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本篇主要介绍task_struct中进程的状态，具体介绍Linux中进程状态，一个状态一个状态细谈。
Linux中的进程状态
- 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）。
- 每个进程都有自己的进程状态
- 进程状态在task_struct内部的一个属性 int status
- OS更改一个进程状态，只是更改进程的task_struct 的状态属性，只是一个标志位用来表明进程的状态，经此而已。
Linux操作系统本身的对状态的定义有以下：
- 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）：这个状态只是个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。
下面的状态在kernel源代码里定义：
/*
* 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&S休眠状态
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（这里的睡眠有时候叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。
运行下列程序，我们发现，为什么printf打印显示的时候存在休眠状态，既有S+也有R+这个状态，这是怎么一回事呢❓
我们把下面需要显示器打印的代码全部注释掉，只保留循环，全是S+，这又是为什么呢❓
//既有S+/R+
1 #include<stdio.h>
2 #include <sys/types.h>
3 #include <unistd.h>
4
5 int main()
6 {
7 while(1)
8 {
9 printf("I am a process,pid:%d\n",getpid());
10 }
11 return 0;
12 }
//只有R+
1 #include<stdio.h>
2 #include <sys/types.h>
3 #include <unistd.h>
4
5 int main()
6 {
7 while(1)
8 {
9 // printf("I am a process,pid:%d\n",getpid());
10 }
11 return 0;
12 }
解释：
- printf的本质是向显示器终端打印。
- 根据冯诺依曼体系结构，打印的代码需要先写到内存再刷新到外设。
- 程序是从CPU写入内存，由内存刷新到外设，CPU的运算速度比外设快很多，外设设备是不能保证每次都准备就绪。
- 综上所述，进程就存在等待外设准备就绪，此刻进程的状态就是浅度睡眠的状态S。
- 如果外设设备准备好了，进程可以向显示器打印数据，此刻进程的状态就是运行R。
- 所以，当打印代码被注销，不需要访问外设设备，此刻进程的状态一直都是R。
进程被调度的时候需要访问显示器资源，进程的信息往显示器上打印的时间 相较于 CPU运行慢很多，所以进程大部分时间都在等待外设资源准备就绪，此时进程的状态就是S。只有真正执行打印打代码的时候，进程的状态此时R。
- S在前台，S+在后台跑（前台/后台，后面谈）
- S状态，休眠状态，处于进程等待的状态。
- S是可中断睡眠：进程处于休眠状态，但是依旧可以随时被外部信息打断。
T/t停止状态stopped(tracing stop)
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。
T/t：让进程暂停，等待进一步被唤醒。
关于进程中的信号（先应用，后面理解）
- 用一个kill进程去控制目标进程的是否暂停状态
- 查看信息kill -l
- kill命令可以向指定进程发信号
- kill -9 进程pid杀死进程
- kill -19 pid暂停进程
- kill -18 pid唤醒进程
- 注意：暂停一个进程并且再次唤醒它，它自动被切换到后台。
- Linux中Ctrl+c是中断进程，kill是终止进程。（ctrl+C和kill❓❓)
- 进程是T/T+表示纯粹暂停状态
- gdb调试代码打断点的时候t/t+表示进程被追踪，进程暂停的状态
- 两种进程的相互切换时因为遇到了断点，进程就被暂停了
【kill -9】 
【kill -19 & kill -18】
【调试gdb】
D磁盘休眠状态Disk 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。
- LinuxOS存在一种特有的权力：当内存严重不足的时候，杀掉进程来释放空间
- 以下情况的发生根本原因是：OS杀死进程是毫无类型的杀死，哪怕是正在写入关键数据的进程。正在写入关键数据的进程是不能被杀死的。
- 防止下面情况：凡是进程都需要数据IO
- 若进程在等待【磁盘】资源，需要将自己的状态设置为D状态。（不可中断睡眠）
- D状态时系统里特有的一种进程状态。是OS对磁盘的单独状态。
- D状态是不可被杀，不可中断，深度睡眠。
- D状态的存在的目的：保证进程IO的时候，等待磁盘资源时不能被杀。
- S状态时浅度睡眠。
- 消除D状态有2中方法
- 进程自己醒来（磁盘写入完成）
- 重启断电
- 数据IO&进程IO（后面讲）
X死亡状态dead&Z僵尸状态zombie
X死亡状态（dead）：这个状态只是个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。
Z僵尸状态（zombie )：和下面的僵尸进程有关。OS很难查到所以就不做演示了。
👇👇和僵尸进程一起理解
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
- ptrace系统调用追踪进程运行Ptrace 详解 - tangr206 - 博客园 (cnblogs.com)
僵尸进程的理解
- 子进程退出不是默默无闻退出的，而是将自己的退出信息保存在自己的PCB中。
- 进程退出之后，进程的代码和数据会被释放，但是进程的PCB一直不会释放。
- 若有人读取了进程的退出代码（有人对进程进行了"等待"，后面谈），则进程的PCB才会被释放。由Z☞X
- 若一直进程的PCB的退出信息没有被读取则一直不会被释放，一直处于"僵尸状态"Z
- 父进程读取/等待子进程PCB的退出信息
- 释放PCB还是由OS来实现（一瞬间的事情）
所以综上所述：进程退出时不会立即全部被释放（数据/代码会 PCB内核数据结构不会）处于Z僵尸状态。子进程已经运行完毕，但仍需要维持自己的退出信息，在自己的进程的task_struct会记录自己的退出信息，未来让父进程去读取/等待。（❓怎么读取 等待接口 后面讲）
演示僵尸进程
- 父进程持续循环
- 子进程循环几次结束
- 此时子进程就是僵尸进程，处于僵尸状态Z
12151 12152 12151 13529 pts/1 12151 Z+ 1000 0:00 [testStatus] <defunct>
//僵尸进程
1 #include<stdio.h>
2 #include <sys/types.h>
3 #include <unistd.h>
4
5 int main()
6 {
7 pid_t id=fork();//创建父子进程
8 if(id == 0)
9 {
10 //child
11 int cnt=7;
12 while(cnt--)
13 {
14 printf("I am child process,cnt:%d,pid:%d\n",cnt,getpid());
15 sleep(1);
16 }
17 }
18 else//id>0
19 {
20 //parent
21 while(1)
22 {
23 printf("I am parent process,pid:%d\n",getpid());
24 sleep(1);
}
}
27 return 0;
28 }
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！
- 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。
孤儿进程的理解
演示孤儿进程
进程状态的查看
ps aux / ps axj 命令
🙂感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正。
