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进程的状态 ─── linux第11课

news 来源：原创 2025/6/18 8:14:17

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补充知识:

1.并行和并发

实时操作系统（Real-Time Systems）

进程的状态(操作系统层面)

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运行状态

阻塞状态

状态总结:

挂起状态

linux下的进程状态

补充知识:

前台进程:

后台进程

补充知识:

1.并行和并发

cpu执行进程代码,不是不是把进程代码进行完毕,才开始进行下一个,

而是给每个进程分配一个时间片,基于时间片 ,进行调度轮转(单cpu下) 称为并发

并发:多个进程在一个cpu下,采取进程切换模式,在一定时间内 ,让多个进程都得以推进
并行: 多个进程在多个cpu下分别,同时运行

时间片指的是操作系统分配给每个任务（或进程）的固定时间段，用于执行任务。当一个任务的时间片用完时，操作系统会暂停该任务，并将 CPU 资源分配给其他任务，从而实现多任务的并发执行。

特点：允许多个用户或任务共享系统资源，通过时间片轮转调度算法实现任务的并发执行。

优点：提高资源利用率，支持多用户交互操作。

应用：常用于多用户环境，如 UNIX、Linux 和 Windows 的多用户版本。

实时操作系统（Real-Time Systems）

特点：任务必须在严格的时间限制内完成，分为硬实时和软实时系统。

优点：确保任务的及时响应，适用于对时间敏感的应用。

应用：工业控制系统、航空航天系统、机器人控制,汽车控制等。

进程的状态(操作系统层面)

运行状态

一个cpu内会有一个struct_runqueue(运行对列) ,只要进程的task_struct在运行队列里,进程就是运行状态,随时可以进入cpu

操作系统上层管理进程

下层管理硬件都是先描述(task_struct 和struct device),再组织(runqueue 和devices ).

在下图中,描绘了运行状态

阻塞状态

有的程序需要用户输入才能继续运行,当用户没有输入时, os会将此进程的pcb(linux下是task_struct) 放进对应的硬件数据结构(struct device)中,在设备的等待队列(wait_queue)进行等待.

状态总结:

cpu有运行队列,有等待队列 , 进程等待cpu就是运行状态 ,进程等待设备,就是阻塞状态

运行状态和阻塞状态本质不同就是进程的pcb(task_struct)在不同的队列中.

挂起状态

        在内存严重不足时,进程的阻塞状态会占用部分内存(pcb 和进城数据), os会将阻塞状态的进程的代码和数据换出到磁盘(swap分区) , 如果硬件有相应后,结束阻塞状态 ,开始运行时 ,会将代码和进程数据换入到内存.

        这是一种用时间换空间的方法,一般不会启用.

        代码和数据被换出的状态就是挂起状态.

上面我们从宏观层面讲解了进程的状态,但在不同os下还有具体不同,下面我们讲解linux下的进程状态

linux下的进程状态

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）。下面的状态在kernel源代码里定义：

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

S: 休眠状态 可中断睡眠)---- 阻塞状态之一

D: 休眠状态 不可中断睡眠----阻塞状态之一如向磁盘写入的时间中,禁止os杀掉此进程

出现D状态,大概率磁盘有问题 ,系统快挂了

T: 停止状态 进程做了非法但不致命的操作,被OS暂停了

t: 停止状态 当进程被追踪(如gdb的断点), 遇到断点停下

X: 死亡状态

Z: 僵尸状态 期间维持退出信息 , 方便父进程和os查询退出信息