进程状态 + 进程优先级切换调度-进程概念（5）

Linux 具体的进程状态

1. D（disk sleep）状态

D状态被称作不可中断休眠或深度睡眠，可能跟磁盘有关系， 这里举个例子进行说明

现在有一个进程要写入100MB数据到磁盘，写入的过程中是有可能中断的，但无论如何，磁盘都会将写入结果返回给进程，进程再告诉用户。而磁盘在拷贝这100MB这份资源期间，进程啥也干不了，它要等磁盘的拷贝结果，此时进程就处于S状态。

但是当系统资源严重不足的时候，操作系统在极端的情况下会采取杀进程的方式释放空间（比如你手机软件有时会直接闪退），那如果这个进程被杀掉了，磁盘手里拿着这100MB的数据不知道该怎么办，跟进程讲也没有啥反应，就只好将其扔掉了，那在系统层面上就丢失了这100MB数据，而且用户还不知道

最为关键的是，操作系统，磁盘，进程，站在各自的角度看哪个都没有错。比如操作系统，它要不杀进程释放资源，那操作系统崩了，全部都得炸。进程它是直接被杀掉的，还是个受害者，没一点办法。磁盘委屈地说，我有啥问题，我都跟进程讲了，让它等我等我

所以此后就出现了D状态，当进程处于D状态时。操作系统就无权杀掉该进程，该进程也有权不对任何杀掉的动作进行响应

因此阻塞状态包括了两种：S与D，那这D状态就只能等它自己醒过来，或者直接重启，还有可能需要断电，才会将该进程直接杀掉

另外再补充一点其它的，输入命令：kill -l，可以查看能发送的信号，目前为止其中用的多是9（kill -9 进程UID），18，19。这三者分别是杀进程，进程继续，进程暂停

2. X（dead）与 Z（zombile）状态

X被称作死亡状态，也就是结束状态。Z被称作僵尸状态（zombile：僵尸），这里还是举个例子来帮助理解

你今天突然遇到一个人倒在了马路边，走上去用手感知，发现这个人没呼吸了，已经死了。这时你赶紧打110，说哪里哪里死了个人，警察来到现场后，会直接将尸体抬走并通知家属吗？

肯定是不会的啊，先封锁现场，让法医进行分析和解剖，直至法医获取到足够的信息，那在这段时间内这个进程所处的状态就是Z状态，就是为了获取进程的退出信息，当法官跟警察说通知家属，把人带走处理后事，这个人才真正死亡，也就是处于X状态

那为啥要存在僵尸状态呢？首先，我们创建子进程的目的是为了让进程完成某种事情的，那最后结果相关的信息（相关信息存储在task_struct中）父进程得知道吧

因此一个子进程要退出了，它并不是一退出就立马将PCB，代码和数据全部释放掉，当一个进程退出时，操作系统可以将这个进程的代码和数据全部释放掉，因为这个进程并不会被调度了

但是它的PCB信息是不能被释放的，必须将自己退出的信息暂时维持处，因为父进程需要从子进程的PCB里获取到子进程退出的结果

在子进程退出之后，父进程获取子进程退出信息之前，此时进程所处的状态就称之为Z状态

3. 如何模拟验证Z状态

创建父，子进程，让子进程在一定程度下直接退出，然后就能查到子进程退出后所处的状态

下面代码中，手动创建一个子进程，让子进程代码循环五次，自动结束。而父进程代码一直处于循环中，此时子进程已经退出了，而父进程仍在运行当中

int main()
{pid_t id = fork();if(id == 0){//childint count = 5;while(count){printf("我是子进程，我正在运行: %d\n", count);sleep(1);count--;}}else {while(1){printf("我是父进程，我正在运行...\n");sleep(1);}}return 0;
}

从图片中也能看出，如果父进程一直不管，不获取子进程的退出信息，那么子进程就会一直处于僵尸状态，这样就会造成内存泄漏的问题，这个内存泄漏问题和下面内存泄漏问题造成的原因不同

在咱们写代码时，malloc或new出一片空间，但是忘记及时释放了，此时也会出现内存泄漏问题，那该进程退出了，内存泄漏问题还存不存在呢？不存在

进程一旦退出了，该内存泄漏的问题自然而然地就被解决了，也就是被自动回收了，而上面僵尸状态下的内存泄露的问题是系统层面上的，操作系统做不到回收该PCB

什么样的进程具有内存泄漏问题是比较麻烦的呢，常驻内存的进程。常驻内存的进程：经常驻扎在内存中的进程，一旦启动该进程，基本上不会退出，一直死循环的那种（比如steam上的那个wallpaper软件）

4. slab 技术的补充

可以构建了一个unuse链表，原先的那个进程从Z状态变成X状态后，那个PCB不是要被释放吗？但是，我可以将要释放的PCB放到这个unuse链表中

等到后面操作系统要再创建（malloc）一个task_struct时，就能直接在这个链表中选择一个task_struct，将结构体里面的成员初始化，那这个task_struct结构体不就能够复用了吗

这样就形成了一个类似于内核当中的数据结构对象的缓存，所以在操作系统内它就可以加速我们创建进程和释放进程的速度，这种技术在Linux内核里叫做slab

进程优先级切换调度（13-0.00.00）

1. 孤儿进程

• 父进程如果提前退出，那么子进程后退出，子进程进入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/systemd进程领养，当然也要由init/systemd进程回收

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int main()
{pid_t id = fork();if(id == 0){// childwhile(1){printf("我是一个子进程， pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());sleep(1);}}else{// fatherint cnt = 5;while(cnt){printf("我是一个父进程， pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());cnt--;sleep(1);}}return 0;
}

父子进程关系中，如果父进程先退出，子进程就要被1号（操作系统）进程领养，这个被领养的子进程就叫做孤儿进程

那为什么要领养子进程呢？如果不领养的话，子进程进入僵尸状态之后，就没有父进程帮忙回收，此时就会造成内存泄漏问题

当进程变成孤儿进程，此时的进程就处于后台进程（./cmd &），从图片中也能看到子进程的状态从S+→S

当该孤儿进程运行起来之后，命令ctrl + c就无法杀掉，也就是无法杀掉后台进程，同时后台进程能向前台打印消息

只能kill -9 孤儿进程的PID，这样才能将孤儿进程给杀掉

2. 进程的优先级（13-0.25.00）

• 进程的优先级是什么：进程得到CPU资源的先后顺序。这里将优先级和权限区分开来，权限是否能得到某种资源，优先级是一定能得到资源，只不过是先后的问题
• 为什么会存在进程的优先级：那进程为啥会在CPU上排队呢？因为目标资源稀缺，导致操作系统要通过优先级来确认谁先谁后使用资源的问题

3. 优先级的具体操作

优先级其实也是一种数字（int类型），task_struct的一种属性，值越低，优先级越高，反之优先级越低

基于时间片的分时操作系统，会考虑到公平性，也就是各进程优先级值要相差不大，优先级可能变化，但是变化幅度不能太大

UID：user id，就是用户ID。人名是给用户看的，操作系统中是看UID，进程启动时会将UID给保存下来，记录这个进程是哪个用户启动的

用户跟操作系统打交道，都是通过进程来进行，用户所有的请求和任何都会转换成进程，被操作系统去调度和执行。所以识别权限并不是去识别用户的，是识别进程和文件之间的权限

带上选项n，显示出用户ID

那系统怎么知道我访问文件的时候，是拥有者，所属组，还是other呢？在Linux系统中，访问任何资源，都是进程去访问，进程就代表用户，OS它会拿着进程的UID依次去匹配文件的拥有者，所属组，other