Linux 進程狀態【轉】

轉自：http://www.cnblogs.com/itech/p/3208261.html

來自： http://blog.csdn.net/tianlesoftware/article/details/6457487

Linux是一個多用戶，多任務的系統，能夠同時運行多個用戶的多個程序，就必然會產生不少的進程，而每一個進程會有不一樣的狀態。  在下文將對進程的

R、S、D、T、Z、X 六種狀態作個說明。

 

PROCESS STATE CODES

       Here are the different values that the s, stat and state output specifiers (header "STAT" or "S") will display to describe the state of a process.

       D    Uninterruptible sleep (usually IO)

       R    Running or runnable (on run queue)

       S    Interruptible sleep (waiting for an event to complete)

       T    Stopped, either by a job control signal or because it is being traced.

       W    paging (not valid since the 2.6.xx kernel)

       X    dead (should never be seen)

       Z    Defunct ("zombie") process, terminated but not

            reaped by its parent.

 

       For BSD formats and when the stat keyword is used,additional characters may be displayed:

       <    high-priority (not nice to other users)

       N    low-priority (nice to other users)

       L    has pages locked into memory (for real-time and custom IO)

       s    is a session leader

       l    is multi-threaded (using CLONE_THREAD, like NPTL pthreads do)

       +    is in the foreground process group

 

 

一. 查看進程的狀態

1.1 使用PS命令

[root@localhost]# ps -a -o pid,ppid,stat,command -u oracle

  PID  PPID STAT COMMAND

  637     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

  729     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

 1144  1103 S+   top

 1230     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

 1289  1145 S+   vmstat 10

 1699     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

 1827  1294 R+   ps -a -o pid,ppid,stat,command -u oracle

 3410     1 Ss   ora_pmon_XEZF

 3412     1 Ss   ora_psp0_XEZF

 3414     1 Ss   ora_mman_XEZF

 3416     1 Ss   ora_dbw0_XEZF

 3418     1 Ss   ora_lgwr_XEZF

 3420     1 Ss   ora_ckpt_XEZF

 3422     1 Ss   ora_smon_XEZF

 3424     1 Ss   ora_reco_XEZF

 3426     1 Ss   ora_mmon_XEZF

 3428     1 Ss   ora_mmnl_XEZF

 3430     1 Ss   ora_d000_XEZF

 3432     1 Ss   ora_d001_XEZF

 3434     1 Ss   ora_s000_XEZF

 3436     1 Ss   ora_s001_XEZF

 3438     1 Ss   ora_s002_XEZF

 3488     1 Ssl  /home/oracle_app/bin/tnslsnr LISTENER -inherit

11167     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

11423     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

11425     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

11429     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

14867     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

19323     1 Ss   oracleXEZF (LOCAL=NO)

 

用ps 的 – l 選項,獲得更詳細的進程信息：

（1）F(Flag)：一系列數字的和，表示進程的當前狀態。這些數字的含義爲：

       00：若單獨顯示，表示此進程已被終止。

       01：進程是核心進程的一部分，常駐於系統主存。如：sched，vhand，bdflush。

       02：Parent is tracing process.

       04 ：Tracing parent's signal has stopped the process; the parent　is waiting ( ptrace(S)).

       10：進程在優先級低於或等於25時，進入休眠狀態，並且不能用信號喚醒，例如在等待一個inode被建立時。

       20：進程被裝入主存（primary memory）

       40：進程被鎖在主存，在事務完成前不能被置換。

 

（2） 進程狀態：S(state)

       O：進程正在處理器運行,這個狀態歷來木見過.

       S：休眠狀態（sleeping）

       R：等待運行（runable）R Running or runnable (on run queue) 進程處於運行或就緒狀態

       I：空閒狀態（idle）

       Z：殭屍狀態（zombie）　　　

       T：跟蹤狀態（Traced）

       B：進程正在等待更多的內存頁

       D:不可中斷的深度睡眠，通常由IO引發，同步IO在作讀或寫操做時，cpu不能作其它事情，只能等待，這時進程處於這種狀態，若是程序採用異步IO，這種狀態應該就不多見到了

 

（3）C(cpu usage)：cpu利用率的估算值

 

 

1.2 使用Top命令中的S 字段

pid user      pr  ni  virt  res  shr s %cpu %mem    time+  command                                

11423 oracle    16   0  627m 170m 168m R   32  9.0   4110:21 oracle                                

 3416 oracle    15   0  650m 158m 138m S    0  8.4   0:07.12 oracle                                 

11167 oracle    15   0  626m 151m 149m S    0  8.0 400:20.77 oracle                                

11429 oracle    15   0  626m 148m 147m S    0  7.9 812:05.71 oracle                                

 3422 oracle    18   0  627m 140m 137m S    0  7.4   1:12.23 oracle                                

 1230 oracle    15   0  639m 107m  96m S    0  5.7   0:10.00 oracle                                

  637 oracle    15   0  629m  76m  73m S    0  4.0   0:04.31 oracle                     

 

 

二.  進程狀態說明

2.1  R (task_running) : 可執行狀態

       只有在該狀態的進程纔可能在CPU上運行。而同一時刻可能有多個進程處於可執行狀態，這些進程的task_struct結構（進程控制塊）被放入對應CPU的可執行隊列中（一個進程最多隻能出如今一個CPU的可執行隊列中）。進程調度器的任務就是從各個CPU的可執行隊列中分別選擇一個進程在該CPU上運行。

       不少操做系統教科書將正在CPU上執行的進程定義爲RUNNING狀態、而將可執行可是還沒有被調度執行的進程定義爲READY狀態，這兩種狀態在linux下統一爲 TASK_RUNNING狀態。

 

2.2  S (task_interruptible): 可中斷的睡眠狀態

       處於這個狀態的進程由於等待某某事件的發生（好比等待socket鏈接、等待信號量），而被掛起。這些進程的task_struct結構被放入對應事件的等待隊列中。當這些事件發生時（由外部中斷觸發、或由其餘進程觸發），對應的等待隊列中的一個或多個進程將被喚醒。

       經過ps命令咱們會看到，通常狀況下，進程列表中的絕大多數進程都處於task_interruptible狀態（除非機器的負載很高）。畢竟CPU就這麼一兩個，進程動輒幾十上百個，若是不是絕大多數進程都在睡眠，CPU又怎麼響應得過來。

 

2.3  D (task_uninterruptible): 不可中斷的睡眠狀態

       與task_interruptible狀態相似，進程處於睡眠狀態，可是此刻進程是不可中斷的。不可中斷，指的並非CPU不響應外部硬件的中斷，而是指進程不響應異步信號。
       絕大多數狀況下，進程處在睡眠狀態時，老是應該可以響應異步信號的。可是uninterruptible sleep 狀態的進程不接受外來的任何信號，所以沒法用kill殺掉這些處於D狀態的進程，不管是」kill」, 「kill -9″仍是」kill -15″，這種狀況下，一個可選的方法就是reboot。

 

       處於uninterruptible sleep狀態的進程一般是在等待IO，好比磁盤IO，網絡IO，其餘外設IO，若是進程正在等待的IO在較長的時間內都沒有響應，那麼就被ps看到了，同時也就意味着頗有可能有IO出了問題，多是外設自己出了故障，也多是好比掛載的遠程文件系統已經不可訪問了.

 

       而task_uninterruptible狀態存在的意義就在於，內核的某些處理流程是不能被打斷的。若是響應異步信號，程序的執行流程中就會被插入一段用於處理異步信號的流程（這個插入的流程可能只存在於內核態，也可能延伸到用戶態），因而原有的流程就被中斷了。

       在進程對某些硬件進行操做時（好比進程調用read系統調用對某個設備文件進行讀操做，而read系統調用最終執行到對應設備驅動的代碼，並與對應的物理設備進行交互），可能須要使用task_uninterruptible狀態對進程進行保護，以免進程與設備交互的過程被打斷，形成設備陷入不可控的狀態。這種狀況下的task_uninterruptible狀態老是很是短暫的，經過ps命令基本上不可能捕捉到。

 

       咱們經過vmstat 命令中procs下的b 能夠來查看是否有處於uninterruptible 狀態的進程。 該命令只能顯示數量。

 

       In computer operating systems terminology, a sleeping process can either be interruptible (woken via signals) or uninterruptible (woken explicitly). An uninterruptible sleep state is a sleep state that cannot handle a signal (such as waiting for disk or network IO (input/output)).

 

       When the process is sleeping uninterruptibly, the signal will be noticed when the process returns from the system call or trap.

       -- 這句是關鍵。 當處於uninterruptibly sleep 狀態時，只有當進程從system 調用返回時，才通知signal。

 

       A process which ends up in 「D」 state for any measurable length of time is trapped in the midst of a system call (usually an I/O operation on a device — thus the initial in the ps output).

 

       Such a process cannot be killed — it would risk leaving the kernel in an inconsistent state, leading to a panic. In general you can consider this to be a bug in the device driver that the process is accessing.

 

2.4  T(task_stopped or task_traced)：暫停狀態或跟蹤狀態

       向進程發送一個sigstop信號，它就會因響應該信號而進入task_stopped狀態（除非該進程自己處於task_uninterruptible狀態而不響應信號）。（sigstop與sigkill信號同樣，是很是強制的。不容許用戶進程經過signal系列的系統調用從新設置對應的信號處理函數。）
       向進程發送一個sigcont信號，可讓其從task_stopped狀態恢復到task_running狀態。

       當進程正在被跟蹤時，它處於task_traced這個特殊的狀態。「正在被跟蹤」指的是進程暫停下來，等待跟蹤它的進程對它進行操做。好比在gdb中對被跟蹤的進程下一個斷點，進程在斷點處停下來的時候就處於task_traced狀態。而在其餘時候，被跟蹤的進程仍是處於前面提到的那些狀態。

      

       對於進程自己來講，task_stopped和task_traced狀態很相似，都是表示進程暫停下來。
       而task_traced狀態至關於在task_stopped之上多了一層保護，處於task_traced狀態的進程不能響應sigcont信號而被喚醒。只能等到調試進程經過ptrace系統調用執行ptrace_cont、ptrace_detach等操做（經過ptrace系統調用的參數指定操做），或調試進程退出，被調試的進程才能恢復task_running狀態。

 

 

2.5 Z (task_dead - exit_zombie)：退出狀態，進程成爲殭屍進程

       在Linux進程的狀態中，殭屍進程是很是特殊的一種，它是已經結束了的進程，可是沒有從進程表中刪除。太多了會致使進程表裏麪條目滿了，進而致使系統崩潰，卻是不佔用其餘系統資源。    

       它已經放棄了幾乎全部內存空間，沒有任何可執行代碼，也不能被調度，僅僅在進程列表中保留一個位置，記載該進程的退出狀態等信息供其餘進程收集，除此以外，殭屍進程再也不佔有任何內存空間。

      

       進程在退出的過程當中，處於TASK_DEAD狀態。在這個退出過程當中，進程佔有的全部資源將被回收，除了task_struct結構（以及少數資源）之外。因而進程就只剩下task_struct這麼個空殼，故稱爲殭屍。

 

       之因此保留task_struct，是由於task_struct裏面保存了進程的退出碼、以及一些統計信息。而其父進程極可能會關心這些信息。好比在shell中，$?變量就保存了最後一個退出的前臺進程的退出碼，而這個退出碼每每被做爲if語句的判斷條件。
       固然，內核也能夠將這些信息保存在別的地方，而將task_struct結構釋放掉，以節省一些空間。可是使用task_struct結構更爲方便，由於在內核中已經創建了從pid到task_struct查找關係，還有進程間的父子關係。釋放掉task_struct，則須要創建一些新的數據結構，以便讓父進程找到它的子進程的退出信息。

 

       子進程在退出的過程當中，內核會給其父進程發送一個信號，通知父進程來「收屍」。 父進程能夠經過wait系列的系統調用（如wait四、waitid）來等待某個或某些子進程的退出，並獲取它的退出信息。而後wait系列的系統調用會順便將子進程的屍體（task_struct）也釋放掉。

       這個信號默認是SIGCHLD，可是在經過clone系統調用建立子進程時，能夠設置這個信號。

       若是他的父進程沒安裝SIGCHLD信號處理函數調用wait或waitpid()等待子進程結束，又沒有顯式忽略該信號，那麼它就一直保持殭屍狀態，子進程的屍體（task_struct）也就沒法釋放掉。

 

       若是這時父進程結束了，那麼init進程自動會接手這個子進程，爲它收屍，它仍是能被清除的。可是若是若是父進程是一個循環，不會結束，那麼子進程就會一直保持殭屍狀態，這就是爲何系統中有時會有不少的殭屍進程。

 

       當進程退出的時候，會將它的全部子進程都託管給別的進程（使之成爲別的進程的子進程）。託管的進程多是退出進程所在進程組的下一個進程（若是存在的話），或者是1號進程。因此每一個進程、每時每刻都有父進程存在。除非它是1號進程。1號進程，pid爲1的進程，又稱init進程。

linux系統啓動後，第一個被建立的用戶態進程就是init進程。它有兩項使命：
       一、執行系統初始化腳本，建立一系列的進程（它們都是init進程的子孫）；
       二、在一個死循環中等待其子進程的退出事件，並調用waitid系統調用來完成「收屍」工做；

       init進程不會被暫停、也不會被殺死（這是由內核來保證的）。它在等待子進程退出的過程當中處於task_interruptible狀態，「收屍」過程當中則處於task_running狀態。

 

Unix/Linux 處理殭屍進程的方法：

       找出父進程號，而後kill 父進程，以後子進程（殭屍進程）會被託管到其餘進程，如init進程，而後由init進程將子進程的屍體（task_struct）釋放掉。

 

除了經過ps 的狀態來查看Zombi進程，還能夠用以下命令查看：

[oracle@rac1 ~]$ ps -ef|grep defun

oracle   13526 12825  0 16:48 pts/1    00:00:00 grep defun

oracle   28330 28275  0 May18 ?        00:00:00 [Xsession] <defunct>

 

殭屍進程解決辦法：

（1）改寫父進程，在子進程死後要爲它收屍。

       具體作法是接管SIGCHLD信號。子進程死後，會發送SIGCHLD信號給父進程，父進程收到此信號後，執行 waitpid()函數爲子進程收屍。這是基於這樣的原理：就算父進程沒有調用wait，內核也會向它發送SIGCHLD消息，儘管對的默認處理是忽略，若是想響應這個消息，能夠設置一個處理函數。

（2）把父進程殺掉。

       父進程死後，殭屍進程成爲"孤兒進程"，過繼給1號進程init，init始終會負責清理殭屍進程．它產生的全部殭屍進程也跟着消失。如：

       kill -9 `ps -ef | grep "Process Name" | awk '{ print $3 }'`
       其中，「Process Name」爲處於zombie狀態的進程名。

（3）殺父進程不行的話，就嘗試用skill -t TTY關閉相應終端，TTY是進程相應的tty號(終端號)。可是，ps可能會查不到特定進程的tty號，這時就須要本身判斷了。
（4）重啓系統，這也是最經常使用到方法之一。

 

 

2.6 X (task_dead - exit_dead)：退出狀態，進程即將被銷燬

       進程在退出過程當中也可能不會保留它的task_struct。好比這個進程是多線程程序中被detach過的進程。或者父進程經過設置sigchld信號的handler爲sig_ign，顯式的忽略了sigchld信號。（這是posix的規定，儘管子進程的退出信號能夠被設置爲sigchld之外的其餘信號。）
       此時，進程將被置於exit_dead退出狀態，這意味着接下來的代碼當即就會將該進程完全釋放。因此exit_dead狀態是很是短暫的，幾乎不可能經過ps命令捕捉到。

 

三. 進程狀態變化說明

3.1 進程的初始狀態

       進程是經過fork系列的系統調用（fork、clone、vfork）來建立的，內核（或內核模塊）也能夠經過kernel_thread函數建立內核進程。這些建立子進程的函數本質上都完成了相同的功能——將調用進程複製一份，獲得子進程。（能夠經過選項參數來決定各類資源是共享、仍是私有。）
       那麼既然調用進程處於task_running狀態（不然，它若不是正在運行，又怎麼進行調用？），則子進程默認也處於task_running狀態。
       另外，在系統調用調用clone和內核函數kernel_thread也接受clone_stopped選項，從而將子進程的初始狀態置爲 task_stopped。

 

3.2 進程狀態變遷

       進程自建立之後，狀態可能發生一系列的變化，直到進程退出。而儘管進程狀態有好幾種，可是進程狀態的變遷卻只有兩個方向——從task_running狀態變爲非task_running狀態、或者從非task_running狀態變爲task_running狀態。
       也就是說，若是給一個task_interruptible狀態的進程發送sigkill信號，這個進程將先被喚醒（進入task_running狀態），而後再響應sigkill信號而退出（變爲task_dead狀態）。並不會從task_interruptible狀態直接退出。

       進程從非task_running狀態變爲task_running狀態，是由別的進程（也多是中斷處理程序）執行喚醒操做來實現的。執行喚醒的進程設置被喚醒進程的狀態爲task_running，而後將其task_struct結構加入到某個cpu的可執行隊列中。因而被喚醒的進程將有機會被調度執行。

 

而進程從task_running狀態變爲非task_running狀態，則有兩種途徑：
       一、響應信號而進入task_stoped狀態、或task_dead狀態；
       二、執行系統調用主動進入task_interruptible狀態（如nanosleep系統調用）、或task_dead狀態（如exit系統調用）；或因爲執行系統調用須要的資源得不到知足，而進入task_interruptible狀態或task_uninterruptible狀態（如select系統調用）。
顯然，這兩種狀況都只能發生在進程正在cpu上執行的狀況下。

做者： iTech
出處： http://itech.cnblogs.com/