fork();
  7  if(id < 0){ perror("fork");
  8  return 1;
  9  }
 10  else if(id == 0){
 11 
 12      // child
 13      printf("I am child, pid :[%d] ppid:[%d]\n", getpid(),getppid());
 14      sleep(35);
 15 
 16  }else{
 17      //parent
 18     printf("I am parent, pid: [%d] ppid:[%d]\n", getpid(),getppid());
 19     sleep(5);                                                                  
 20     exit(0);
 21 
 22  }
 23  return 0;
 24 }
~

 补充知识：前后台进程

Linux中运行的程序可以在前台（foreground）或者后台（background）运行。前台程序是在当前终端会话中运行的程序，而后台程序则是在系统内部运行的，没有与用户终端会话相关联。上述带 ‘+’ 号的就是在前台运行的程序，不带 ‘+’ 号的就是在后台运行的程序。

  当用户在终端中输入运行一个程序的命令时，该程序默认以前台方式运行，它会在终端上打印输出并且用户必须等待程序执行完成。

  如果在命令末尾加上 & 符号，就可以让程序在后台运行。具体如下图：

  如果需要与后台程序交互，可以使用一些特殊的命令，如：jobs, fg等，来查看和控制程序的状态。 fg 指令就可吧后台进程转换到前台运行。例如： 

$ jobs       #查看后台运行的程序
$ fg %1     #将后台中的程序1转为前台运行