【Linux】深度解析Linux中的几种进程状态

前言

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一.Linux的进程状态

1.Linux进程状态在kernel源代码里的定义

• 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) : 即广义上的“阻塞状态” 。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

/*
* 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 */
};

2.S :浅度睡眠状态

• S睡眠状态（sleeping) : 即广义上的“阻塞状态” 。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））

• 浅度睡眠状态，可以被终止
• 浅度睡眠会对外部信号做出响应

1.S状态与S+状态

• 前台进程：带+
  

• 后台进程：不带+
• 不能ctrl c关闭；只能kill关闭；可以输入其他命令
  

3.D :磁盘休眠状态 / 深度睡眠状态

• 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。

• Linux在特殊情况下，会通过 杀掉睡眠中的进程，节省资源！
• 即我们熟知的“杀后台”

• 深度睡眠状态不可被杀掉！
• 避免了进程向磁盘写入关键数据时，被操作系统杀掉的问题

4.T :停止状态（阻塞状态）

• 进程状态：让进程 暂停 （前台进程转为后台进程）
• 系统中有许多信号，在系统中都是宏定义而来
• 例如：9号信号SIGKILL#define SIGKILL 9
• 图中18，19信号就是与停止状态有关的信号
  

kill -SIGSTOP [PID]   //PID对应进程由S状态进入T状态，前台进程变为后台进程

kill -SIGCONT [PID]   //PID对应进程由T状态进入S状态，后台进程变为前台进程

• 进程为什么需要暂停状态？
• 在进程访问软件资源的时候，可能暂时不让进程进行访问，就将进程设置为STOP

4.1 t ：追踪停止状态

• 不同与T状态；
• debug程序时（不断向系统发送SIGSTOP，SIGCONT信号过程中）
• 程序停在断点处时，就是t状态

• 现在一般而言,T,t不分家，都是停止状态

5. X ：死亡状态

• 进程结束

6. Z ：僵尸状态（Linux特有状态）

• 处于僵尸状态的进程：僵尸进程
• 进程结束不会立刻释放，会等一小会
• 当一个进程在退出的时候，退出信息会由OS写入到当前退出进程的PCB中，可以允许进程的代码和数据空间被释放，但是不能允许进程的PCB被立刻释放！
• OS必须维护这个推出进程的PCB结构

• 原因：在进程死亡时，操作系统 或者 父进程 需要知道进程退出的原因，因此它的PCB里的退出信息不会被释放

• 父进程或者OS读取后，PCB状态先被改成X死亡状态，才会被释放

1）僵尸进程的危害

• 进程的退出状态必须被维持下去，因为他要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任务，我办的怎
  么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就一直处于Z状态？是的！
• 维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在task_struct(PCB)中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直都要维护？是的！
• 那一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，是不是就会造成内存资源的浪费？是的！因为数据结构对象本身就要占用内存，想想C中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的某个位置进行开辟空 间！

2）孤儿进程的引入

• 子进程和父进程运行时,父进程退出了，父进程会进入僵尸状态吗？
• 现象：不会进入僵尸状态，而是直接没了。
• 原因：父进程也有其父进程bash，会被其立刻回收！ 且父进程不对孙子进程负责（即bash不对场景中子进程负责）

• 子进程和父进程运行时，父进程退出了， 子进程进入僵尸状态谁来维护它？
• 回答：子进程的父进程直接退出了，子进程要被领养，即 子进程被1号进程（systemd）领养；
• 我们称这种状态的进程作“孤儿进程”