讓我們深入探討linux中的進(jìn)程概念，包括運(yùn)行、阻塞、掛起狀態(tài)，以及pcb內(nèi)核鏈表和進(jìn)程狀態(tài)的詳細(xì)解釋。

1. 概念詳解

運(yùn)行、阻塞、掛起狀態(tài)

內(nèi)容基礎(chǔ)：方框中的是調(diào)度隊(duì)列，是一個雙向隊(duì)列，每一個元素是由PCB及其對應(yīng)的代碼數(shù)據(jù)組成的。

1. 運(yùn)行：只要進(jìn)程在調(diào)度隊(duì)列中，其狀態(tài)就是運(yùn)行（running）。

2. 阻塞：阻塞狀態(tài)是指進(jìn)程在等待某種硬件資源就緒（例如網(wǎng)卡、鍵盤等）。

在操作系統(tǒng)中，除了調(diào)度隊(duì)列（runqueue）外，還有設(shè)備隊(duì)列（device queue）用于管理設(shè)備。設(shè)備隊(duì)列中包含等待隊(duì)列（wait queue）。如果某個進(jìn)程在調(diào)度隊(duì)列中需要從鍵盤讀取數(shù)據(jù)，但鍵盤沒有響應(yīng)，CPU會將該進(jìn)程從調(diào)度隊(duì)列中移除，并將其鏈接到對應(yīng)硬件的等待隊(duì)列中。這就是阻塞的過程。

3. 掛起：掛起的本質(zhì)是將數(shù)據(jù)交換到磁盤中的交換區(qū)（swap partition），通常在內(nèi)存資源不足時發(fā)生。

當(dāng)內(nèi)存資源不足時，如果進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)，系統(tǒng)會將進(jìn)程的數(shù)據(jù)交換到硬盤的交換分區(qū)，保留PCB。當(dāng)內(nèi)存資源充足時，數(shù)據(jù)會從交換分區(qū)被喚出，并與PCB重新組合成進(jìn)程，這就是阻塞掛起。運(yùn)行掛起的情況類似。

2. PCB內(nèi)核鏈表的理解

這是普通的雙端隊(duì)列，可以看到next指針指向下一個元素的頭，prev指針指向上一個元素的頭。

PCB中的next指針直接指向下一個元素的next，prev指針直接指向上一個元素的prev。

一個PCB可以隸屬于多個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以屬于調(diào)度隊(duì)列、等待隊(duì)列，也可以屬于設(shè)備隊(duì)列。因此，PCB可能有多個next和prev指針。

2. 進(jìn)程狀態(tài)

• R（running）：表示進(jìn)程正在運(yùn)行。
• S（淺睡眠）：例如，輸出一個字符只需1毫秒，但如果進(jìn)程持續(xù)1秒（sleep(1)），剩余時間處于淺睡眠狀態(tài)，可以被kill命令終止。
• D（深度睡眠）：通常與硬盤數(shù)據(jù)交換有關(guān)，不可被kill命令終止。
• Z（僵尸狀態(tài)）：子進(jìn)程在運(yùn)行完后不會立即消失，而是先保留信息供父進(jìn)程使用，信息保留在PCB中。

如果僵尸狀態(tài)一直存在，子進(jìn)程的PCB就不會消失，可能會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

3. 小知識

進(jìn)程退出后，內(nèi)存泄漏的問題就不存在了（例如malloc，進(jìn)程結(jié)束后，申請的內(nèi)存會被系統(tǒng)回收）。常駐內(nèi)存的軟件（例如Windows系統(tǒng)中的一些軟件，開機(jī)后一直運(yùn)行）可能會導(dǎo)致系統(tǒng)卡頓。