Linux探秘坊——-8.進程詳解

讓我們深入探討linux中的進程概念，包括運行、阻塞、掛起狀態，以及pcb內核鏈表和進程狀態的詳細解釋。

1. 概念詳解

運行、阻塞、掛起狀態

內容基礎：方框中的是調度隊列，是一個雙向隊列，每一個元素是由PCB及其對應的代碼數據組成的。

1. 運行：只要進程在調度隊列中，其狀態就是運行（running）。

2. 阻塞：阻塞狀態是指進程在等待某種硬件資源就緒（例如網卡、鍵盤等）。

在操作系統中，除了調度隊列（runqueue）外，還有設備隊列（device queue）用于管理設備。設備隊列中包含等待隊列（wait queue）。如果某個進程在調度隊列中需要從鍵盤讀取數據，但鍵盤沒有響應，CPU會將該進程從調度隊列中移除，并將其鏈接到對應硬件的等待隊列中。這就是阻塞的過程。

3. 掛起：掛起的本質是將數據交換到磁盤中的交換區（swap partition），通常在內存資源不足時發生。

當內存資源不足時，如果進程處于阻塞狀態，系統會將進程的數據交換到硬盤的交換分區，保留PCB。當內存資源充足時，數據會從交換分區被喚出，并與PCB重新組合成進程，這就是阻塞掛起。運行掛起的情況類似。

2. PCB內核鏈表的理解

這是普通的雙端隊列，可以看到next指針指向下一個元素的頭，prev指針指向上一個元素的頭。

PCB中的next指針直接指向下一個元素的next，prev指針直接指向上一個元素的prev。

一個PCB可以隸屬于多個數據結構，可以屬于調度隊列、等待隊列，也可以屬于設備隊列。因此，PCB可能有多個next和prev指針。

2. 進程狀態

• R（running）：表示進程正在運行。
• S（淺睡眠）：例如，輸出一個字符只需1毫秒，但如果進程持續1秒（sleep(1)），剩余時間處于淺睡眠狀態，可以被kill命令終止。
• D（深度睡眠）：通常與硬盤數據交換有關，不可被kill命令終止。
• Z（僵尸狀態）：子進程在運行完后不會立即消失，而是先保留信息供父進程使用，信息保留在PCB中。

如果僵尸狀態一直存在，子進程的PCB就不會消失，可能會導致內存泄漏。

3. 小知識

進程退出后，內存泄漏的問題就不存在了（例如malloc，進程結束后，申請的內存會被系統回收）。常駐內存的軟件（例如windows系統中的一些軟件，開機后一直運行）可能會導致系統卡頓。