linux是一個(gè)多用戶，多任務(wù)的系統(tǒng)，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)用戶的多個(gè)程序，就必然會(huì)產(chǎn)生很多的進(jìn)程，而每個(gè)進(jìn)程會(huì)有不同的狀態(tài)。

Linux進(jìn)程狀態(tài)：R (TASK_RUNNING)，可執(zhí)行狀態(tài)。

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? ? ?只有在該狀態(tài)的進(jìn)程才可能在CPU上運(yùn)行。而同一時(shí)刻可能有多個(gè)進(jìn)程處于可執(zhí)行狀態(tài)，這些進(jìn)程的task_struct結(jié)構(gòu)（進(jìn)程控制塊）被放入對(duì)應(yīng)CPU的可執(zhí)行隊(duì)列中（一個(gè)進(jìn)程最多只能出現(xiàn)在一個(gè)CPU的可執(zhí)行隊(duì)列中）。進(jìn)程調(diào)度器的任務(wù)就是從各個(gè)CPU的可執(zhí)行隊(duì)列中分別選擇一個(gè)進(jìn)程在該CPU上運(yùn)行。

? ? 很多操作系統(tǒng)教科書(shū)將正在CPU上執(zhí)行的進(jìn)程定義為RUNNING狀態(tài)、而將可執(zhí)行但是尚未被調(diào)度執(zhí)行的進(jìn)程定義為READY狀態(tài)，這兩種狀態(tài)在linux下統(tǒng)一為 TASK_RUNNING 狀態(tài)。

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Linux進(jìn)程狀態(tài)：S (TASK_INTERRUPTIBLE)，可中斷的睡眠狀態(tài)。

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? ? 處于這個(gè)狀態(tài)的進(jìn)程因?yàn)榈却衬呈录陌l(fā)生（比如等待socket連接、等待信號(hào)量），而被掛起。這些進(jìn)程的task_struct結(jié)構(gòu)被放入對(duì)應(yīng)事件的等待隊(duì)列中。當(dāng)這些事件發(fā)生時(shí)（由外部中斷觸發(fā)、或由其他進(jìn)程觸發(fā)），對(duì)應(yīng)的等待隊(duì)列中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程將被喚醒。

? ?通過(guò)ps命令我們會(huì)看到，一般情況下，進(jìn)程列表中的絕大多數(shù)進(jìn)程都處于TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)（除非機(jī)器的負(fù)載很高）。畢竟CPU就這么一兩個(gè)，進(jìn)程動(dòng)輒幾十上百個(gè)，如果不是絕大多數(shù)進(jìn)程都在睡眠，CPU又怎么響應(yīng)得過(guò)來(lái)。

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Linux進(jìn)程狀態(tài)：D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)，不可中斷的睡眠狀態(tài)。

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? ? ? 與TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)類似，進(jìn)程處于睡眠狀態(tài)，但是此刻進(jìn)程是不可中斷的。不可中斷，指的并不是CPU不響應(yīng)外部硬件的中斷，而是指進(jìn)程不響應(yīng)異步信號(hào)。
絕大多數(shù)情況下，進(jìn)程處在睡眠狀態(tài)時(shí)，總是應(yīng)該能夠響應(yīng)異步信號(hào)的。否則你將驚奇的發(fā)現(xiàn)，kill -9竟然殺不死一個(gè)正在睡眠的進(jìn)程了！于是我們也很好理解，為什么ps命令看到的進(jìn)程幾乎不會(huì)出現(xiàn)TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)，而總是TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)。

? ? ? ?而TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)存在的意義就在于，內(nèi)核的某些處理流程是不能被打斷的。如果響應(yīng)異步信號(hào)，程序的執(zhí)行流程中就會(huì)被插入一段用于處理異步信號(hào)的流程（這個(gè)插入的流程可能只存在于內(nèi)核態(tài)，也可能延伸到用戶態(tài)），于是原有的流程就被中斷了。（參見(jiàn)《linux內(nèi)核異步中斷淺析》）
? ? ? ?在進(jìn)程對(duì)某些硬件進(jìn)行操作時(shí)（比如進(jìn)程調(diào)用read系統(tǒng)調(diào)用對(duì)某個(gè)設(shè)備文件進(jìn)行讀操作，而read系統(tǒng)調(diào)用最終執(zhí)行到對(duì)應(yīng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的代碼，并與對(duì)應(yīng)的物理設(shè)備進(jìn)行交互），可能需要使用TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行保護(hù)，以避免進(jìn)程與設(shè)備交互的過(guò)程被打斷，造成設(shè)備陷入不可控的狀態(tài)。這種情況下的TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)總是非常短暫的，通過(guò)ps命令基本上不可能捕捉到。

? ? ? ?linux系統(tǒng)中也存在容易捕捉的TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)。執(zhí)行vfork系統(tǒng)調(diào)用后，父進(jìn)程將進(jìn)入TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)，直到子進(jìn)程調(diào)用exit或exec（參見(jiàn)《神奇的vfork》）。
通過(guò)下面的代碼就能得到處于TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)的進(jìn)程：

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

編譯運(yùn)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?

然后我們可以試驗(yàn)一下TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)的威力。不管kill還是kill -9，這個(gè)TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)的父進(jìn)程依然屹立不倒。

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上面我們介紹了Linux進(jìn)程的R、S、D三種狀態(tài)，這里接著上面的文章介紹另外三個(gè)狀態(tài)。

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Linux進(jìn)程狀態(tài)：T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED)，暫停狀態(tài)或跟蹤狀態(tài)。

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? ? ? ?向進(jìn)程發(fā)送一個(gè)SIGSTOP信號(hào)，它就會(huì)因響應(yīng)該信號(hào)而進(jìn)入TASK_STOPPED狀態(tài)（除非該進(jìn)程本身處于TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)而不響應(yīng)信號(hào)）。（SIGSTOP與SIGKILL信號(hào)一樣，是非常強(qiáng)制的。不允許用戶進(jìn)程通過(guò)signal系列的系統(tǒng)調(diào)用重新設(shè)置對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)。）
向進(jìn)程發(fā)送一個(gè)SIGCONT信號(hào)，可以讓其從TASK_STOPPED狀態(tài)恢復(fù)到TASK_RUNNING狀態(tài)。

當(dāng)進(jìn)程正在被跟蹤時(shí)，它處于TASK_TRACED這個(gè)特殊的狀態(tài)。“正在被跟蹤”指的是進(jìn)程暫停下來(lái)，等待跟蹤它的進(jìn)程對(duì)它進(jìn)行操作。比如在gdb中對(duì)被跟蹤的進(jìn)程下一個(gè)斷點(diǎn)，進(jìn)程在斷點(diǎn)處停下來(lái)的時(shí)候就處于TASK_TRACED狀態(tài)。而在其他時(shí)候，被跟蹤的進(jìn)程還是處于前面提到的那些狀態(tài)。

對(duì)于進(jìn)程本身來(lái)說(shuō)，TASK_STOPPED和TASK_TRACED狀態(tài)很類似，都是表示進(jìn)程暫停下來(lái)。
而TASK_TRACED狀態(tài)相當(dāng)于在TASK_STOPPED之上多了一層保護(hù)，處于TASK_TRACED狀態(tài)的進(jìn)程不能響應(yīng)SIGCONT信號(hào)而被喚醒。只能等到調(diào)試進(jìn)程通過(guò)ptrace系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行PTRACE_CONT、PTRACE_DETACH等操作（通過(guò)ptrace系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)指定操作），或調(diào)試進(jìn)程退出，被調(diào)試的進(jìn)程才能恢復(fù)TASK_RUNNING狀態(tài)。

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Linux進(jìn)程狀態(tài)：Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE)，退出狀態(tài)，進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程。

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? ?進(jìn)程在退出的過(guò)程中，處于TASK_DEAD狀態(tài)。

在這個(gè)退出過(guò)程中，進(jìn)程占有的所有資源將被回收，除了task_struct結(jié)構(gòu)（以及少數(shù)資源）以外。于是進(jìn)程就只剩下task_struct這么個(gè)空殼，故稱為僵尸。
之所以保留task_struct，是因?yàn)閠ask_struct里面保存了進(jìn)程的退出碼、以及一些統(tǒng)計(jì)信息。而其父進(jìn)程很可能會(huì)關(guān)心這些信息。比如在shell中，$?變量就保存了最后一個(gè)退出的前臺(tái)進(jìn)程的退出碼，而這個(gè)退出碼往往被作為if語(yǔ)句的判斷條件。
當(dāng)然，內(nèi)核也可以將這些信息保存在別的地方，而將task_struct結(jié)構(gòu)釋放掉，以節(jié)省一些空間。但是使用task_struct結(jié)構(gòu)更為方便，因?yàn)樵趦?nèi)核中已經(jīng)建立了從pid到task_struct查找關(guān)系，還有進(jìn)程間的父子關(guān)系。釋放掉task_struct，則需要建立一些新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便讓父進(jìn)程找到它的子進(jìn)程的退出信息。

父進(jìn)程可以通過(guò)wait系列的系統(tǒng)調(diào)用（如wait4、waitid）來(lái)等待某個(gè)或某些子進(jìn)程的退出，并獲取它的退出信息。然后wait系列的系統(tǒng)調(diào)用會(huì)順便將子進(jìn)程的尸體（task_struct）也釋放掉。
? 子進(jìn)程在退出的過(guò)程中，內(nèi)核會(huì)給其父進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號(hào)，通知父進(jìn)程來(lái)“收尸”。這個(gè)信號(hào)默認(rèn)是SIGCHLD，但是在通過(guò)clone系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建子進(jìn)程時(shí)，可以設(shè)置這個(gè)信號(hào)。

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通過(guò)下面的代碼能夠制造一個(gè)EXIT_ZOMBIE狀態(tài)的進(jìn)程：

#include? ?void?main()?{ ?if?(fork()) ?while(1)?sleep(100); ?}?

編譯運(yùn)行，然后ps一下：

kouu@kouu-one:~/test$?ps?-ax?|?grep?a\.out ?10410?pts/0????S+?????0:00?./a.out ?10411?pts/0????Z+?????0:00?[a.out]? ?10413?pts/1????S+?????0:00?grep?a.out?

只要父進(jìn)程不退出，這個(gè)僵尸狀態(tài)的子進(jìn)程就一直存在。那么如果父進(jìn)程退出了呢，誰(shuí)又來(lái)給子進(jìn)程“收尸”？
當(dāng)進(jìn)程退出的時(shí)候，會(huì)將它的所有子進(jìn)程都托管給別的進(jìn)程（使之成為別的進(jìn)程的子進(jìn)程）。托管給誰(shuí)呢？可能是退出進(jìn)程所在進(jìn)程組的下一個(gè)進(jìn)程（如果存在的話），或者是1號(hào)進(jìn)程。所以每個(gè)進(jìn)程、每時(shí)每刻都有父進(jìn)程存在。除非它是1號(hào)進(jìn)程。

1號(hào)進(jìn)程，pid為1的進(jìn)程，又稱init進(jìn)程。
linux系統(tǒng)啟動(dòng)后，第一個(gè)被創(chuàng)建的用戶態(tài)進(jìn)程就是init進(jìn)程。它有兩項(xiàng)使命：
1、執(zhí)行系統(tǒng)初始化腳本，創(chuàng)建一系列的進(jìn)程（它們都是init進(jìn)程的子孫）；
2、在一個(gè)死循環(huán)中等待其子進(jìn)程的退出事件，并調(diào)用waitid系統(tǒng)調(diào)用來(lái)完成“收尸”工作；
init進(jìn)程不會(huì)被暫停、也不會(huì)被殺死（這是由內(nèi)核來(lái)保證的）。它在等待子進(jìn)程退出的過(guò)程中處于TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)，“收尸”過(guò)程中則處于TASK_RUNNING狀態(tài)。

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Linux進(jìn)程狀態(tài)：X (TASK_DEAD - EXIT_DEAD)，退出狀態(tài)，進(jìn)程即將被銷毀。

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? ? 而進(jìn)程在退出過(guò)程中也可能不會(huì)保留它的task_struct。比如這個(gè)進(jìn)程是多線程程序中被detach過(guò)的進(jìn)程（進(jìn)程？線程？參見(jiàn)《linux線程淺析》）。或者父進(jìn)程通過(guò)設(shè)置SIGCHLD信號(hào)的handler為SIG_IGN，顯式的忽略了SIGCHLD信號(hào)。（這是posix的規(guī)定，盡管子進(jìn)程的退出信號(hào)可以被設(shè)置為SIGCHLD以外的其他信號(hào)。）
? ? 此時(shí)，進(jìn)程將被置于EXIT_DEAD退出狀態(tài)，這意味著接下來(lái)的代碼立即就會(huì)將該進(jìn)程徹底釋放。所以EXIT_DEAD狀態(tài)是非常短暫的，幾乎不可能通過(guò)ps命令捕捉到。

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進(jìn)程的初始狀態(tài)

進(jìn)程是通過(guò)fork系列的系統(tǒng)調(diào)用（fork、clone、vfork）來(lái)創(chuàng)建的，內(nèi)核（或內(nèi)核模塊）也可以通過(guò)kernel_thread函數(shù)創(chuàng)建內(nèi)核進(jìn)程。這些創(chuàng)建子進(jìn)程的函數(shù)本質(zhì)上都完成了相同的功能——將調(diào)用進(jìn)程復(fù)制一份，得到子進(jìn)程。（可以通過(guò)選項(xiàng)參數(shù)來(lái)決定各種資源是共享、還是私有。）
那么既然調(diào)用進(jìn)程處于TASK_RUNNING狀態(tài)（否則，它若不是正在運(yùn)行，又怎么進(jìn)行調(diào)用？），則子進(jìn)程默認(rèn)也處于TASK_RUNNING狀態(tài)。
另外，在系統(tǒng)調(diào)用調(diào)用clone和內(nèi)核函數(shù)kernel_thread也接受CLONE_STOPPED選項(xiàng)，從而將子進(jìn)程的初始狀態(tài)置為 TASK_STOPPED。

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進(jìn)程狀態(tài)變遷

? ? 進(jìn)程自創(chuàng)建以后，狀態(tài)可能發(fā)生一系列的變化，直到進(jìn)程退出。而盡管進(jìn)程狀態(tài)有好幾種，但是進(jìn)程狀態(tài)的變遷卻只有兩個(gè)方向——從TASK_RUNNING狀態(tài)變?yōu)榉荰ASK_RUNNING狀態(tài)、或者從非TASK_RUNNING狀態(tài)變?yōu)門(mén)ASK_RUNNING狀態(tài)。
? ? 也就是說(shuō)，如果給一個(gè)TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)的進(jìn)程發(fā)送SIGKILL信號(hào)，這個(gè)進(jìn)程將先被喚醒（進(jìn)入TASK_RUNNING狀態(tài)），然后再響應(yīng)SIGKILL信號(hào)而退出（變?yōu)門(mén)ASK_DEAD狀態(tài)）。并不會(huì)從TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)直接退出。

? ? 進(jìn)程從非TASK_RUNNING狀態(tài)變?yōu)門(mén)ASK_RUNNING狀態(tài)，是由別的進(jìn)程（也可能是中斷處理程序）執(zhí)行喚醒操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。執(zhí)行喚醒的進(jìn)程設(shè)置被喚醒進(jìn)程的狀態(tài)為T(mén)ASK_RUNNING，然后將其task_struct結(jié)構(gòu)加入到某個(gè)CPU的可執(zhí)行隊(duì)列中。于是被喚醒的進(jìn)程將有機(jī)會(huì)被調(diào)度執(zhí)行。

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??而進(jìn)程從TASK_RUNNING狀態(tài)變?yōu)榉荰ASK_RUNNING狀態(tài)，則有兩種途徑：
1、響應(yīng)信號(hào)而進(jìn)入TASK_STOPED狀態(tài)、或TASK_DEAD狀態(tài)；
2、執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用主動(dòng)進(jìn)入TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)（如nanosleep系統(tǒng)調(diào)用）、或TASK_DEAD狀態(tài)（如exit系統(tǒng)調(diào)用）；或由于執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用需要的資源得不到滿足，而進(jìn)入TASK_INTERRUPTIBLE狀態(tài)或TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)（如select系統(tǒng)調(diào)用）。
顯然，這兩種情況都只能發(fā)生在進(jìn)程正在CPU上執(zhí)行的情況下。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux进程状态解析 之 R、S、D、T、Z、X (主要有三个状态)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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