Linux探秘坊——-8.进程详解

让我们深入探讨linux中的进程概念，包括运行、阻塞、挂起状态，以及pcb内核链表和进程状态的详细解释。

1. 概念详解

运行、阻塞、挂起状态

内容基础：方框中的是调度队列，是一个双向队列，每一个元素是由PCB及其对应的代码数据组成的。

1. 运行：只要进程在调度队列中，其状态就是运行（running）。

2. 阻塞：阻塞状态是指进程在等待某种硬件资源就绪（例如网卡、键盘等）。

在操作系统中，除了调度队列（runqueue）外，还有设备队列（device queue）用于管理设备。设备队列中包含等待队列（wait queue）。如果某个进程在调度队列中需要从键盘读取数据，但键盘没有响应，CPU会将该进程从调度队列中移除，并将其链接到对应硬件的等待队列中。这就是阻塞的过程。

3. 挂起：挂起的本质是将数据交换到磁盘中的交换区（swap partition），通常在内存资源不足时发生。

当内存资源不足时，如果进程处于阻塞状态，系统会将进程的数据交换到硬盘的交换分区，保留PCB。当内存资源充足时，数据会从交换分区被唤出，并与PCB重新组合成进程，这就是阻塞挂起。运行挂起的情况类似。

2. PCB内核链表的理解

这是普通的双端队列，可以看到next指针指向下一个元素的头，prev指针指向上一个元素的头。

PCB中的next指针直接指向下一个元素的next，prev指针直接指向上一个元素的prev。

一个PCB可以隶属于多个数据结构，可以属于调度队列、等待队列，也可以属于设备队列。因此，PCB可能有多个next和prev指针。

2. 进程状态

• R（running）：表示进程正在运行。
• S（浅睡眠）：例如，输出一个字符只需1毫秒，但如果进程持续1秒（sleep(1)），剩余时间处于浅睡眠状态，可以被kill命令终止。
• D（深度睡眠）：通常与硬盘数据交换有关，不可被kill命令终止。
• Z（僵尸状态）：子进程在运行完后不会立即消失，而是先保留信息供父进程使用，信息保留在PCB中。

如果僵尸状态一直存在，子进程的PCB就不会消失，可能会导致内存泄漏。

3. 小知识

进程退出后，内存泄漏的问题就不存在了（例如malloc，进程结束后，申请的内存会被系统回收）。常驻内存的软件（例如Windows系统中的一些软件，开机后一直运行）可能会导致系统卡顿。