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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種操作系統(tǒng)也不斷涌現(xiàn)。而在這些操作系統(tǒng)中，Linux操作系統(tǒng)因其開(kāi)源免費(fèi)、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，成為了更受歡迎的操作系統(tǒng)之一。在Linux操作系統(tǒng)中，進(jìn)程作為最基本的執(zhí)行元素，扮演著至關(guān)重要的角色。而進(jìn)程狀態(tài)機(jī)則是使進(jìn)程正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵之一。本文將。
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一、進(jìn)程狀態(tài)
在Linux系統(tǒng)中，進(jìn)程一共有5種狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)、等待狀態(tài)、中斷睡眠狀態(tài)、交換睡眠狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)。
1.運(yùn)行狀態(tài)
進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)，進(jìn)程狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)。在統(tǒng)計(jì)狀態(tài)時(shí)，將進(jìn)程從創(chuàng)建開(kāi)始到完成，每當(dāng)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，則計(jì)算進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)間。
2.等待狀態(tài)
進(jìn)程進(jìn)入等待狀態(tài)，是指進(jìn)程請(qǐng)求某種事件的發(fā)生而發(fā)生進(jìn)入該狀態(tài)。這是一種”阻塞”的狀態(tài)，也就是如果進(jìn)程等待的操作沒(méi)有完成，進(jìn)程將一直處于等待狀態(tài)。
3.中斷睡眠狀態(tài)
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在運(yùn)行時(shí)，稱(chēng)其為活躍進(jìn)程，但某些情況下該進(jìn)程需要等待某些事件的發(fā)生，并將自己委托給操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行處理，這時(shí)就會(huì)進(jìn)入中斷睡眠狀態(tài)。例如，當(dāng)進(jìn)程正在等待外部設(shè)備的輸入，并且操作系統(tǒng)通知進(jìn)程設(shè)備有數(shù)據(jù)需要處理時(shí)，進(jìn)程就會(huì)進(jìn)入中斷睡眠狀態(tài)。
4.交換睡眠狀態(tài)
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在等待某些事件發(fā)生時(shí)，多數(shù)情況下是因?yàn)槠湫枰却硞€(gè)資源的釋放，例如一個(gè)進(jìn)程需要等待一塊共享內(nèi)存或一個(gè)磁盤(pán)空間。若資源長(zhǎng)時(shí)間不能得到釋放，操作系統(tǒng)就會(huì)使用交換睡眠狀態(tài)，將進(jìn)程掛起，等待下一次資源釋放。
5.停止?fàn)顟B(tài)
停止?fàn)顟B(tài)是指進(jìn)程發(fā)生阻塞，并且該進(jìn)程已經(jīng)被停止。
二、進(jìn)程狀態(tài)機(jī)
進(jìn)程狀態(tài)機(jī)指的是進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)狀態(tài)圖，該狀態(tài)圖將進(jìn)程的狀態(tài)分為上述5種狀態(tài)，并顯示了這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
1.處理器態(tài)和用戶態(tài)
在介紹linux進(jìn)程狀態(tài)機(jī)之前，我們需要了解一下”處理器態(tài)”和”用戶態(tài)”的概念。在計(jì)算機(jī)中，為了區(qū)分進(jìn)程正常的執(zhí)行和執(zhí)行受限的兩種狀態(tài)，將其分為了兩個(gè)不同的態(tài)，其中執(zhí)行受限的狀態(tài)被稱(chēng)為”處理器態(tài)”，而正常執(zhí)行狀態(tài)被稱(chēng)為”用戶態(tài)”。在用戶態(tài)下，進(jìn)程可以正常訪問(wèn)操作系統(tǒng)提供的資源，并執(zhí)行其需要執(zhí)行的指令。而在處理器態(tài)下，進(jìn)程只能在操作系統(tǒng)的控制下執(zhí)行，這是為了避免進(jìn)程直接訪問(wèn)硬件，進(jìn)而引發(fā)安全問(wèn)題。
2.進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的四種方式：
（1）順序執(zhí)行
順序執(zhí)行表示進(jìn)程在等待CPU時(shí)間的時(shí)候，進(jìn)程不會(huì)改變狀態(tài)。這種情況下，CPU會(huì)定時(shí)輪詢(xún)各個(gè)進(jìn)程，將進(jìn)程狀態(tài)更改為運(yùn)行狀態(tài)，如果進(jìn)程需要等待某個(gè)條件的發(fā)生，將進(jìn)程狀態(tài)改為等待狀態(tài)。
（2）中斷執(zhí)行
當(dāng)系統(tǒng)存在多個(gè)用戶進(jìn)程時(shí)，流程圖中可能會(huì)出現(xiàn)某進(jìn)程等待某一事件或信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)退回給內(nèi)核，該進(jìn)程會(huì)停止運(yùn)行，然后轉(zhuǎn)換為中斷睡眠狀態(tài)。中斷是可以被自覺(jué)的狀態(tài)改變的。
（3）阻塞執(zhí)行
阻塞執(zhí)行表示進(jìn)程在等待某些事件發(fā)生時(shí)，如果沒(méi)有使用CPU時(shí)間，進(jìn)程狀態(tài)將改變。例如，當(dāng)進(jìn)程等待IO任務(wù)完成時(shí)，就會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)IO操作完成后，進(jìn)程狀態(tài)將返回到順序執(zhí)行狀態(tài)或中斷執(zhí)行狀態(tài)。
（4）輪循執(zhí)行
輪循執(zhí)行表示進(jìn)程通過(guò)在一段時(shí)間內(nèi)輪詢(xún)某些事件是否發(fā)生，來(lái)判斷是否需要轉(zhuǎn)變其狀態(tài)。這種執(zhí)行方式被稱(chēng)為定時(shí)器輪詢(xún)。例如，當(dāng)某個(gè)進(jìn)程需要等待某個(gè)條件的發(fā)生時(shí)，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，操作系統(tǒng)將通過(guò)這種方式進(jìn)行檢測(cè)。
三、進(jìn)程狀態(tài)與管理
1.進(jìn)程狀態(tài)的重要性
進(jìn)程狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的基礎(chǔ)之一。而進(jìn)程轉(zhuǎn)換狀態(tài)除了最基本的運(yùn)行狀態(tài)，其他狀態(tài)間需要時(shí)刻轉(zhuǎn)換。例如，只有當(dāng)某個(gè)進(jìn)程在等待某個(gè)事件時(shí)才會(huì)讓出CPU，其他進(jìn)程才可以獲得CPU的時(shí)間計(jì)算；當(dāng)進(jìn)程停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，常常需要對(duì)其進(jìn)行處理，以便清除資源并釋放內(nèi)存。因此，進(jìn)程狀態(tài)對(duì)操作系統(tǒng)的管理至關(guān)重要。
2.進(jìn)程狀態(tài)的管理
進(jìn)程狀態(tài)管理主要包括進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程同步和進(jìn)程通信。
（1）進(jìn)程調(diào)度
進(jìn)程調(diào)度是指在多道程序系統(tǒng)下，有效地進(jìn)行進(jìn)程管理的過(guò)程。進(jìn)程調(diào)度器通過(guò)為每個(gè)進(jìn)程分配CPU時(shí)間，使得每個(gè)進(jìn)程都能夠在一段時(shí)間內(nèi)獲得他需要的CPU資源。操作系統(tǒng)使用不同的算法進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度，以滿足不同的需求。例如，F(xiàn)IFO（先進(jìn)先出）算法和RR（輪詢(xún)算法）算法等。
（2）進(jìn)程同步
進(jìn)程同步是指為了保證進(jìn)程安全地執(zhí)行，并且避免出現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)同一資源進(jìn)行修改，并解決數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。在實(shí)踐中，常常使用臨界區(qū)、信號(hào)量和管程等解決方案。
（3）進(jìn)程通信
進(jìn)程通信是指在進(jìn)程間傳遞信息。在跨多個(gè)進(jìn)程的情況下，進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間交互的重要方式。進(jìn)程通信可通過(guò)管道、消息隊(duì)列、信號(hào)和共享內(nèi)存等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
四、
本文深入解析了Linux進(jìn)程狀態(tài)機(jī)，探究了進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)和管理。只有理解進(jìn)程狀態(tài)，才能更好地進(jìn)行進(jìn)程管理，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，了解進(jìn)程狀態(tài)機(jī)對(duì)于程序設(shè)計(jì)有很大的幫助?？梢愿玫剡M(jìn)行程序設(shè)計(jì)，使程序更加高效、安全和穩(wěn)定。因此，Linux進(jìn)程狀態(tài)機(jī)是Linux操作系統(tǒng)中程序員必須掌握的知識(shí)之一。
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linux主機(jī)宕機(jī)和拔網(wǎng)線的區(qū)別。兩種情況下，主機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程是什么狀態(tài)？
拔網(wǎng)線:只是網(wǎng)絡(luò)不通,主機(jī)經(jīng)枯亮坦常沒(méi)有變化. 跟手機(jī)沒(méi)有開(kāi)wifi或手機(jī)號(hào)卡一樣,手機(jī)里面的程序是正常鍵態(tài)的.只是不能和外界通訊是一個(gè)道理.
宕機(jī): 是所有的進(jìn)程是不存在,宕機(jī)重啟后系統(tǒng)默認(rèn)開(kāi)啟服務(wù)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟.部分需要人為干預(yù)有些在自動(dòng)啟的時(shí)候偶爾也會(huì)一些異常. 跟手機(jī)關(guān)機(jī)是一樣的道理
兩者共同點(diǎn):就是沒(méi)桐都不能和外界通訊
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