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一、常見的進程狀態(tài)與理解

在操作系統(tǒng)內(nèi)部，有專門用來管理進程的結(jié)構(gòu)體，叫做struct task_struct，也稱作進程控制塊（PCB），主要包含描述進程的相關(guān)信息，如進程用戶、進程狀態(tài)、進程優(yōu)先級、文件描述符（記錄當前進程打開的文件）、主要進程標識的進程號和父進程號：

進程號（PID: Process Identity Number）：唯一的標識一個進程，用于區(qū)分系統(tǒng)中的各個進程并方便操作系統(tǒng)進行管理；

父進程號：（PPID:Parent Process ID）：用于描述一個進程的直接父進程的標識符，每個進程在創(chuàng)建時都會由一個已有的進程（即父進程）生成，這樣就形成了進程的層級結(jié)構(gòu)。通過PPID，可以追蹤進程的來源，并了解進程之間的關(guān)系。

在PCB中記錄的進程狀態(tài)，不過是一些整數(shù)，這個整數(shù)是多少就代表進程此時處于什么狀態(tài)。在CPU執(zhí)行進程時，通過找到進程的PCB，從而找到進程的代碼和數(shù)據(jù)，進而去執(zhí)行這個進程。下面列舉了一些進程狀態(tài)：

注意：沒有+時，默認是后臺進程

進程調(diào)度（進程狀態(tài)切換）

進程創(chuàng)建后，進程進入就緒態(tài)，當CPU調(diào)度到此進程時進入運行態(tài)，當時間片用完時，此進程會進入就緒態(tài)，如果此進程正在執(zhí)行一些IO操作(阻塞操作)會進入阻塞態(tài)，完成IO操作（阻塞結(jié)束）后又可進入就緒態(tài)，等待CPU的調(diào)度，當進程運行結(jié)束即進入結(jié)束態(tài)。

一、睡眠機制與喚醒機制

睡眠機制：

1）主動睡眠（Blocking Sleep）: 進程自愿進入睡眠狀態(tài)，通常是通過系統(tǒng)調(diào)用如sleep()、wait()等。

2）被動睡眠（Interruptible Sleep）: 進程在等待某個條件滿足（如I/O操作），可以被信號喚醒。

Linux通過內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用來控制進程的睡眠。常用的系統(tǒng)調(diào)用有：

sleep(): 使進程暫停指定的秒數(shù)。

usleep(): 使進程暫停指定的微秒數(shù)。

nanosleep(): 使進程暫停指定的納秒數(shù)。

Tips：睡眠機制幫助節(jié)省CPU資源，尤其是在I/O密集型任務(wù)中；在可中斷睡眠狀態(tài)下，進程在收到信號時會被喚醒并處理信號。

喚醒機制

1）信號（Signal）: 進程可以通過接受特定信號被喚醒。

2）條件變量（Condition Variable）: 多線程編程中用于同步多個線程的工具，可以讓一個線程在某些條件下睡眠并等待被喚醒。

Tips：喚醒機制可以通過信號、I/O事件和線程同步原語（如條件變量）來有效管理進程和線程的狀態(tài)，更好地利用系統(tǒng)資源，提高程序的響應(yīng)性與性能。

一、用法實例

1.進程睡眠示例：

使用 sleep() 函數(shù)讓進程暫停執(zhí)行一段時間

使用 usleep() 函數(shù)，使進程睡眠0.5秒，精確度更高

使用 nanosleep()，使進程睡眠1.5秒，可以精細控制時間

2.進程喚醒實例：

使用信號喚醒進程，進程直到接收到 SIGUSR1 信號被喚醒。

使用 select() 函數(shù)等待I/O，如果在5秒內(nèi)沒有輸入，select() 會返回，以便進程被喚醒。若有輸入，則進程也會被喚醒。

使用條件變量喚醒線程，子線程在條件變量上等待，直到主線程調(diào)用 pthread_cond_signal() 喚醒它。主線程在等待2秒后，設(shè)置條件并喚醒子線程。（已經(jīng)描述到這里，線程一并提及一下）