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文章目錄

• • 1、進程控制塊PCB
  • 2、進程的生命周期
  • 3、作業控制（cpulimit）
  • 4、內存泄漏到底是什么
  • 5、初見fork
  • 6、總結

本篇文章主要記錄以下學習內容：

• Linux進程生命周期（就緒、運行、睡眠、停止、僵尸）
• 僵尸的含義
• 停止狀態與作業控制， cpulimit
• 內存泄漏的真實含義
• task_struct以及task_struct之間的關系
• 初見fork和僵尸

1、進程控制塊PCB

Task_struct (PCB) 通俗一點的說就是描述進程資源的結構體，也可以稱為進程描述符。在這個結構體中存放著這個進程所需要的所有資源的結構的描述。例如我們能想到的進程肯定有進程id，進程的內存管理，對文件的管理，對信號的管理等，那么PCB中就肯定存有類似于下面的結構：

其中PID的數量是有限的，在我自己的Linux系統中是32768

$ cat /proc/sys/kernel/pid_max 32768 所以我們不能無限制的創建進程。

那么在Linux中Task_struct是如何被管理的呢？

形成鏈表

形成樹
因為鏈表遍歷的開銷比較大，所以會在鏈表的基礎上，形成樹結構，這樣會使對進程描述符的遍歷的時間復雜度更低

形成哈希 ：pid->task_struct
為了更加快捷的訪問到進程描述符，可以讓進程的pid作為索引，形成哈希結構，這樣在實現進程的調度算法時，效率會更高效。

2、進程的生命周期

上圖表示了進程的六種狀態，就緒態，運行態，深度睡眠態，淺睡眠態，停止態，僵尸態。

就緒態和運行態在數值上是相等的，都是由宏TASK_RUNNING定義。就緒態和運行太可以相互轉換，運行態可以到停止態（例如ctrl+z），停止態可以恢復到就緒態。

其中，就緒態，運行態，停止態很好理解，這里不再贅述。

• 深睡眠
  進程處于睡眠態（調用sleep），等到資源到位，就可以被調度（變成就緒態TASK_RUNNING）。
• 淺睡眠
  進程處于睡眠態（調用sleep），等到資源到位，或者收到信號，就可以被調度（變成就緒態TASK_RUNNING）。

正常的進程睡眠都是淺睡眠，但是內核中有一些進程處于睡眠態不希望被信號打斷，那么它就會處于深睡眠狀態。

• 僵尸態
  資源已經釋放，沒有內存泄漏等！！！
  但是 Task_struct還在，這樣的話，父進程可以根據子進程的Task_struct結構體存的退出碼，查出子進程的死因。

有內核代碼如下：

3、作業控制（cpulimit）

有時候我們的進程的CPU占用率非常高，為了使其他進程可以獲得CPU時間，我們可以使用一些手段降低進程的CPU占用率。

其中cpulimit是之前比較常用的一個命令，它利用間斷性的使進程處于停止態，從而降低進程的CPU占有率。

假設我的進程是一個死循環，且CPU占有率很高，則通過以下命令可以降低該使進程號為10111的進程的CPU占有率變為20%。

$ cpulimit -l 20 -p 10111

cpulimit的原理：

4、內存泄漏到底是什么

• 內存泄漏不是進程死了內存沒釋放

如果進程死了（退出或者變成僵尸），它所占有的內存資源會瞬間全部釋放。

• 內存泄漏是進程活著，但隨著時間的推移，內存消耗越來越多

5、初見fork

1. 初識fork

看下面程序打印幾個hello？

int main() {fork();printf("hello\n");fork();printf("hello\n");while (1);return 0; }

假設p1是main函數這個進程，進入函數后，fork產生一個子進程p2，p1和p2各打印一個hello，接著p1和p2又各fork()，分別又產生兩個hello，所以一共打印6個hello。

運行下面程序看如何打印：

#include <stdio.h> #include <sys/wait.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h>int main(){pid_t pid;pid = fork();if(pid==-1){ /* 創建不成功 */perror("Can't creat new process");exit(1);}else if(pid==0){ /* pid==0，子進程運行代碼 */printf("a\n");}else { /* 父進程運行代碼 */printf("b\n");}/* 父子進程都運行的代碼 */printf("c\n");while(1); }

運行結果為：

• 結果分析：

fork()函數的返回值是返回兩次的，在父進程中返回子進程的pid，在子進程中返回0。借此我們可以在代碼中區分開父子進程運行的代碼。

進入函數后首先fork(),產生一個子進程，在子進程的進程空間的環境創建好之前，父進程就已經運行完并打印了b和c，然后子進程打印a和c。

2. 子死父清場（life_period.c）

#include <stdio.h> #include <sys/wait.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h>int main(void) {pid_t pid,wait_pid;int status;pid = fork();if (pid==-1) {perror("Cannot create new process");exit(1);} else if (pid==0) {printf("child process id: %ld\n", (long) getpid());pause();_exit(0);} else { #if 1 /* define 1 to make child process always a zomie */printf("ppid:%d\n", getpid());while(1); #endifdo {wait_pid=waitpid(pid, &status, WUNTRACED | WCONTINUED);if (wait_pid == -1) {perror("cannot using waitpid function");exit(1);}if (WIFEXITED(status))printf("child process exites, status=%d\n", WEXITSTATUS(status));if(WIFSIGNALED(status))printf("child process is killed by signal %d\n", WTERMSIG(status));if (WIFSTOPPED(status))printf("child process is stopped by signal %d\n", WSTOPSIG(status));if (WIFCONTINUED(status))printf("child process resume running....\n");} while (!WIFEXITED(status) && !WIFSIGNALED(status));exit(0);} }

• 在if 1不改為if 0的情況下

編譯運行程序，殺死子進程，查看父進程的僵尸態

編譯運行：

$ gcc life_period.c $ ./a.out Child process id:6426

另開一個終端先看父子進程的狀態：

然后殺死子進程：

$ kill -9 6426

再查看狀態：

可以看到，子進程（pid=6426）的狀態已經變味僵尸態

• 在if 1改為if 0的情況下

編譯運行程序，殺死子進程，查看父進程的僵尸態

編譯運行：

$ gcc life_period.c $ ./a.out Child process id:6430

另開一個終端先看父子進程的狀態：

然后殺死子進程

$ kill -9 6430

在第一個終端可以看到子進程被殺死的原因

然后父進程也退出。

可以看出父進程可以通過waitpid()函數回收子進程的task_struct結構。

6、總結

• 理解Linux進程的生命周期（六種狀態）
• 理解task_struct結構
• 理解僵尸進程（資源已經釋放，Task_struct結構還在）
• 理解內存泄漏的真實含義
• 理解fork與僵尸態
• 動手寫上述實驗代碼并自己編譯運行

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Linux进程、线程、任务调度】一 Linux进程生命周期 僵尸进程的含义 停止状态与作业控制 内存泄漏的真实含义 task_struct以及task_struct之间的关系的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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