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进程状态 ​

在操作系统中，进程状态用于表示一个进程在其生命周期中的不同阶段。操作系统根据进程的当前情况，将其分类为不同的状态。常见的进程状态包括以下几种：

  1. 运行态 (Running - R) • 定义：进程正在 CPU 上运行或即将运行。处于运行状态的进程正在执行其代码。 • 描述：当进程在 CPU 上执行时，它处于运行状态。如果进程被调度器选中，便会进入运行状态。

  2. 就绪态 (Ready - R) • 定义：进程准备好运行，但由于 CPU 的分配策略，暂时未被分配 CPU 时间。它在等待 CPU 时间片。 • 描述：就绪状态的进程已经具备执行条件，只是没有得到 CPU 调度的机会。操作系统会在可用的 CPU 上调度就绪队列中的进程。

  3. 阻塞态 (Blocked - Waiting - S, D) • 定义：进程正在等待某些条件满足或资源获取，例如等待 I/O 操作完成、等待某些信号、等待输入等。 • 描述：进程在阻塞状态时，它不能继续执行，直到等待的条件满足。例如，进程可能在等待磁盘 I/O 操作完成，或者它可能在等待来自其他进程的消息。 • S (Interruptible Sleep)：可中断的睡眠状态，表示进程正在等待某个事件或资源。进程在此状态下可以被信号唤醒并重新进入就绪队列。 • D (Uninterruptible Sleep)：不可中断的睡眠状态，表示进程正在等待某些条件（例如 I/O 操作），并且无法被信号中断。这通常发生在等待磁盘 I/O 操作时。

  4. 停止态 (Stopped - T) • 定义：进程被暂停（通常是通过信号控制，如通过 SIGSTOP 信号）。进程不会继续执行，直到它被恢复（通常是通过 SIGCONT 信号）。 • 描述：此状态的进程处于停止状态，它正在等待外部信号来恢复执行。可以通过一些调试工具（如 gdb）将进程设置为停止状态，或者通过用户手动发出停止信号。

  5. 退出态 (Terminated - Z) • 定义：进程已经执行完毕，正在被系统回收。通常在进程的主执行线程结束后，操作系统会将其标记为终止状态，并开始清理资源（如文件描述符和内存等）。 • 描述：进程退出时进入此状态，它已完成执行，但它仍然保留其进程控制块（PCB）以供父进程查看其退出状态。一个处于 Z 状态的进程通常是“僵尸进程”，即已经退出但其父进程尚未调用 wait() 函数获取其退出状态。

  6. 休眠态 (Sleep) • 定义：休眠状态是一个广义的概念，实际上包含了阻塞态下的两种类型：可中断和不可中断的睡眠。 • 描述：进程在休眠时不能运行，通常是等待外部事件或 I/O 操作的完成，直到系统资源或条件变得可用，进程才会被唤醒并恢复执行。

  7. 僵尸态 (Zombie - Z) • 定义：当进程已经终止，但父进程尚未调用 wait() 来收集子进程的状态信息时，该进程就成为僵尸进程。 • 描述：僵尸进程不再占用 CPU 或内存，但它们会在进程表中保留一项记录。僵尸进程只占用少量资源，通常需要父进程来清理。如果父进程没有调用 wait()，僵尸进程会一直存在，直到操作系统自动清理。

  8. 死亡态 (Dead) • 定义：这是进程最终的状态，表示进程已经被完全清除并回收了所有资源。 • 描述：这通常是在僵尸进程被父进程或操作系统清理后，进程完全消失的状态。

进程状态示例：ps 命令输出中的进程状态

在通过 ps 命令查看进程信息时，通常会看到进程的状态列（STAT 列），其中包含了进程当前的状态。例如：

$ ps aux USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND user 123 0.0 0.1 416857296 27168 ttys000 S 7:27PM 0:00.87 /usr/bin/java user 124 0.0 0.1 416857296 27168 ttys001 S 7:27PM 0:01.00 /usr/bin/java

在上述输出中，STAT 列可能会显示以下几种状态： • S：睡眠（阻塞）状态，进程正在等待某个事件或资源。 • R：运行状态，进程正在 CPU 上执行。 • Z：僵尸状态，进程已终止，但父进程尚未回收其资源。

常见的进程状态缩写：

  • S：休眠状态（Sleeping）
  • R：运行状态（Running）
  • Z：僵尸状态（Zombie）
  • T：停止状态（Stopped）
  • D：不可中断的休眠（Uninterruptible Sleep）
  • I：空闲状态（Idle）

• S (Sleep)：当进程处于睡眠状态时，它实际上并没有完全退出，只是暂时挂起，等待某些条件满足。通常是 I/O 等待或系统资源的竞争。 • N (Nice)：当进程的优先级较低时，系统会给予它较少的 CPU 时间片。这通常是通过 nice 值来设置的。nice 值较低的进程通常被认为对系统资源的占用较少。

进程状态的意义：

不同的进程状态有助于操作系统管理资源并调度进程。例如，处于就绪状态的进程可以被调度器选择去执行，处于阻塞状态的进程则需要等待某些条件满足才能再次进入就绪状态。了解进程的状态有助于调试和优化系统性能。