# linux-进程-02-进程的生命周期
进程的整个生命周期如下:
一个进程被fork出来后，进入就绪态；当被调度到获得CPU执行时，进入执行态；如果时间片用完或被强占时，进入就绪态；资源得不到满足时，进入睡眠态(深度睡眠或浅度睡眠)，比如一个网络程序，在等对方发包，此时不能占着CPU，进入睡眠态，当包发过来时，进程被唤醒，进入就绪态；如果被暂停，进入停止态；执行完成后，资源释放，此时父进程wait4还未收到它的信号，进入僵死态。
即整个周期可能会涉及的状态有：就绪态，执行态，僵死态，停止态，睡眠态。
# 就绪态和执行态
就绪态：进程准备就绪，等待被CPU执行时的状态。即进程已经具备运行条件，但是CPU还没有分配过来，需等待被CPU调度到，进入执行态。
执行态：占用CPU，在CPU上执行。
# 僵死态
僵死态：进程结束时，其他资源都释放，只留下了task_struct，等待父进程wait4函数处理时的状态。
一个进程如果进入僵死态时，它占用的系统资源都已释放了，只是保留了task_struct等待父进程处理。
如果一个进程一直是僵死态，通过kill是无法杀掉的，除非将它的父进程杀掉，它才会消失。
系统中有僵尸态的进程对系统资源来说没影响，可能是你写的程序有问题，未正常退出，使得父进程无法处理。
实验下：
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
pid_t pid,wait_pid;
int status;
pid = fork();
if (pid==-1) {
perror("Cannot create new process");
exit(1);
} else if (pid==0) {
printf("child process id: %ld\n", (long) getpid());
pause();
_exit(0);
} else {
#if 1 /* define 1 to make child process always a zomie */
printf("ppid:%d\n", getpid());
while(1);
#endif
do {
wait_pid=waitpid(pid, &status, WUNTRACED | WCONTINUED);
if (wait_pid == -1) {
perror("cannot using waitpid function");
exit(1);
}
if (WIFEXITED(status))
printf("child process exites, status=%d\n", WEXITSTATUS(status));
if(WIFSIGNALED(status))
printf("child process is killed by signal %d\n", WTERMSIG(status));
if (WIFSTOPPED(status))
printf("child process is stopped by signal %d\n", WSTOPSIG(status));
if (WIFCONTINUED(status))
printf("child process resume running....\n");
} while (!WIFEXITED(status) && !WIFSIGNALED(status));
exit(0);
}
}
这段代码的关键是waitpid函数，当子进程结束时，会返回一个状态status，父进程可对该状态进行处理。
gcc编译下，运行a.out，会看到系统有两个a.out:
root 27934 94.0 0.0 4212 344 pts/1 R+ 14:50 0:05 ./a.out
root 27935 0.0 0.0 4212 84 pts/1 S+ 14:50 0:00 ./a.out
此时将子进程杀掉，会看到子进程变成了僵尸进程：
[root@localhost process]# kill 27935
[root@localhost process]# ps aux | grep a.out
root 27934 98.7 0.0 4212 344 pts/1 R+ 14:50 0:13 ./a.out
root 27935 0.0 0.0 0 0 pts/1 Z+ 14:50 0:00 [a.out] <defunct>
无论你怎么去杀27935，它始终都存在
[root@localhost process]# kill -9 27935
[root@localhost process]# kill -9 27935
[root@localhost process]# kill -9 27935
[root@localhost process]# kill -9 27935
[root@localhost process]# ps aux | grep a.out
root 27934 98.7 0.0 4212 344 pts/1 R+ 14:50 0:13 ./a.out
root 27935 0.0 0.0 0 0 pts/1 Z+ 14:50 0:00 [a.out] <defunct>
此时将父进程结束，它们就一起消失了
[root@localhost process]# ps aux | grep a.out
root 28335 0.0 0.1 112704 996 pts/0 S+ 14:58 0:00 grep --color=auto a.out
# 停止态
停止态：人为地暂停进程时的状态。
在linux中，按ctrl+z，当前终端下运行的进程就会进入停止态。
按fg或bg恢复该进程的运行。
fg与bg的区别是：fg是前台运行，bg是后台运行。
有个工具叫cpulimit，它限制进程的原理就是不断地停止进程，恢复进程，最终达到限制进程资源的效果。
编译运行如下代码
main()
{
while(1);
}
通过top可以看到该进程占用了近100%的CPU：
top - 15:05:25 up 4:38, 2 users, load average: 0.22, 0.06, 0.06
Tasks: 118 total, 3 running, 115 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 41.9 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 58.1 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 499256 total, 52248 free, 68688 used, 378320 buff/cache
KiB Swap: 1572860 total, 1504420 free, 68440 used. 393644 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
28717 root 20 0 4208 348 272 R 100.0 0.1 0:13.89 a.out
此时用cpulimit将它限制到20%
[root@localhost opt]# cpulimit -l 20 -p 28717
Process 28717 found
再通过top命令看时，它已经被限制到20%了：
top - 15:09:56 up 4:42, 3 users, load average: 0.56, 0.50, 0.25
Tasks: 124 total, 1 running, 122 sleeping, 1 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 8.6 us, 0.2 sy, 0.0 ni, 91.2 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 499256 total, 40720 free, 77464 used, 381072 buff/cache
KiB Swap: 1572860 total, 1504676 free, 68184 used. 384452 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
28717 root 20 0 4208 348 272 T 19.3 0.1 4:00.92 a.out
# 睡眠态
睡眠态分浅度睡眠和深度睡眠，区别在于：
浅度睡眠：可以被资源和信号唤醒
深度睡眠：只能被资源唤醒，比如你挂载一个NFS，当NFS服务器挂了时，你对这个挂载做不了任何操作，比如用kill命令发送任何信号都无效，处理的方法是：1.等待NFS服务器恢复；2.重启你的服务器。
睡眠态涉及到中断等内容，后面还会继续总结，这里先介绍下概念。
# 小结
这次总结了进程生命周期的各个状态：就绪态，运行态，停止态，僵尸态，睡眠态，以及它们之间的转换关系。
下次我们来看看进程的管理方式。