【Linux进程的状态】

看Linux源码中的说法

如何查看进程状态？

各个状态的关系

僵尸进程

举个栗子

现象

僵尸进程的危害

孤儿进程

举个栗子

现象

进程的优先级

基本概念

为什么要有进程优先级？

查看系统进程

进程的大致属性

进程优先级vs进程的权限

Linux进程的优先级范围

查看进程优先级的命令

有关进程的其他概念

看Linux源码中的说法

为了弄明白正在运行的进程是什么意思，我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态（在Linux内核里，进程有时候也叫做任务）

/*
* 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 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。

如何查看进程状态？

各个状态的关系

使用下面的命令

ps aux|ps axj

我们让一个test程序一直执行，然后通过上面的命令进行查看，可以看见此时进程的状态是R+

僵尸进程

僵死状态（Zombies）是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用,后面讲）没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(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，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态

举个栗子

我们人为地创建一个僵尸进程

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
 pid_t id = fork();
 if(id < 0){
 perror("fork");
 return 1;
 }
 else if(id > 0){ //parent
 printf("parent[%d] is sleeping...\n", getpid());
 sleep(30);
 }else{
 printf("child[%d] is begin Z...\n", getpid());
 sleep(5);
 exit(EXIT_SUCCESS);
 }
 return 0;
}

现象

我们使用自动监视脚本来监视进程的状态，随后启动上面的程序，可以发现过来一会有一个进程变成Z状态了

while :; do ps aux |grep test; sleep 1; echo "==================";done

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！
内存泄漏?是的！
如何避免？后面会讲

孤儿进程

父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？
父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”
孤儿进程被1号init进程领养，当然要有init进程回收喽。

举个栗子

同样的，我们人为制造出孤儿进程的情况

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
 pid_t id = fork();
 if(id < 0){
 perror("fork");
 return 1;
 }
 else if(id == 0){//child
 printf("I am child, pid : %d\n", getpid());
 sleep(10);
 }else{//parent
 printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
 sleep(3);
 exit(0);
 }
 return 0;
}

现象

同样使用监视脚本来监视进程状态，然后运行上面的程序，可以发现子进程在父进程退出后并没有立即退出，而是继续运行，且此时子进程的ppid从原父进程的ppid变成了1，这其实是bash的pid，这就是被“领养了”

进程的优先级

基本概念

cpu资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。
优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用，可以改善系统性能。
还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，可以大大改善系统整体性能

为什么要有进程优先级？

因为操作系统的资源是有限的，所以必须将进程分为三六九等，保证很重要的进程能够优先获得资源

查看系统进程

使用下面的命令

ps -l

进程的大致属性

UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号
PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值

进程优先级vs进程的权限

进程的优先级保证进程的到资源，只不过得到资源的时间不同
进程的权限是决定进程能还是不能的到某种资源

Linux进程的优先级范围

Linux采用两种不同的优先级范围，一种是nice值，另一种是实时优先级。

nice值：nice值得范围是-20~19，默认值是0。越大的nice值意味着更低的优先级，也就是说nice值为-20的优先级最高。
实时优先级：实时优先级的范围是0~99，其值得意义与nice值相反。即：越高的实时优先级数值意味着进程优先级越高。Linux的进程可分为普通进程和实时进程，实时进程都是一些对响应时间要求比较高的进程，因此实时进程的优先级比普通进程的优先级要高。