【Linux】进程（2）状态

目录

一、冯诺依曼

二、操作系统

三、进程状态

（1）运行状态：进程已获得CPU资源，正在执行指令，是进程生命周期中唯一能直接操作硬件、推进任务的阶段。

（2）阻塞状态：进程因等待特定事件（如打印）主动放弃CPU，但仍保留在内存中，仅不占用CPU资源。等待的事件触发后，进程可直接进入就绪态，等待下一次CPU调度。

（3）挂起状态：挂起是进程的特殊挂起状态，进程会被操作系统从内存换出到外存（如磁盘），完全不占用CPU和内存资源，仅在外存保留进程映像（如PCB等）。

前面我们已经学习了进程的基本概念，在进入进程状态前，我们先了解下冯诺依曼体系结构

一、冯诺依曼

输入设备：包括键盘， 鼠标等

中央处理器(CPU)：含有运算器和控制器、寄存器等

输出设备：显示器等

存储器：是指内存（是cpu和外设之间的巨大缓冲区）

cpu只能对内存进行读写，不能访问外设，这也是进程某个状态会发生的原因。

二、操作系统

操作系统：

对下，与硬件交互，管理所有的软硬件资源
对上，为用户程序（应用程序）提供⼀个良好的执行环境

操作系统中不止对进程有着系统的管理，对底层硬件也有管理，类似与对进程的管理，每个外设都有对应的结构体。

我们可以看出进程是在操作系统中，当进程需要被启用时，会先进入cpu就绪队列中，等待cpu调度与执行，运行完还会重新返回到操作系统中。

三、进程状态

这里我们细说三种比较重要的状态：

（1）运行状态：进程已获得CPU资源，正在执行指令，是进程生命周期中唯一能直接操作硬件、推进任务的阶段。

R运行状态(running)：运行状态不一定在运行，它表示进程要么是在运行中，要么是在运行队列里。

让程序一直死循环且啥都不打印，就会一直处于运行状态，大家来猜一下子进程是什么状态，子进程一直循环打印自己的信息。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int main() { int ret = fork(); // printf("%d, ret: %d\n", getpid(), ret); if (ret == 0) { while (1) { printf("I am a child, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid()); sleep(1); } } else if (ret > 0) { printf("I am a father, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid()); while (1) { } } return 0; }

（2）阻塞状态：进程因等待特定事件（如打印）主动放弃CPU，但仍保留在内存中，仅不占用CPU资源。等待的事件触发后，进程可直接进入就绪态，等待下一次CPU调度。

S睡眠(可中断阻塞)状态(sleeping)：意味着进程在等待事件完成

没错，子进程就是该状态，为什么呢，都是循环，打印和不打印有什么区别呢？

在上述操作系统中，外设也有对应的数据结构，所以在打印时，cpu会切换其他进程(显示器)，而且cpu的运行速度是非常快的，硬件存储时是非常慢的(打印过程)，所以我们在查看进程时，总是只能看见子程序在休眠，因为代码执行快，结果出的慢。

D磁盘休眠(不可中断阻塞、不可中断挂起)状态(Disk sleep)：有时候也叫不可中断睡眠状态，在这个状态的进程通常会等待IO的结束。（ctrl+c是不能终止的）

当操作系统中内存要满时，会挂起一些进程，如果解决不了，就会杀死一些进程，而有时候会杀死错某些重要的进程，如果在这之前将那些被杀死的程序改成D状态就不会被杀死，相当于免死金牌，OS无法将他们杀死。

（3）挂起状态：挂起是进程的特殊挂起状态，进程会被操作系统从内存换出到外存（如磁盘），完全不占用CPU和内存资源，仅在外存保留进程映像（如PCB等）。

T停止(可中断挂起)状态(stopped)：可以通过发送特定信号给进程来停⽌（T）进程。这个被暂停的进程也可以通过发送特定信号让进程继续运行。

这个信号是什么呢？首先kill -9是杀死进程，那他其他的编号对应什么功能呢

SIGSTOP对应的就是停止，SIGCONT对应的就是继续，分别是19、18

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。

Z僵尸状态(zombie)：这是一个特殊的状态，当子进程退出时，父进程没有读到子进程退出的返回码时，就会产生僵尸进程。

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。所以会一直占用内存，会产生内存泄漏！

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int main() { int ret = fork(); // printf("%d, ret: %d\n", getpid(), ret); if (ret == 0) { //while (1) //{ // printf("I am a child, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid()); // sleep(1); //} printf("I am a child, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid()); sleep(1); } else if (ret > 0) { printf("I am a father, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid()); while (1) { } } return 0; }

那我们如何去回收退出的子进程，我们需要用到wait()函数。它是系统函数，这里笔者就不给大家做函数解析了，就直接用了。但有一点要提，就是在等待的时候，父进程会进入阻塞状态，等待子进程结束才可以继续运行。

孤儿进程：

父进程先于子进程退出的话，子进程就会形成孤儿进程，那这时候子进程退出是由谁来回收，会不会也形成僵尸进程？答案是肯定不会，它会被1号init/systemd进程领养，所以init/systemd进程就会正常进行回收。

前后台运行

这有个小知识点，进程状态后带了+号的是前台运行，没有的是后台运行，./test &启动进程会直接进入后台运行。

前台运行，会占用终端，你无法输入，可以用ctrl+c来终止

后台运行，不会占用终端，你可以输入，但进程会继续在终端打印，ctrl+c终止不了，直接用kill -9 PID来杀死就行了。

这次的内容就到这，我们学习了进程中最常见的状态，其中有于冯诺依曼层次有关的，还有怎么回收子进程，这些都为重要，大家自己写的时候要多留意，谢谢支持。