让我们深入探讨linux中的进程概念,包括运行、阻塞、挂起状态,以及pcb内核链表和进程状态的详细解释。

1. 概念详解
运行、阻塞、挂起状态

内容基础:方框中的是调度队列,是一个双向队列,每一个元素是由PCB及其对应的代码数据组成的。
运行:只要进程在调度队列中,其状态就是运行(running)。
阻塞:阻塞状态是指进程在等待某种硬件资源就绪(例如网卡、键盘等)。


在操作系统中,除了调度队列(runqueue)外,还有设备队列(device queue)用于管理设备。设备队列中包含等待队列(wait queue)。如果某个进程在调度队列中需要从键盘读取数据,但键盘没有响应,CPU会将该进程从调度队列中移除,并将其链接到对应硬件的等待队列中。这就是阻塞的过程。


挂起:挂起的本质是将数据交换到磁盘中的交换区(swap partition),通常在内存资源不足时发生。

当内存资源不足时,如果进程处于阻塞状态,系统会将进程的数据交换到硬盘的交换分区,保留PCB。当内存资源充足时,数据会从交换分区被唤出,并与PCB重新组合成进程,这就是阻塞挂起。运行挂起的情况类似。
2. PCB内核链表的理解

这是普通的双端队列,可以看到next指针指向下一个元素的头,prev指针指向上一个元素的头。

PCB中的next指针直接指向下一个元素的next,prev指针直接指向上一个元素的prev。

一个PCB可以隶属于多个数据结构,可以属于调度队列、等待队列,也可以属于设备队列。因此,PCB可能有多个next和prev指针。
2. 进程状态


R(running):表示进程正在运行。S(浅睡眠):例如,输出一个字符只需1毫秒,但如果进程持续1秒(sleep(1)),剩余时间处于浅睡眠状态,可以被kill命令终止。D(深度睡眠):通常与硬盘数据交换有关,不可被kill命令终止。Z(僵尸状态):子进程在运行完后不会立即消失,而是先保留信息供父进程使用,信息保留在PCB中。


如果僵尸状态一直存在,子进程的PCB就不会消失,可能会导致内存泄漏。
3. 小知识

进程退出后,内存泄漏的问题就不存在了(例如malloc,进程结束后,申请的内存会被系统回收)。常驻内存的软件(例如Windows系统中的一些软件,开机后一直运行)可能会导致系统卡顿。
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