进程状态

执行ps aux命令可以看到进程有以下这些状态：

Ss、S、I<、I、SN、Ssl、S<、S<s、Rsl、Ssl+、SNsl、S<l、R+等

他们的含义可以通过man ps找到：

PROCESS STATE CODESHere 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 by job control signalt    stopped by debugger during the tracingW    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 parentFor 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 leaderl    is multi-threaded (using CLONE_THREAD, like NPTL pthreads do)+    is in the foreground process group

主要关注以下几个状态：

R (TASK_RUNNING)

只有在该状态的进程才可能在CPU上运行。而同一时刻可能有多个进程处于可执行状态，这些进程的task_struct结构(进程控制块)被放入对应 CPU的可执行队列中(一个进程最多只能出现在一个CPU的可执行队列中)。进程调度器的任务就是从各个CPU的可执行队列中分别选择一个进程在该CPU 上运行。（这个状态并不代表正在执行。）

S (TASK_INTERRUPTIBLE)

处于这个状态的进程因为等待某某事件的发生(比如等待socket连接、等待信号量)，而被挂起。这些进程的task_struct结构被放入对应事件的等待队列中。当这些事件发生时(由外部中断触发、或由其他进程触发)，对应的等待队列中的一个或多个进程将被唤醒。

D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)

与TASK_INTERRUPTIBLE状态类似，进程处于睡眠状态，但是此刻进程是不可中断的。不可中断，指的并不是CPU不响应外部硬件的中断，而是指进程不响应异步信号。

Z（EXIT_ZOMBIE）

僵尸状态，此时进程相关资源已经被释放，但还保留着task_struct结构体。当父进程执行wait4调用获取其相关信息时，进程将变为DEAD状态人间蒸发。由于这个过程很短暂，所以很难捕捉到。

如上图所示，内核中大部分进程生命周期就在这些状态中转换。通过fork或者clone系统调用，产生新的进程。处于运行状态的进程由于需要等待资源，进入睡眠态，根据能不能被信号唤醒分为TASK_INTERRUPTIBLE、TASK_UNINTERRUPTIBLE两种，资源来临时进程会被wake_up变成TASK_RUNNING，进入rq队列等待调度器调度。进程执行任务完毕后主动退出或被信号杀死时，进入僵尸态等待父进程回收。

其他进程状态

除了上面介绍的那些进程状态外，task_struct的state还可以取其他的值。

/* Used in tsk->state: */
#define TASK_RUNNING                    0x0000
#define TASK_INTERRUPTIBLE              0x0001
#define TASK_UNINTERRUPTIBLE            0x0002
#define __TASK_STOPPED                  0x0004
#define __TASK_TRACED                   0x0008
/* Used in tsk->exit_state: */
#define EXIT_DEAD                       0x0010
#define EXIT_ZOMBIE                     0x0020
#define EXIT_TRACE                      (EXIT_ZOMBIE | EXIT_DEAD)
/* Used in tsk->state again: */
#define TASK_PARKED                     0x0040
#define TASK_DEAD                       0x0080
#define TASK_WAKEKILL                   0x0100
#define TASK_WAKING                     0x0200
#define TASK_NOLOAD                     0x0400
#define TASK_NEW                        0x0800
#define TASK_STATE_MAX                  0x1000/* Convenience macros for the sake of set_current_state: */
#define TASK_KILLABLE                   (TASK_WAKEKILL | TASK_UNINTERRUPTIBLE)
#define TASK_STOPPED                    (TASK_WAKEKILL | __TASK_STOPPED)
#define TASK_TRACED                     (TASK_WAKEKILL | __TASK_TRACED)

TASK_WAKEKILL：收到致命信号时，唤醒进程。调用vfork时，父进程就会处与
TASK_KILLABLE状态(TASK_WAKEKILL | TASK_UNINTERRUPTIBLE)。

TASK_PARKED、TASK_WAKEKILL、TASK_NOLOAD、TASK_NEW都是内核为了实现一些特殊功能，而存在的特殊state，这里挖一个小坑不展开。

组织方式

除了这种树以外，内核还采用链表、hash table和radix tree来组织进程PCB。基树是一种节省空间的数据结构，利用它可以从pid找到task_struct的地址。

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