1.进程的三种基本状态

进程的在系统当中是走走停停的，「运行 - 暂停 - 运行」的活动规律；进程在活动期间的三种状态：运行状态、就绪状态、阻塞状态。

• 运行状态（Running）：该时刻进程占用 CPU；
• 就绪状态（Ready）：可运行，由于其他进程处于运行状态而暂时停止运行；
• 阻塞状态（Blocked）：该进程正在等待某一事件发生（或等待非CPU资源，如等待输入/输出IO操作的完成）而暂时停止运行，这时，即使给它CPU控制权，它也无法运行；

PCB是描述进程信息的结构体，它是通过链表的方式组织的。如果处于就绪状态的进程链在一起的是运行队列；而处于阻塞状态的进程链在一起的是阻塞队列！在Linux中，就绪和运行态都是R状态。来看看kernel源代码对进程状态的定义：

/*
* The task state array is a strange "bitmap" of
* reasons to sleep. Thus "running" is zero, and
* you can test for combinations of others with
* simple bit tests.
*/
static const char * const task_state_array[] = {"R (running)", /* 0 */"S (sleeping)", /* 1 */"D (disk sleep)", /* 2 */"T (stopped)", /* 4 */"t (tracing stop)", /* 8 */"X (dead)", /* 16 */"Z (zombie)", /* 32 */
};

2.Linux中进程状态查看

2.1.进程检测脚本

while :; do ps axj | head -1 && ps axj | grep mytest;sleep 1;echo "------------------";done更加干净！
while :; do ps axj | head -1 && ps axj | grep mytest | grep -v grep;sleep 1;echo "------------------";done

2.2.各种状态查看

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里。测试代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{while(true){printf("hello world\n");sleep(1);}return 0;
}

测试结果：R+后面的进程代表是一个前台进程

S睡眠状态（sleeping): 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）

#include<stdio.h>
int main()    
{       int a = 0;    printf("请输入一个整数：");                                            scanf("%d",&a);    return 0;    
} 

测试结果：

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，不能被叫醒！

可以使用dd命令来，测试dd命令在处理数据时非常强大，但同时也具有一定的风险性。如果使用不当，可能会导致数据丢失或损坏（建议是不用测试这个状态）

T停止状态（stopped）： 可以通过发送 SIGSTOP （kill -19 pid）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（kill -18 pid） 信号让进程继续运行。**典型应用：调试！断点能停下来，是因为进程的T状态！**测试代码：

使用命令：kill -19 pid；将进程暂停

使用命令：kill -18 pid；将进程运行

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{while(true){printf("hello world\n");sleep(1);}return 0;
}

测试结果：

Z状态：僵尸（死）状态： 当子进程退出，但是父进程没调用wait或waitpid去获取子进程的状态信息，没有检测到子进程返回状态的代码时，子进程就会处于一个被检测的状态，就是僵尸状态。测试代码：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main()
{                pid_t ret = fork();if(ret < 0){perror("fork faile\n");return 1;}else if(ret == 0){int cnt = 5;while(cnt){printf("I am child pid = %d\n",getpid());cnt--;sleep(1);}}else    {      while(1)                                                               {    printf("I am father  pid = %d\n",getpid());    sleep(1);}    }    return 0;
}

测试结果：

在这里插入图片描述

僵尸进程的危害：子进程被创建出来，是为了完成父进程交给它的任务，父进程需要读取子进程的返回状态，但是父进程先退出，那么子进程就要一直维护Z状态；系统要一直维护子进程的PCB，那么就会造成内存泄漏。

父进程通过调用wait 或 waitpid进程等待的方式解决僵尸进程问题。

3.孤儿进程

孤儿进程：父进程结束了，而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程就成为孤儿进程(father died)。子进程的资源由init进程(进程号PID = 1)回收。

测试代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{pid_t id = fork();if (id < 0){perror("fork");return 1;}else if (id == 0){printf("I am child, pid : %d\n", getpid());sleep(10);}else{ printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());sleep(3);exit(0);}return 0;
}

测试结果：

4.前台、后台、守护进程

前台进程通常是用户正在交互的进程，本质是谁占有键盘资源谁就是前台进程！

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>int main()
{while(true){printf("hello world\n");sleep(1);}return 0;
}

启动前台进程：./mytest 或输入指令 启动后台进程：./mytest &，从下图可以看到我启动一个前台进程之后，通过键盘输入的 ll 和 cd指令都不管用了。

启动后台进程：我们程序也在显示器上打印，但是输入的 ll 和 cd 指令可以执行。

在这里插入图片描述

前台进程可以使用信号的方式终止，将程序启动为后台进程发现 ctrl + c 发送信号不能终止进程！使用jobs查看系统运行的任务 使用 fg + 任务号将后台进程转成前台进程，再通过 ctrl + c终止进程！

[xiyan@hecs-34711 ~]$ jobs
[1]+  Running                 ./mytest &  (wd: ~/code/test)
[xiyan@hecs-34711 ~]$ fg 1

任务和进程的关系（一个任务，可以一个人完成，也可多个人完成！）

一个任务可以是一个进程执行也可以是多个进程执行，多个进程组成进程组以第一个进程的进程pid为任务号，一个进程可以自成进程组！通过查看PGID属性字段就能验证。

[xiyan@hecs-34711 test]$ sleep 1000 | sleep 2000 | sleep 3000 &
[1] 6114
[xiyan@hecs-34711 test]$ mytest >> log.txt &
[2] 6141
[xiyan@hecs-34711 test]$ jobs
[1]-  Running                 sleep 1000 | sleep 2000 | sleep 3000 &
[2]+  Running                 ./mytest >> log.txt &
[xiyan@hecs-34711 test]$ ps axj | head -1 && ps xj | grep 'sleep'PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND4559  6112  6112  4559 pts/4     6267 S     1000   0:00 sleep 10004559  6113  6112  4559 pts/4     6267 S     1000   0:00 sleep 20004559  6114  6112  4559 pts/4     6267 S     1000   0:00 sleep 3000
[xiyan@hecs-34711 test]$ ps axj | head -1 && ps xj | grep 'mytest'PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND4559  6141  6141  4559 pts/4     6285 S     1000   0:00 ./mytest

会话的概念

Linux操作系统中，当一个用户登录的时候会分配一个会话，一个会话期间可以创建多个进程组，退出登录，会话会销毁；会话中前台进程终止，后台进程可能不会终止，但是会受一定的影响。

一个会话有多个进程，但是前台进程只有一个，系统会让bash来，充当前台进程，如果启动一个前台进程，就会将bash替换，当我们自己启动的前台进程退出，又将bash换上来！

退出登录后再登录 , 我的Linux机器是直接就终止了我们程序！如何解决——进程守护化！

[xiyan@hecs-34711 test]$ ./mytest >> log.txt &
[1] 12130
[xiyan@hecs-34711 test]$ jobs
[1]+  Running                 ./mytest >> log.txt &
[xiyan@hecs-34711 test]$ ps axj | head -1 && ps axj | grep 'mytest'PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
12035 12130 12130 12035 pts/3    12153 S     1000   0:00 ./mytest
12035 12154 12153 12035 pts/3    12153 R+    1000   0:00 grep --color=auto mytest
[xiyan@hecs-34711 ~]$ ps axj | head -1 && ps axj | grep 'mytest'PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
12181 12214 12213 12181 pts/3    12213 R+    1000   0:00 grep --color=auto mytest

什么是守护进程

将自成进程组自成会话的进程，称为守护进程，他的本质也是孤儿进程；

让会话1创建一个守护进程，当会话1退出守护进程不受影响！

[xiyan@hecs-34711 ~]$ man 2 setsid
[xiyan@hecs-34711 ~]$ man daemon	# 系统自带的方法

参考代码：

#pragma once#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>const std::string nullfile = "/dev/null";void Daemon(const std::string &cwd = "")
{// 1. 忽略其他异常信号signal(SIGCLD, SIG_IGN);signal(SIGPIPE, SIG_IGN);signal(SIGSTOP, SIG_IGN);// 2. 将自己变成独立的会话if (fork() > 0)exit(0);setsid();// 3. 更改当前调用进程的工作目录if (!cwd.empty())chdir(cwd.c_str());// 4. 标准输入，标准输出，标准错误重定向至/dev/nullint fd = open(nullfile.c_str(), O_RDWR);if(fd > 0){dup2(fd, 0);dup2(fd, 1);dup2(fd, 2);close(fd);}
}