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进程状态(宏观)

  Linux进程状态

进程状态的查看

进程状态(宏观)

  为了了解Linux的进程状态，首先我们得了解进程状态，因为不仅仅是在Linux下有进程状态，macos和windows下都有进程状态，这里先解释的是一个宏观概念下的，然后每个操作系统都会根据自己的特性和需求设置具体的进程状态。

  如图所示这就是进程的流程图，其中执行也叫运行，这个地方是有有争议的，因为此时并不一定是在运行，而是在需要调度的时候处于进程队列中等待Cpu调度的过程。阻塞是当一些事件发生时，例如等待IO请求(一些对硬件进行换入换出的过程)，等待竞争资源。其中scanf接口就是一个很好的说明，在代码执行到scanf的时候如果键盘中没有输入，那么cpu就会将进程从等待调度的队列中移动到键盘的等待队列中直到键盘的输入，这个过程就是阻塞。当键盘输入以后进程会被cpu重新移动到等待调度的队列中，这里需要说明一点的是，cpu在执行进程的时候并不是将一个进场执行完再进行下一个进程，而是通过给每一个进程分配一个时间片，当一个进程执行完时间片的时间就进行调度乱转，这是在单cpu的情况下。这种多个进程在一个cpu采用进程切换的方式在一段时间让多个进程都得到推进的行为叫做并发。还有一种方式是并行，即在多个cpu下真正做到多个进程同时运行。我们一般的计算机都使用的是并发的模式，因为cpu比较昂贵，而且个人不需要用的多cpu。那么有的人会问了，如果使用并发的模式为什么我们看不出软件会停止，那是因为cpu处理的时间很快，我们几乎感觉不到，但是有一些情况下如果你的手机启动了很多app你就会发现手机变卡顿了，那么这就是因为cpu进程过多，执行到app时所需要的时间增加，这样你就能看出来卡顿了。阻塞时状态为了减小cpu的压力，这样巧妙地操作使得个人计算机不需要购买太好的cpu就能够获得流程的运行，使一个cpu能够做更多的事情。运行和阻塞的本质其实都是让不同的进程处在不同硬件的等待队列之中！阻塞还有一种挂起状态，为了缓和内存紧张的情况，而将内存中处于阻塞状态的进程换至外存(硬盘)上，使进程又处于一种有别于阻塞状态的新状态。因为即使该进程所期待的事件发生，该进程仍不具备执行条件而不能进入就绪队列，称这种状态为挂起状态。当事件发生时，挂起状态会变为阻塞静止状态然后再进入运行状态等待系统调度。

  Linux进程状态

  有了对进程状态的了解，接下来我们可以对Linux的进程状态进行分析了。Linux进程状态在大体是遵循上面概念的，但是会在一些部分具体细分一些其他的状态。Linux分为一下几种状态，它们存在于一个叫做task_state_array[]的结构体中

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 */
};

进程状态的查看

 我们可以通过ps来查看进程的状态以及进程的信息：ps aux / ps axj 命令

int main()
{int i = 0; while(1)
{ i = 1;
}return 0;
}

int main()
{int i = 0;cin>>i;cout<<i<<endl;return 0;
}

  在Linux操作系统中代码如果不执行了也就是进程退出，首先会立即释放对应程序的代码数据信息，会将自己的退出码保留在自己的PCB中，这个PCB不会被释放，必须被OS管理起来，方便未来用户获取进程的退出信息，此时进程的状态就会被设置为Z，僵尸状态，这就类似与一个运动的人突然倒下猝死 ->法医来检测 ->抬走宣告死亡，其中Z是法医检测报告的结果。每个进程在结束时会先处于僵尸状态，为了维持退出信息，方便父进程和操作系统来查询。这里用一个简单的父子进程来查看子进程结束以后的僵尸状态

int main()
{int cnt = 10;pid_t id = fork();if(id == 0){while(cnt){cout<<"子进程 pid: "<<getpid()<<" ppid :"<<getppid()<<endl;cnt--;sleep(1);}}else{while(1){cout<<"父进程 pid: "<<getpid()<<" ppid :"<<getppid()<<endl;sleep(1);}} 
}

    可以看到子进程在运行10次以后就结束了，但是父进程还没有结束，此时子进程就会进入僵尸状态由S变为Z，如果没有人管就会一直是僵尸状态，必须等待父进程获取信息并回收它才会真正的结束变为X状态。 

  那么如果一个父进程先结束了，但是子进程还存在着会发生声什么，此时子进程就会变成孤儿进程， 那么是不是就无法结束这个进程然后内存泄露了？这肯定是不对的，此时OS会自动去领养这个孤儿然后作为它的父进程管理它。

  这里将父进程循环十次然后就结束了，结束的一瞬间会发现子进程的ppid变为1了，这个1其实就是操作系统。此时直接退出是退出不了这个子进程的，需要使用命令 kill -9 10350才可以退出这个进程。

  本文讲的进程状态就到这里了，下一文会讲到进程的优先级，理解为什么需要进程优先级和怎么做到这个优先级，