进程的状态

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这篇我们继续讲解进程相关的内容。

1. 进程状态

进程的状态也在task_struct里，它其实就是一个整数，用不同整数来代表各个状态。
我们先讲解4个状态：

1.1 运行态

运行态
这个我们上一篇文章说过，tack_struct会现在运行队列中等待，然后CPU会调度某个进程。那么运行态是进程正在CPU上运行，还是进程只要在运行队列中叫做运行态呢？
答案是：只要在运行队列中就叫做运行态，代表我已经准备好了，随时可以调度。

1.2 终止状态

终止状态
终止状态是进程已经被释放，叫做终止状态？还是该进程还在，只不过不运行了，随时等待被释放？
答案是：该进程还在，只不过不运行了，随时等待被释放。
那么为什么进程都终止了，不立刻释放对应的资源，而是要维护一个终止态呢？原因就是：释放是需要花费时间的，但此时你的操作系统很忙，没有时间去释放你的资源，所以会有一个终止态。

1.3 阻塞态

阻塞态
要说阻塞态，我们先补充一些知识点：
我们知道一个进程，使用资源的时候，不仅仅是在申请CPU资源。进程可能申请更多的其它资源，比如：网卡，显卡，磁盘，显示器，声卡等资源。
如果我们申请CPU资源，暂时无法得到满足，是需要排队的(运行队列)，但CPU运行速度很快，我们感受不到。那么我们申请其它慢设备资源也是一样的，也是需要排队的。
在前面我们说过，操作系统进行”管理”是要先描述，再组织。所以像CPU，网卡，磁盘等也会有相应的结构体来描述。

假如现在有一些进程需要CPU调度，假设现在需要从磁盘中读取1G数据，但此时磁盘比较繁忙，该怎么办呢？进程还在CPU中等待吗？肯定不是。

它会把进程放到磁盘队列中等待，然后让CPU去调度其它的进程。

结论：当进程访问某些资源(磁盘，网卡)，该资源如何暂时没有准备好，或者正在给其它进程提供服务。此时，当前进程要从runqueue中移除，然后将进程放入对应设备的描述结构体中的等待队列。

此时进程在等待的时候，该进程的代码，不会被执行了。这就被叫做进程阻塞。而我们用户看到的情况是如果我们平时进程开的比较多的时候，某些进程就会卡住，此时的状态就是进程阻塞。

1.4 挂起态

挂起态

上图是我们的内存和磁盘，然后内存里面有许多进程被管理起来。其实我们知道内存是有大小的，并不是特别大，操作系统也会加载到内存，然后在不断加载其它进程。但此时内存不足了怎么办？我们知道操作系统是管理软硬件资源的，所以操作系统此时就会帮我们辗转腾挪。就是短期内不会被调度的进程，它的PCB虽然在其它设备的等待队列排队中，但它的代码和数据依旧在内存中，所以会白白浪费内存的空间。那么此时操作系统就会把该进程的代码和数据置换到磁盘上。

此时的状态被称为进程挂起。这四个状态我们理解清楚了，剩下的状态我们也能进行组合理解。

2. Linux下的进程状态

我们看一下Linux内核里面是代码：

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 */ }; 

我们看到这些状态和上面说的操作系统四大状态，你会发现你还是不太懂，现在我们说一下Linux下的状态。

2.1 R和S状态

2.2 D状态

下面继续说明Linux中的D状态。D状态也是一种阻塞态。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。
举个例子说明一下：

现在内存中有一个500MB的进程，这个进程需要去磁盘中读写。

那么此时磁盘开始进行读写，而进程在内存中需要等待磁盘读写的结果(成功or失败)，所以进程是S状态。但此时进程越来越多，内存已经满了，操作系统看见此进程是S状态，可能挂起甚至杀掉此进程。

那么杀了此进程，等磁盘的读写结果出来了，却发现不知道向谁汇报结果。然后磁盘就可能会把此数据丢失。这是非常危险的行为。那么此时有一种方法，就是让进程从S状态变为D状态。

这样操作系统就杀不了此进程了。
所以，D磁盘休眠状态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。

2.3 X和Z状态

X死亡状态：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。
下面要说的Z状态也叫僵尸状态(zombie)。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，资源可以立马回收)，而是进入Z状态。
我们知道，进程被创建出来是因为要有任务让这个进程执行。所以当进程退出的时候，我们怎么知道这个进程的任务结果如何呢？所以就需要将进程的执行结果返回给父进程或者操作系统。而Z状态，就是为了维护退出信息(退出信息在PCB里)，可以让父进程或操作系统读取。

2.3.1 模拟僵尸进程

如何模拟僵尸进程呢？我们可以这样做：如果创建子进程，子进程退出了，但父进程不退出，也不回收子进程。子进程退出之后所处的状态就是Z状态。

2.3.2 僵尸进程危害

2.4 孤儿进程

我们现在知道父进程不退出，子进程退出不做处理是僵尸状态。那么子进程不退出，父进程退出呢？它就会被称为孤儿进程。那么孤儿进程是什么样子呢？

第二个问题：如果父进程提前退出了，子进程还在运行，子进程该怎么办呢？
其实子进程会被1号进程领养，而1号进程就是我们的操作系统。

2.5 T和t状态

T和t的主要含义是：让进程暂停的意思。

3. 进程优先级

首先，我们要谈谈什么是优先级？
优先级是进程获取资源的先后顺序

它和权限有什么区别呢？
权限是能还是不能的问题，而优先级是能，只是先后的问题。

为什么会存在优先级呢？
我们知道排队的本质是确认优先级，而需要排队的原因是：系统里进程太多，资源不够。所以进程会竞争资源，所以一定要确认先后。

3.1 查看系统进程

那么我们就用命令的方式来查看进程的优先级：

所以，PRI(new)=80+nice[-20,19]，注意：每次设置优先级，都会恢复成80。

3.2 用top命令更改已存在进程的nice

1. sudo top
2. 进入top后按“r”–>输入进程PID–>输入nice值

大家可以自己试一下。