网站界面优化,网站配置文件在哪里,民治制作网站,美食网站建设设计方案进程状态#xff1a; ❓假设我们在上课#xff0c;在B站上上课#xff0c;请问我们的B站是不是一直运行呢#xff1f;#x1f4a1;不是的#xff01; ❓假设我们同时打开了B站和PDF阅读器时#xff0c;是怎么运行的呢#xff1f; #x1f4a1;每一个进程在CPU跑一会 ❓假设我们在上课在B站上上课请问我们的B站是不是一直运行呢不是的 ❓假设我们同时打开了B站和PDF阅读器时是怎么运行的呢 每一个进程在CPU跑一会再从CPU拿下来放上另外一个上去周而复始这种叫做分时操作系统 ❓那就有一个问题假设先用B站为什么先将B站这个进程放上去而不是PDF阅读器呢 这就取决于进程状态 思维导图 1.进程的状态
1.1三种基本运行状态 运行状态
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。 ❓一个进程只要把自己放到CPU上开始运行了是不是一直要到执行完毕才把自己放下来 不是每一个进程都有一个叫做时间片的概念 其时间大概是在10 ms左右。所以并不是一个进程一直在执行而是这多个进程在一个时间段内所有代码都会被执行 —— 这就叫做【并发执行】 所以呢这就一定会存在大量的进程被CPU放上去、拿下来的动作 —— 这就叫做【进程切换】 并发and并行
并行指的是两个或者多个事件同一时刻发生可以类比为一个公路三台车不同道同向行驶
并发指的是一段时间内有多个程序同时运行 就绪状态
指的是进程已经处于准备好执行的状态但是CPU没有空闲的 阻塞状态和挂起状态
有两个概念阻塞和挂起
阻塞进程因为等待某种条件就绪 而导致的一种不推进的状态——进程卡住了——阻塞一定在等待某种资源
就相当于进程太多了卡着一个进程在这个进程来看就是在等待CPU调度某种资源 阻塞进程等待某种资源就绪的过程 ❓为什么阻塞呢 进程要通过等待的方式等具体的资源被别人是用使用完之后再被自己使用。 ❓什么是资源呢资源磁盘或者网卡显卡等各种外设这是硬件软件也有 因为操作系统是通过先描述后组织的方式来进行管理假设用struct来代表这些外设用链表连接起来
❓可以存在大量的进程吗可以的❓要管理吗先描述再组织
假设我们有一个进程task_struct要加载到cpu中它在等待一个网卡资源 CPU说你不能在我上面跑了所以task_struct就添加到这个队列的尾部等待网卡这个资源 也就是我们的task_struct在我们的列入到某种资源的队列当中它就不会被CPU调度了吗这不就是卡住了吗不就是阻塞了吗
pcb可以被维护在不同的队列中的
阻塞阻塞就是不被调度——一定是因为当前进程需要等待某种资源就绪——一定是进程task_struct结构体需要再某种被OS管理的资源下排队
挂起 例子
假设task_struct是个下载任务这里突然没网了CPU说这个task_struct就不能跑了task_struct就链接在网卡这个队列的中这里就是阻塞了
操作系统通过自己的一套算法把占有内存的不被调度的进程的数据和代码交换到磁盘当中
磁盘那边放了一份交换后的代码和数据这里的内存的代码和数据被释放
在被再次调度前再把代码和数据换回来就可以了 其中代码和数据由操作系统暂时将我们的从内存换到磁盘的过程中此时这个进程就是挂起状态全称叫做阻塞挂起状态
2.Linux进程状态
task_struct是一个结构体内部会包含各种属性包括状态status
为了研究 Linux 进程状态我们把源码先拿出来看看
/*
* 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 sleepD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。
用0表示R用1表示S用2表示D用4表示T用8表示t用16表示X用32表示Z 运行状态 ❓进程只要是在R状态就一定是在CPU上运行吗不一定 所有运行的进程只要在运行的队列中排队就可以了所以CPU调度进程只要去我们的队列中去挑进程就可以了 ❓进程是什么状态一般也看这个进程在哪里排队 进程状态查看我们可以用ps
这里我们也能拿 ps 指令来看进程的状态我们开小窗输入
ps axj | head -1 ps axj | grep process | grep -v grep显然这里S是休眠状态
首先需要声明一点状态后面跟加号表示是一个 **前台进程**你只需要知道的是能够在键盘上 Ctrlc 暂停的都可以叫前台进程。
其实我们CPU的运行速度都很快我们看到这里它一直在打印其实是显示器外设一直在打印CPU一瞬间就完成了所以状态是S
我们将test.c中printf注释掉再试一下 我们发现这里变成了R状态了
所以这个进程不访问任何资源只等你 CPU只要你被运行期间不访问外设就不会被阻塞。
不访问外设那么死也会在等待队列里一直在等待队列中这就让 process 达成 R状态
这里printf的本质就是向外设网卡、显示器)打印消息进程只要是R状态并不直接代表进程正在运行而代表该进程在运行队列中排队 队列由操作系统自己维护 睡眠状态
S状态——休眠状态可中断休眠它一直在等待某种资源其实就是阻塞状态 我们一般把 状态叫作 浅度睡眠也叫做 可中断睡眠。 顾名思义当进程处于 S 状态它可以随时被唤醒。不仅仅是操作系统可以唤醒你也可以唤醒甚至你想杀掉它都行。 $ kill -9 [pid]我们用另外一个例子来更直观感受S状态
#include stdio.h#include unistd.hint main(void){int a0;printf(输入a的值);scanf(%d,a);printf(a%d\n,a); return 0; } 将该进程运行起来我们可以看到其是出于S的状态因为【shell】此时正在等待用户的输入这个就对应到了我们上面所讲到的 阻塞状态
不仅如此像我们一直在使用的bash也可以算是一种【阻塞状态】一直等待着我们去输入命令行一旦有了的话它就进行读取 深度睡眠模式
这也是一种阻塞模式
S (sleeping), /* 1 */
D (disk sleep), /* 2 */这里D模式比S模式多一个disk磁盘那肯定跟磁盘有关系
一般而言在 Linux 中如果我们等待的是磁盘资源我们进程阻塞所处的状态就是 D 状态。
与S状态类似进程处于睡眠状态但是此刻进程是不可中断的。不可中断指的并不是CPU不响应外部硬件的中断而是指进程不响应异步信号。 绝大多数情况下进程处在睡眠状态时总是应该能够响应异步信号的。否则你将惊奇的发现kill -9竟然杀不死一个正在睡眠的进程了于是我们也很好理解为什么ps命令看到的进程几乎不会出现D状态而总是S状态。 而TASK_UNINTERRUPTIBLE状态存在的意义就在于内核的某些处理流程是不能被打断的。如果响应异步信号程序的执行流程中就会被插入一段用于处理异步信号的流程这个插入的流程可能只存在于内核态也可能延伸到用户态于是原有的流程就被中断了。 暂停状态
T状态暂停状态
我们先通过这个指令来了解一下我们要使用的就是下面的18和19信号
kill -l进程暂停与进程休眠(阻塞) 没有关系只是单纯不想让这个进程跑了。
比如有些进程在执行任务时用户想让这个进程暂停一下这其实很好理解。
比如看视频听音乐下载都会有暂停。当你点击暂停的时候下载对应的代码就不跑了此时这个进程你就可以认为是暂停状态。
kill -19 进程pid 暂停该进程
kill -18 进程pid 解除暂停kill -18 pid解除一下 死亡状态
X状态死亡状态
kill -9 PIDdead 代表死亡所以 X状态对应的就是 死亡状态。
这个没有什么好说的X 状态的进程就代表死亡了可以随时等待 OS 来收尸了。 僵尸状态
当一个 Linux 中的进程退出的时候一般不会直接进入X状态死亡资源可以立马被回收而是进入Z状态 ❓当进程退出后不直接变成X状态而是变成Z状态这是为什么呢 当一个进程退出的时候那最关心它的便是【父进程】。因为这个父进程费了很大的劲才将这个子进程fork出来此时呢它突然挂掉了那么此时父进程就必须去关心一下对应的子进程退出时的原因 在这个退出过程中进程占有的所有资源将被回收除了task_struct结构以及少数资源以外。于是进程就只剩下task_struct这么个空壳故称为僵尸。 之所以保留task_struct是因为task_struc t里面保存了进程的退出码、以及一些统计信息。而其父进程很可能会关心这些信息。
我们来造一个僵尸出来看看
#include stdio.h
#include unistd.h
#include stdlib.hint main(void) {pid_t id fork();if (id 0) {// childint cnt 5;while (cnt) {printf(我是子进程我还剩下 %ds\n, cnt--);sleep(1);}printf(我是子进程我已经变僵尸了等待被检测\n);exit(0);}else {// fatherwhile (1) {sleep(1);}}
}❓如果长时间处于僵尸状态会有什么结果呢 如果没有人收尸该状态会一直维护该进程的相关资源 (task_struct) 不会被释放内存泄露一般必须要求父进程进行回收如何回收的问题我们会在进程控制章节讲解。 ❓为什么要main的返回值呢return 0这个是进程退出码 如果-个进程退出了立马X状态,立马退出你作为父进程有没有机会拿到退出结果呢? ? ? Linux当进程退出的时候- -般进程不会立即彻底退出而是要维持一个状态叫做Z, 也叫做僵尸状态— 方便后续父进程(OS)读取该子进程退出的退出结果!
只要父进程不退出这个僵尸状态的子进程就一直存在。那么如果父进程退出了呢谁又来给子进程“收尸” 当进程退出的时候会将它的所有子进程都托管给别的进程使之成为别的进程的子进程。托管给谁呢可能是退出进程所在进程组的下一个进程如果存在的话或者是1号进程。所以每个进程、每时每刻都有父进程存在。除非它是1号进程。
1号进程pid为1的进程又称init进程。 linux系统启动后第一个被创建的用户态进程就是init进程。它有两项使命 1、执行系统初始化脚本创建一系列的进程它们都是init进程的子孙 2、在一个死循环中等待其子进程的退出事件并调用waitid系统调用来完成“收尸”工作 init进程不会被暂停、也不会被杀死这是由内核来保证的。它在等待子进程退出的过程中处于S状态“收尸”过程中则处于R状态。 孤儿进程
如果父进程 一直存在子进程退出了父进程对子进程不管不顾子进程退出后就要进入僵尸状态
如果有父子两个进程因为一些问题父进程不存在了子进程还没有退出呢
myproc.c 1 #includestdio.h2 #includeunistd.h3 int main()4 {5 pid_t idfork();6 if(id0)7 {8 //child9 while(1)10 {11 printf(我是子进程pid:%d,ppid:%d\n,getpid(),getppid());12 sleep(1);13 }14 }15 else16 {17 //parent18 int cnt10;19 while(1)20 {21 printf(我是父进程pid:%d,ppid:%d\n,getpid(),getppid());22 sleep(1);23 if(cnt--0)break; 24 }25 }26 return 0;27 }
make一下没有问题 这里的$
和$^
$代表冒号左侧的红色的目标文件
$^代表冒号右侧的蓝色的依赖文件 while :;do ps ajx | head -1ps ajx |grep myproc | grep -v grep;sleep 1;echo ----------;done 我们在旁边把程序运行起来
我们发现我们的父进程是5388 ppid 7666
子进程 5389 ppid5388 后面父进程中止了只剩下子进程
子进程是5389 ppid变成了1 父进程这时候退出了那是不是应该处于僵尸状态呢
这里我们为什么没有看到父进程处于僵尸状态呢
我们在命令行中启动一个进程时它的父进程是bash
父进程退出之后它的父进程是bash命令行解释器,所以这个父进程退出的时候它的父亲帮他回收了
相当于是我死了我爹bash帮我回收了
我们发现这个子进程的父进程死掉后它给自己又找了个爹1号进程,1好进程可以叫为操作系统 如果不领养会发生什么呢?
如果有一天这个子进程挂了并且他没有父进程他就会被操作系统遗忘就一直处于一种占用操作系统内存空间的情况也就是内存泄漏
