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? ? ? ??操作系統中

運行狀態

阻塞狀態

進程狀態轉換

?Linux系統中

查看進程狀態

深度睡眠狀態

T 暫停狀態

Z 僵尸狀態

?孤兒狀態

文章手稿

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xmind:?

引言

介紹系統中的進程狀態及其管理方式。將通過結合操作系統原理和實際代碼示例，詳細說明進程的各種狀態、轉換過程以及處理方法。

操作系統中

一個進程通常有三種狀態

• 就緒狀態（Ready）：表示進程已經具備運行所需要的一切條件，只需要等待CPU的分配就可以運行。進程處于就緒狀態時，通常會被添加到就緒隊列，等待調度器分配CPU資源。
• 運行狀態（Running）：表示進程正在被CPU執行。處于運行狀態的進程正在使用CPU進行計算或其他操作。
• 阻塞狀態（Blocked）：表示進程因為某些原因暫時無法繼續執行，需要等待一些特定條件的解除之后才能繼續運行。例如，當進程等待I/O操作完成或者等待某個資源可用時，會轉入阻塞狀態。進程在阻塞狀態時，通常會被移動到阻塞隊列中，等待條件的滿足。

我們下面將對運行，阻塞，和阻塞掛起進行介紹~?

運行狀態

?進程只要在運行隊列中，就叫做?運行態。

阻塞狀態

關于進程：

① 一個進程使用資源的時候，可不僅僅是在申請 CPU 資源
② 進程可能會申請其它資源：磁盤、網卡、顯卡，顯示器資源……

如果我們申請 CPU 資源無法暫時無法得到滿足，這就需要排隊的 "運行隊列" 。那么如果我們申請其他慢設備的資源呢？是需要排隊的（task_struct 在進程排隊）。

當訪問某些資源（磁盤，網卡等），如果該資源暫時沒有準備好，或者正在給其他進程提供服務，那么此時：

① 當前進程要從 runqueue 中逐出。
② 將當前進程放入對應設備的描述結構體中的waitqueue 。

進程狀態：看PCB在哪個隊列

內存不足了，操作系統就會把 該進程的代碼和數據置換到磁盤上，進行?進程掛起。

進程狀態轉換

進程狀態的轉換可以通過以下示例說明：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main() {while (1) {printf("進程[%d]正在運行...\n", getpid());sleep(1); // 模擬阻塞狀態}return 0;
}

通過運行上述代碼并觀察進程狀態，可以理解進程在不同狀態之間的轉換過程。

三種狀態的圖示如下：

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?Linux系統中

進程狀態用整數表示，這些整數存儲在進程的task_struct結構體中。常見的進程狀態包括：運行（R）、睡眠（S）、磁盤睡眠（D）、停止（T）、死亡（X）、僵尸（Z）和孤兒進程。

進程狀態一覽

狀態代碼	狀態名稱	描述
R	運行（Running）	進程正在運行或在運行隊列中等待
S	睡眠（Sleeping）	進程在等待某事件完成，可被信號喚醒
D	磁盤睡眠（Disk Sleep）	進程在等待I/O操作完成，不可被信號喚醒
T	停止（Stopped）	進程被暫停，可通過信號恢復
X	死亡（Dead）	進程已終止，從進程列表中移除
Z	僵尸（Zombie）	進程已退出，父進程尚未讀取其狀態
	孤兒（Orphan）	父進程已退出，被init進程收養

查看進程狀態

使用ps aux或ps axj命令可以查看系統中進程的狀態。例如：

ps aux
ps axj

這些命令輸出的狀態字段展示了進程當前的狀態。

背后的原因讓人暖心，cpu太快了，print顯示器等待的時間在他看來就是在sleep了

深度睡眠狀態

這個D狀態我們就不模擬了……可能會把我的機子磁盤打滿（害怕.dog）?

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T 暫停狀態

比如看視頻，聽音樂，下載，都會有暫停。當你點擊暫停的時候下載對應的代碼就不跑了，此時這個進程你就可以認為是暫停狀態。

再比如說我們調試程序，讓程序打斷點之后讓程序運行起來，程序在打斷點處停住的時候是將進程暫停了，所以你在gdb 調試或在 VS 下調試時你會發現程序會停下來，這就是暫停。

是進程掛起的一種。

我們可以先來看一下kill

接下來可以來嘗試一下;

$ kill -19 4026，就會發現

gdb下的暫停狀態，測試一下

$ gdb process  # 進入gdb調試
(gdb) l        # 查看代碼
(gdb) b 9      # 打斷點
q + 回車       # 退出

Z 僵尸狀態

僵尸狀態：當一個 Linux 中的進程退出的時候，一般不會直接進入?X? 狀態（死亡，資源可以立馬被回收），而是進入?Z 狀態。

為什么呢~

進程為?Z 狀態，就是為了維護退出信息，可以讓父進程或者 OS 讀取記錄的，退出信息會寫入 test_struct。

以下是創建僵尸進程的代碼示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main() {pid_t id = fork();if (id < 0) {perror("fork");return 1;} else if (id == 0) { // 子進程printf("子進程[%d]開始運行...\n", getpid());sleep(5);printf("子進程[%d]退出...\n", getpid());exit(0);} else { // 父進程printf("父進程[%d]正在睡眠...\n", getpid());sleep(30); // 父進程延遲回收子進程}return 0;
}

?我們可以寫一個監控腳本來看一下~

while :; do ps axj | head -1 && ps axj | grep mytest | grep -v grep; sleep 1; echo "######" ; done

在另一個終端中運行ps命令可以看到子進程進入僵尸狀態。

僵尸進程的危害

僵尸進程雖然不再運行，但它們仍然占用系統資源（如進程控制塊task_struct）。如果父進程不及時回收子進程，會導致系統資源浪費，甚至內存泄漏。

避免僵尸進程

可以通過以下方式：

1. 父進程及時調用wait()或waitpid()回收子進程。
2. 使用信號處理機制，在子進程退出時通知父進程進行回收。

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?孤兒狀態

孤兒進程：父親沒了（bushi

即：父進程先退出了，子的父就變成1 號進程了，相當于被os領養了

測試一下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>int main(void) {pid_t id = fork();if (id == 0) {// childint cnt = 5;while (1) {  // 死循環，孩子進程就不退了printf("我是子進程，我還剩下 %ds\n", cnt--);sleep(1);}printf("我是子進程，我已經變僵尸了，等待被檢測\n");exit(0);}else {// fatherint cnt = 3;while (cnt) {printf("我是父進程，我: %d\n", cnt--);sleep(1);}exit(0);}
}

?監控一下：

 while :; do ps axj | head -1 && ps axj | grep mytest | grep -v grep; sleep 1;echo "######";done

我們可以top看一下1究竟是什么

?

? 疑問：父進程退出，為什么父進程沒有變成僵尸？我們怎么沒有看到父進程 為Z? ？

• 那是因為父進程的父進程是bash ，它會自動回收它的子進程，也就是這里的父進程。這里之所以沒有看到父進程變成僵尸，是因為被 bash 回收了， z->x 的狀態很快，所以你沒看到。
• 那為什么剛才我自己代碼中的父進程創建的子進程，父進程沒有回收子進程呢？那是因為你的代碼壓根就沒有寫回收，所以你的子進程就沒有回收。

那我們怎么暫停呢，ctrl+c 只能干掉前臺進程，

所以孤兒進程就要用到我們的殺進程：kill -9來暫停啦

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文章手稿