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Linux进程状态解析

作者 佚名技术 来源 Linux系统 浏览 发布时间 2012-04-15

  Linux是一个多用户,多任务的系统,可以同时运行多个用户的多个程序,就必然会产生很多的进程,而每个进程会有不同的状态.

  Linux进程状态:R (TASK_RUNNING),可执行状态.

  只有在该状态的进程才可能在CPU上运行.而同一时刻可能有多个进程处于可执行状态,这些进程的task_struct结构(进程控制块)被放入对应CPU的可执行队列中(一个进程最多只能出现在一个CPU的可执行队列中).进程调度器的任务就是从各个CPU的可执行队列中分别选择一个进程在该CPU上运行.

  很多操作系统教科书将正在CPU上执行的进程定义为RUNNING状态、而将可执行但是尚未被调度执行的进程定义为READY状态,这两种状态在linux下统一为 TASK_RUNNING状态.

  Linux进程状态:S (TASK_INTERRUPTIBLE),可中断的睡眠状态.

  处于这个状态的进程等待某某事件的发生(比如等待socket连接、等待信号量),而被挂起.这些进程的task_struct结构被放入对应事件的等待队列中.当这些事件发生时(由外部中断触发、或由其他进程触发),对应的等待队列中的一个或多个进程将被唤醒.

  通过ps命令我们会看到,一般情况下,进程列表中的绝大多数进程都处于TASK_INTERRUPTIBLE状态(除非机器的负载很高).毕竟CPU就这么一两个,进程动辄几十上百个,如果不是绝大多数进程都在睡眠,CPU又怎么响应得过来.

  Linux进程状态:D (TASK_UNINTERRUPTIBLE),不可中断的睡眠状态.

  与TASK_INTERRUPTIBLE状态类似,进程处于睡眠状态,但是此刻进程是不可中断的.不可中断,指的并不是CPU不响应外部硬件的中断,而是指进程不响应异步信号.

  绝大多数情况下,进程处在睡眠状态时,总是应该能够响应异步信号的.否则你将惊奇的发现,kill -9竟然杀不死一个正在睡眠的进程了!于是我们也很好理解,为什么ps命令看到的进程几乎不会出现TASK_UNINTERRUPTIBLE状态,而总是TASK_INTERRUPTIBLE状态.

  而TASK_UNINTERRUPTIBLE状态存在的意义就在于,内核的某些处理流程是不能被打断的.如果响应异步信号,程序的执行流程中就会被插入一段用于处理异步信号的流程(这个插入的流程可能只存在于内核态,也可能延伸到用户态),于是原有的流程就被中断了.(参见《linux内核异步中断浅析》)

  在进程对某些硬件进行操作时(比如进程调用read系统调用对某个设备文件进行读操作,而read系统调用最终执行到对应设备驱动的代码,并与对应的物理设备进行交互),可能需要使用TASK_UNINTERRUPTIBLE状态对进程进行保护,以避免进程与设备交互的过程被打断,造成设备陷入不可控的状态.这种情况下的TASK_UNINTERRUPTIBLE状态总是非常短暂的,通过ps命令基本上不可能捕捉到.

  linux系统中也存在容易捕捉的TASK_UNINTERRUPTIBLE状态.执行vfork系统调用后,父进程将进入TASK_UNINTERRUPTIBLE状态,直到子进程调用exit或exec(参见《神奇的vfork》).

  通过下面的代码就能得到处于TASK_UNINTERRUPTIBLE状态的进程:

  #include void main() { if (!vfork()) sleep(100); }

  编译运行,然后ps一下:

  kouu@kouu-one:~/test$ ps -ax | grep a.out 4371 pts/0 D 0:00 ./a.out 4372 pts/0 S 0:00 ./a.out 4374 pts/1 S 0:00 grep a.out

  然后我们可以试验一下TASK_UNINTERRUPTIBLE状态的威力.不管kill还是kill -9,这个TASK_UNINTERRUPTIBLE状态的父进程依然屹立不倒.

  Linux进程状态:T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED),暂停状态或跟踪状态.

  向进程发送一个SIGSTOP信号,它就会因响应该信号而进入TASK_STOPPED状态(除非该进程本身处于TASK_UNINTERRUPTIBLE状态而不响应信号).(SIGSTOP与SIGKILL信号一样,是非常强制的.不允许用户进程通过signa

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