进程状态模型

二状态模式

该模型将进程所处的状态划分成：运行态、未运行态。

五状态模型

如果系统中所有的状态都做好了执行准备，那么上面的模型是有效的。但是这样的模型过于简单。设想，如果队列中有一个进程因为等待某个事件就绪，而处于阻塞态……那就巴比Q了

所以为了更加合理、且高效地利用CPU资源，我们应该将进程所处的状态细化。就好比，学校跑步测试，运动员的状态被划分为就绪状态、未就绪状态，跑步状态、考完状态……，如果运动员处于考完状态、那么就不用管他了，如果运动员处于就绪状态，就准备让他先跑……这样就能根据运动员的状态来最高效地利用测试资源。

接下来我将继续使用跑步测试的例子讲解。

五状态模型把进程所处状态划分为：

• 运行态
• 就绪态
• 阻塞态
• 新建态
• 退出态

运行态：
该进程正在执行。好比跑步测试时，运动员正在跑步。

就绪态：
该进程的条件已经准备好，做好了被执行的准备。好比跑步测试，测试时的各种条件都准备好了，运动员也准备好了测试，只等待跑步开始。

阻塞态：
进程在某些事件发生前不能执行。好比跑步测试，你需要带上测试的衣服才能去准备区等待，但是体育老师还没有给你发放，而你没有穿测试的衣服，所以还不能准备跑步。

新建态：
也称初始态，指的是进程才被创建好，但是还没有加载到主存储器里。好比跑步测试，你刚刚才报名的跑步测试，学校还没有为你准备，也没有把你的资料传给负责这跑步测试的人/组织。

退出态：

【进程模型中的队列】
处于就绪态的进程被放入：运行队列、又可以称为就绪队列。
处于阻塞态的进程被放入：阻塞队列，又可以称为等待队列。

七状态进制模型

利用五状态模型已经能很好地利用CPU的资源了，但是还可以更进一步地优化。

模型中的处于其中四个状态的进程都被加载到内存里面了，设想：系统中此时如果同时存在大量的进程，然而内存（主存）存储空间是有限的，远远没有外存的存储空间大。就极大可能存在，一些在等待某些事件发生的进程一直占据着内存空间，导致很多处在外存的进程不能加载到内存里，因为已经没有容纳这些进程的存储空间。

以上的解决办法有两种：

• 🥣增加主存容量
• 🥣交换空间。

推荐第二种方法。

交换空间，实质把主存中的把空间腾出来，让给那些还没有加载到主存的进程。

相当于是把让某些进程晾在一边（挂在一边），让它在外面等待某些事件发生，或者让它在外面等待被执行。好比跑步测试时，操场的容量是有限的，可以让操场里还没有做好准备或者等待着某些事件发生的运动员，转移到操场外面，而让操场外面有条件的运动员转移到操场上。
这些进程所处的状态就变为“就绪/挂起态”，或者“阻塞/挂起态”。
【区分】
🍭就绪态：进程被加载到主存里，在运行队列（就绪队列）中，随时准备被执行
🍭阻塞态：进程被加载到主存里，在等待队列（阻塞队列里）中，等待着其他必备事件的发生。

🍭就绪/挂起态：进程在外存（辅存）里面，在挂起队列中，等待着其他必备事件的发生。
🍭阻塞/挂起态：进程在外存（辅存）里面，在挂起队列中，随时准备加载到主存里执行

挂起状态的进程特点：
1.不能被立马执行
2.在等待某些事件的发生
3.不想被执行。

第三个特点是很巧妙，不想被执行的进程可以把它转变为挂起进程，通过代理（进程本身、父进程或者操作系统），把它的状态转变为挂起状态，一旦被转变为挂起状态，就不能从这个状态转换成其他状态，除非代理显示地转化该进程的状态。

Linux中的进程状态

上面所述的二状态进程模型，五状态进程模型，七状态进程模型，是系统的基本进程状态的模型，既然是模型，那么不同的操作系统可能会略有不同，一起看看Linux操作系统的各种进程状态吧。

下面是Linux描述进程状态的结构体，这个结构体在Linux的进程控制跨块task_struct中

/*
* 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 */
};

• R: 理解为Running,代表运行状态. 这里的R对应模型中的等待状态/运行状态

• S ：理解为sleeping的缩写，代表睡眠状态.对应模型中的阻塞状态，他必须等待事件。

• D：理解disk sleep的缩写，代表深度睡眠状态。是因为受到内核指示而停用的睡眠进程，外部信号无法唤醒它们，只能有内核来亲自唤醒

• T：stopped的缩写，代表暂停状态。进程特意停止运行的状态，比如调试器暂停来进行调试操作的时候。

• t：tracing stop的缩写，它本来不是一个进程的状态，就是用来区分处在暂停状态的进程，看它是否是被调试的进程还是常规的暂停。

• Z：zombie的缩写，代表僵尸状态

提到僵尸我也看过很多僵尸片了，按照我们的说法，僵尸的特点是，它既死了又活着，只不过是没有灵魂的活着 。而僵尸状态的进程也是如此，这个进程即死了又活着。说它死了是因为它的资源已经被释放了，那么也就不能再次运行；说它活着，是因为进程表里面还有它的PCB，也就是还含有这个进程的各种属性信息。它没有真正地被终止。

判断一个程序是不是真正地终止或者退出了，要看两个方面
1】程序被另一个进程或一个用户杀死
2】内核已经释放为进程保留的资源。

当一个条件符合，而第二个条件不满足时，那么就会出现僵尸状态。

• Z:死亡状态。真正地终止了

接下来看一看Linux中进程的各种状态吧。

现在有如下程序

//mycode.c文件
1 # include <stdio.h>
2                                                                             
3 int main(void)
4 {
5   while(1)
6   {
7     ;
8   }
9   return 0;
10 }

开始在终端执行这个程序。
复制会话，然后查看该进程

发现它一直处于R状态。

//mycode.c
  1 # include <stdio.h>
  2 
  3 int main(void)
  4 {
  5   while(1)
  6   {
  7    printf("hello\n") ;                                
  8   }                           
  9   return 0;                   
 10 }  

但是现在在运行，会发现它大多数时候都是S状态，这是因为涉及到了IO操作，相对于CPU来说，IO简直太慢了，所以这个进程大多数都在等待IO设备的就绪。

其他的你们自行测试吧。
【孤儿进程】
还有一种特殊的进程，孤儿进程。
孤儿进程，当一个进程的父进程，在该进程还没有终止前父进程就提前终止了，那么该进程就变成了孤儿进程，孤儿进程会被init进程（1号进程）“领养”