深度理解进程----进程状态

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 
  5 int main()
  6 {
  7     printf("我的进程PID:%d\n", getpid());                                                                                        
  8     printf("我的父进程PID:%d\n",getppid());
  9     return 0;
 10 }

3.通过系统调用创建子进程

fork 创建子进程

如果创建子进程成功，给父进程返回子进程的 PID，给子进程返回 0，如果创建失败，给父进程返回-1，子进程不存在

cpp 复制代码

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 
  5 int main()
  6 {
  7     pid_t id = fork();
  8     if(id < 0)
  9     {
 10         perror("fork faile");
 11         return 1;
 12     }
 13     else if(id == 0)
 14     {
 15         printf("我是子进程，我的PID:%d, 我的父进程PID：%d\n", getpid(), getppid());                                              
 16     }
 17     else
 18     {
 19         printf("我是父进程，我的PID:%d\n", getpid());
 20     }
 21     return 0;
 22 }

思考：

fork 为什么有两个返回值？
父进程和子进程得到的fork返回值为什么不同？
为什么一个变量可以使 if 和 else if 同时成立?

首先需要知道一点，进程具有独立性，进程之间互不影响。

fork 创建一个子进程之后，父进程和子进程的task_struct存在两个指针，一个是指向代码的指针，一个是指向数据的指针，它们共享代码段，且"共享数据段"，因为进程具有独立性，当一个进程想要修改数据段中的数据，为了不影响其他进程，就会发生写时拷贝，将为修改的数据再开辟一个物理空间来存储它。这样进程间就独立了。

那么，如何理解上述三个问题呢？

父进程调用fork函数，在fork函数内部就创建了子进程，所以fork函数进行返回时父进程和子进程就已经共享代码和数据了，那么fork 进行返回时，由于对父子进程返回值不同，就发生了写时拷贝，在父进程中返回值为子进程PID，在子进程中返回值为0。

进程状态

就绪状态：进程在运行队列中，并没有占用CPU的状态

如图所示，后面4个进程在运行队列中，但没有占用CPU，此时这些进程为就绪状态，在Linux下没有做细分，可以被称为运行状态

阻塞状态：进程等待某种事件的完成，例如 scanf 函数，如果你不向终端输入任何东西，则该进程不会向下执行代码，此时的状态为阻塞状态

挂起状态：内存空间严重不足时，操作系统会将就绪状态或者阻塞状态的代码和数据（唤入）磁盘上的swap分区，在执行该进程时，再将代码和数据从磁盘上的swap分区进行唤出

Linux 中的进程状态

cpp 复制代码

/*
 * 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运行状态：进程在运行中或者在运行队列里

S睡眠状态：进程在等待事件完成（例如：代码中带有scanf，进程就会从运行队列转到等待队列），这种睡眠状态被称为可中断睡眠

D磁盘休眠状态：进程在等待IO的结束，这种睡眠状态被称为不可中断睡眠

T停止状态：进程收到了信号，被暂停了

t调试跟踪暂停状态：对所写的可执行程序的代码进行调试的进程

X死亡状态：进程结束了，这个状态只是一个返回状态，在任务列表中看不到

Z僵尸状态：子进程退出，父进程不做管理，子进程就会变成僵尸进程

僵尸进程

僵尸状态是一个比较特殊的状态，当进程退出并且父进程没有等待子进程（后面会讲），从而没有读取到子进程退出状态的信息，此时子进程就会变成僵尸状态

僵尸进程的PCB会一直存在进程列表中，(但僵尸进程的其他资源（如代码，数据，虚拟地址空间，页表等）会被操作系统回收) 并且会一直等待父进程读取退出状态的信息，此时就会占有内存空间，从而发生内存泄漏

详谈内存泄漏：

学习语言的时候，我们写的程序向堆区申请的空间，没有手动释放，这不叫内存泄漏，因为当我们进程退出的时候，操作系统会进行对我们进程申请的空间进行管理并释放。

产生内存泄漏的原因有两种：

一种是僵尸进程

一种是常驻进程，长时间甚至一直占用内存空间，不断向堆区申请空间，且忘记了手动释放

孤儿进程

孤儿进程：父进程先退出，子进程后退出，此时子进程被称为孤儿进程

孤儿进程会被1号进程领养，所以子进程退出时，它的相关数据会被1号进程释放掉，不会造成内存泄漏