Linux进程的状态

用户11991900

发布于 2026-01-15 12:19:01

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进程是操作系统中正在运行的程序实例，它具有多种状态，这些状态反映了进程在生命周期中的不同阶段以及当前的执行情况。

一、就绪状态（Ready）

定义：进程已具备执行所需的所有条件，只等待操作系统分配CPU资源即可执行。
特点：
- 进程的程序、数据及相关资源已加载到内存中。
- 处于就绪队列中，等待调度器选择执行。
- 一旦获得CPU时间片，可立即转入运行状态。
示例：多个应用程序在后台打开时，未被当前CPU执行的程序即处于就绪状态。

二、运行状态（Running）

定义：进程正在CPU上执行。
特点：
- 进程占用CPU资源，执行指令序列。
- 同一时刻，单CPU系统中只有一个进程处于运行状态（多CPU系统可同时有多个）。
- 进程可能因时间片用完、等待I/O操作或被更高优先级进程抢占而退出运行状态。
示例：当前正在前台运行的浏览器或文档编辑软件。
R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

三、阻塞状态（Blocked/Waiting）

定义：进程因等待某一事件（如I/O操作完成、资源获取、信号等）而暂时无法执行，处于暂停状态。
特点：
- 进程不占用CPU资源，主动放弃CPU。
- 等待的事件发生前，无法转换为运行状态。
- 事件完成后（如磁盘读取数据完成），进程转入就绪状态，等待再次调度。
示例：下载文件时，进程因等待数据从磁盘读取到内存而进入阻塞状态。

四、创建状态（New）

定义：进程正在被创建的过程中，系统为其分配资源、初始化数据结构。
特点：
- 尚未完全建立进程控制块（PCB）和资源分配。
- 处于从无到有的过渡阶段，完成后转入就绪状态。
示例：双击打开一个应用程序时，系统创建进程的初始阶段。

五、终止状态（Terminated/Exit）

定义：进程已执行完毕或因错误、中断等原因终止，正在释放资源。
特点：
- 进程的所有任务已完成，或被操作系统强制终止。
- 系统回收其占用的内存、文件句柄等资源。
- 最终从系统中移除，状态消失。
示例：正常关闭程序或程序崩溃时，进程进入终止状态。 X死亡状态（dead）：这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。

六、挂起状态（Suspended）

定义：进程被暂时调出内存，存储到外存（如硬盘）中，以释放内存资源。
特点：
- 分为“就绪挂起”和“阻塞挂起”两种子状态：
  - 就绪挂起：进程在外存中等待调入内存并获取CPU。
  - 阻塞挂起：进程在外存中等待事件发生，事件完成后先调入内存再转就绪。
- 挂起状态可减少内存占用，适用于多任务低内存场景。
示例：系统内存不足时，后台长时间未使用的进程可能被挂起。

S睡眠状态（sleeping): 意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。 D磁盘休眠状态（Disk sleep）有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。 T停止状态（stopped）：可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。

七、僵尸进程（Zombie Process）

定义与本质概念：僵尸进程是指进程已终止（执行完毕或被终止），但尚未被其父进程回收资源的状态。本质：进程控制块（PCB）仍保留在系统中，占用 PID（进程标识符）等资源，但实际代码段和数据段已释放。
产生原因父进程未调用回收函数：进程终止时，会向父进程发送SIGCHLD信号，若父进程未通过wait()或waitpid()函数回收子进程资源，子进程就会变为僵尸进程。父进程异常：父进程提前终止或进入死循环，无法处理子进程的终止信号。
特点与影响状态特征：在系统中显示为Z或zombie状态（通过ps -ef或top命令查看）。不占用 CPU 和内存等运行资源，但占用 PID 资源（PID 数量有限，过多僵尸进程会导致新进程无法创建）。负面影响： PID 资源耗尽：Linux 系统中 PID 范围通常为 1~32768，僵尸进程长期存在会占用 PID，导致新进程无法创建。系统性能下降：内核需持续维护僵尸进程的 PCB，增加调度开销。

总结

僵死状态（Zombies）是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程，没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态

八、孤儿进程

孤儿进程（Orphan Process）是操作系统中的一种特殊进程状态，通常出现在父进程先于子进程结束时。

定义孤儿进程是指其父进程已经终止，但子进程仍然在运行的进程。由于父进程已经不存在，子进程失去了“监护”，因此被称为孤儿进程。子进程的父进程会改为1号进程也就是操作系统
产生原因父进程先于子进程结束：在多进程程序中，父进程可能会因为正常结束、被强制终止（如通过kill命令）或其他原因退出。如果此时子进程仍在运行，则子进程会变成孤儿进程。子进程尚未完成任务：子进程可能还在执行某些任务（如I/O操作、计算等），而父进程已经完成其工作并退出。
特点失去父进程：孤儿进程的父进程已经不存在，因此它无法再从父进程那里获取资源或信号。被系统接管：在大多数操作系统中，孤儿进程会被系统接管，通常由一个特殊的进程（如init进程或systemd进程）成为其新的父进程。这个接管进程会负责清理孤儿进程的资源。无法被终止：孤儿进程不会自动终止，它会继续运行，直到完成其任务或被系统接管后清理。
处理方式被init进程接管（在类Unix系统中）：在类Unix系统（如Linux）中，当一个进程成为孤儿进程时，它会被init进程（进程ID为1）接管。init进程是一个特殊的进程，负责管理所有孤儿进程。 init进程会等待孤儿进程结束，并清理其资源（如回收进程表条目、释放内存等）。被systemd进程接管（在现代Linux系统中）：在现代Linux系统中，systemd进程取代了传统的init进程，成为系统的初始化进程。孤儿进程同样会被systemd进程接管，并由其负责清理资源。
孤儿进程与僵尸进程的区别孤儿进程：父进程已经终止，但子进程仍在运行。孤儿进程会被系统接管（如init或systemd），并继续运行直到完成任务。僵尸进程：子进程已经终止，但父进程尚未读取其状态信息。僵尸进程无法被终止，只能等待父进程读取其状态信息后才能被清理。僵尸进程不会占用CPU资源，但会占用进程表中的一个条目。

虽然孤儿进程本身不会对系统造成严重问题（因为它们会被系统接管），但在某些情况下，开发者可能希望避免产生孤儿进程。以下是一些方法：

确保父进程等待子进程完成：父进程可以通过调用wait()或waitpid()函数来等待子进程结束，从而避免子进程成为孤儿进程。
使用信号处理：父进程可以设置信号处理函数，捕获终止信号（如SIGTERM或SIGINT），并在退出前清理子进程。
合理设计程序逻辑：在设计多进程程序时，确保父进程和子进程的生命周期合理匹配，避免父进程过早退出。

进程状态转换图

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                    |  运行   |
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+--------▼------------▼------------▼--------+
|                                        |
+---------+              +---------+    |
|  就绪   |              |  阻塞   |    |
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     |                        |         |
     |         +------------+ |         |
     |         |  挂起/唤醒  | |         |
     ▼         +------+-----+ ▼         ▼
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|就绪挂起 |    |阻塞挂起 | |  创建   | |  终止   |
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