深入解析Linux进程状态机,探究进程运行状态与管理 (linux进程状态机)

随着计算机技术的不断发展,各种操作系统也不断涌现。而在这些操作系统中,Linux操作系统因其开源免费、稳定性高等优点,成为了更受欢迎的操作系统之一。在Linux操作系统中,进程作为最基本的执行元素,扮演着至关重要的角色。而进程状态机则是使进程正常运转的关键之一。本文将。

一、进程状态

在Linux系统中,进程一共有5种状态:运行状态、等待状态、中断睡眠状态、交换睡眠状态和停止状态。

1.运行状态

进程在运行时,进程状态为运行状态。在统计状态时,将进程从创建开始到完成,每当进程处于运行状态时,则计算进程的运行时间。

2.等待状态

进程进入等待状态,是指进程请求某种事件的发生而发生进入该状态。这是一种”阻塞”的状态,也就是如果进程等待的操作没有完成,进程将一直处于等待状态。

3.中断睡眠状态

当一个进程正在运行时,称其为活跃进程,但某些情况下该进程需要等待某些事件的发生,并将自己委托给操作系统内核进行处理,这时就会进入中断睡眠状态。例如,当进程正在等待外部设备的输入,并且操作系统通知进程设备有数据需要处理时,进程就会进入中断睡眠状态。

4.交换睡眠状态

当一个进程正在等待某些事件发生时,多数情况下是因为其需要等待某个资源的释放,例如一个进程需要等待一块共享内存或一个磁盘空间。若资源长时间不能得到释放,操作系统就会使用交换睡眠状态,将进程挂起,等待下一次资源释放。

5.停止状态

停止状态是指进程发生阻塞,并且该进程已经被停止。

二、进程状态机

进程状态机指的是进程运行状态的一个状态图,该状态图将进程的状态分为上述5种状态,并显示了这些状态之间的转换关系。

1.处理器态和用户态

在介绍Linux进程状态机之前,我们需要了解一下”处理器态”和”用户态”的概念。在计算机中,为了区分进程正常的执行和执行受限的两种状态,将其分为了两个不同的态,其中执行受限的状态被称为”处理器态”,而正常执行状态被称为”用户态”。在用户态下,进程可以正常访问操作系统提供的资源,并执行其需要执行的指令。而在处理器态下,进程只能在操作系统的控制下执行,这是为了避免进程直接访问硬件,进而引发安全问题。

2.进程状态转换的四种方式:

(1)顺序执行

顺序执行表示进程在等待CPU时间的时候,进程不会改变状态。这种情况下,CPU会定时轮询各个进程,将进程状态更改为运行状态,如果进程需要等待某个条件的发生,将进程状态改为等待状态。

(2)中断执行

当系统存在多个用户进程时,流程图中可能会出现某进程等待某一事件或信号时,系统会退回给内核,该进程会停止运行,然后转换为中断睡眠状态。中断是可以被自觉的状态改变的。

(3)阻塞执行

阻塞执行表示进程在等待某些事件发生时,如果没有使用CPU时间,进程状态将改变。例如,当进程等待IO任务完成时,就会进入阻塞状态。当IO操作完成后,进程状态将返回到顺序执行状态或中断执行状态。

(4)轮循执行

轮循执行表示进程通过在一段时间内轮询某些事件是否发生,来判断是否需要转变其状态。这种执行方式被称为定时器轮询。例如,当某个进程需要等待某个条件的发生时,如果时间过长,操作系统将通过这种方式进行检测。

三、进程状态与管理

1.进程状态的重要性

进程状态是实现多任务的基础之一。而进程转换状态除了最基本的运行状态,其他状态间需要时刻转换。例如,只有当某个进程在等待某个事件时才会让出CPU,其他进程才可以获得CPU的时间计算;当进程停止状态时,常常需要对其进行处理,以便清除资源并释放内存。因此,进程状态对操作系统的管理至关重要。

2.进程状态的管理

进程状态管理主要包括进程调度、进程同步和进程通信。

(1)进程调度

进程调度是指在多道程序系统下,有效地进行进程管理的过程。进程调度器通过为每个进程分配CPU时间,使得每个进程都能够在一段时间内获得他需要的CPU资源。操作系统使用不同的算法进行进程调度,以满足不同的需求。例如,FIFO(先进先出)算法和RR(轮询算法)算法等。

(2)进程同步

进程同步是指为了保证进程安全地执行,并且避免出现多个进程对同一资源进行修改,并解决数据竞争的问题。在实践中,常常使用临界区、信号量和管程等解决方案。

(3)进程通信

进程通信是指在进程间传递信息。在跨多个进程的情况下,进程通信是实现进程间交互的重要方式。进程通信可通过管道、消息队列、信号和共享内存等方式来实现。

四、

本文深入解析了Linux进程状态机,探究了进程的运行状态和管理。只有理解进程状态,才能更好地进行进程管理,实现多任务。在实际开发中,了解进程状态机对于程序设计有很大的帮助。可以更好地进行程序设计,使程序更加高效、安全和稳定。因此,Linux进程状态机是Linux操作系统中程序员必须掌握的知识之一。

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linux主机宕机和拔网线的区别。两种情况下,主机上运行的进程是什么状态?

拔网线:只是网络不通,主机经枯亮坦常没有变化. 跟手机没有开wifi或手机号卡一样,手机里面的程序是正常键态的.只是不能和外界通讯是一个道理.

宕机: 是所有的进程是不存在,宕机重启后系统默认开启服务会自动开启.部分需要人为干预有些在自动启的时候偶尔也会一些异常. 跟手机关机是一样的道理

两者共同点:就是没桐都不能和外界通讯

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