2.3 D磁盘休眠状态(Disk sleep)

D状态也是一种阻塞状态，在 Linux 系统层面我们称作深度睡眠，S状态称作浅度睡眠。浅度睡眠是可以被唤醒的，即可以响应外部的变化，我们可以通过 kill 指令（其他进程）将浅度睡眠的进程终止掉。下面通过一个情景剧来给大家介绍为什么要有 D 状态，以及 D 状态的作用。

有这样一个场景，一个进程需要向磁盘中写入大量数据。在正常情况下往磁盘中写入数据，进程是需要等待的，等磁盘写完后给进程一个信号，然后进程才能继续去运行。有一天进程A就在向磁盘中写入大量数据，磁盘在写入的过程中，进程A就在内存中翘着二郎腿，嗑着瓜子在等待磁盘写完了给它发信息，此时路过的操作系统发现了进程A，它对进程A说：“我这内存压力都大的不行了，你小子倒好，占着内存不干正事，还在这嗑瓜子！”。于是乎操作系统就将进程A kill 掉了。此时磁盘傻眼了，数据写到一半进程没了，因为进程没了，所以磁盘就把写入的数据删除了，最终结果就是数据没有被写入磁盘。究竟是谁导致了这场悲剧的发生呢？于是乎法官就出来，它先审问操作系统，进程是你 kill 掉的，你怎么解释？操作系统说，我命苦呀，我只是完成了我的本职工作呀，为了给用户提供流畅的运行环境，将一些进程 kill 掉是我的职责呀，这不是我的问题呀。接着法官又来问磁盘，数据是你丢失的，你该如何解释？磁盘说，我祖祖辈辈都是这样工作的呀，进程它让我写入数据，结果自己不见了，其它磁盘遇到这种情况也是将数据丢弃掉呀，你如果判我有罪，那岂不是我的父亲、母亲都有罪呀。最后法官来问进程A，进程还没等法官开口就扑通跪下说，法官大人您明察秋毫呀，我才是被 kill 掉的那个，我属于被害人呀，我怎么会有罪呢。法官听了一圈，感觉大家都没罪，最终法官宣判了，你们三个都没罪，是制度问题，回去我改改操作系统，当进程在向磁盘中写入数据的时候任何人都不能将该进程 kill 掉。于是 D 状态就诞生了。当一个进程处于 D 状态的时候，它不会响应任何请求，任何人和操作系统都不能将该进程 kill 掉。

小Tips：结束掉 D 状态的方法有两种，一是等待某个条件满足，如等待数据写完，二是直接断电。如果被用户查到 D 状态的进程，那就预示着这个操作系统离崩溃不远啦。所以 D 状态会有，但是一般出现的时间都非常短。

2.4 T停止状态(stopped)

在 Linux 内核源代码中我们可以看到连个 T 状态，一个是 T ，一个是 t，我们可以认为这两个 T 状态是一样的，对于一个进程，我们可以通过下面这条指令将它设置成停止状态。

kill -19 进程PID

可以通过下面这条指令来结束停止状态。

kill -18 进程PID//

小Tips：结束停止状态的进程会到后台运行，要终止掉这个进程只能通过 kill -9指令。T状态和S状态很像，其中S状态的进程一定是在等待某种资源，而T状态的进程可能是在等待某种资源，也可能是在被其他进程控制。我们在打断点调试一段代码的时候，该进程就会处于T状态。

三、僵尸进程

一个进程在退出时并不是立即将自己所有资源全部释放，当一个进程退出时，操作系统会把当前进程的各种信息维持一段时间，这个状态就叫做 Z 僵尸状态。维持信息是给关心它的“人”，也就是父进程来查看的。如果父进程一直没有来关心退出的子进程，那么这个子进程将长时间处于 Z 状态。

int main()    
{    
    pid_t id = fork();    
    if(id == 0)    
    {    
        int cnt = 5;    
        while(cnt)    
        {    
            printf("我是子进程,PID是：%d,PPID：%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);                    
            sleep(1);    
            cnt--;    
        }    
       _exit(0);    
    }    
    else 
    {
        while(1)
        {
            printf("我是父进程,PID是：%d,PPID：%d\n",getpid(),getppid());
            sleep(1);
        }
    }
    return 0;
}

上面这段代码在 process 进程中通过调用 fork 接口创建了一个子进程，子进程在执行完五次打印后就会被终止掉，其中的 exit 函数就是用来终止一个进程，父进程将一直运行。

子进程执行完5次打印后就处于 Z 状态并且后面跟了一个单词 defunct，该单词有死了的，不存在的意思，只不过它还再等父进程来回收它的资源。处于 Z 状态的进程的相关资源尤其是 task_struct 结构体不能被释放。只有当父进程把子进程的相关资源回收后，子进程才能变成 X死亡状态。我们将这种处于 Z 状态的进程就叫做僵尸进程，如果父进程一直不来回收，那这种进程会长时间占用内存资源，造成内存泄漏。

3.1 僵尸进程危害总结

1. 进程的退出状态必须被维持下去，因为它要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任务，我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就将一直处于 Z 状态。
2. 维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在 PCB 对象中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直都要维护。
3. 一个父进程如果创建了很多的子进程，就是不回收，会造成内存资源的浪费，因为 PCB 对象本身就要占用内存。
4. 造成内存泄漏。

四、孤儿进程

上面我们是让子进程先退出，父进程一直运行，接下来我们让父进程先退出，子进程一直运行，看看会有什么结果。

int main()    
{    
    pid_t id = fork();    
    if(id == 0)    
    {
      //子进程    
        int cnt = 500;    
        while(cnt)    
        {    
            printf("我是子进程,PID是：%d,PPID：%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);    
            sleep(1);    
            cnt--;    
        }    
       _exit(0);    
    }    
    else    
    {
      //父进程    
        int cnt = 5;
        //这里的cnt是5，意味着父进程会先执行结束    
        while(cnt--)    
        {    
            printf("我是父进程,PID是：%d,PPID：%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);
            sleep(1);                                                                        
        }    
    }    
    return 0;    
}

可以看到父进程在执行结束后就只剩下子进程，为什么父进程不会处在 Z僵尸状态呢？答案是父进程也是 bash 的子进程，父进程在执行结束后，它的父进程 bash 会将其回收掉，并且过程非常快，所以我们我们没有看到父进程处在 Z僵尸状态。其次我们发现，当父进程结束后，它的子进程的父进程会变成1号进程，即操作系统。我们将父进程是1号进程的进程叫做孤儿进程，该进程被系统领养。因为孤儿进程未来也会退出，也要被释放，所以它需要被领养。

小Tips：所有的进程只对它的“儿子”，即子进程负责，不会对它的孙子进程负责，因为代码中只有创建子进程的逻辑，并没有创建孙子进程的逻辑，所以并不是不想让爷爷进程来回收孙子进程的资源，是因为爷爷进程没有这个本事，而操作系统会直接从内核层面进行回收，所以当一个进程的父进程结束后，会把该进程交给操作系统，让操作系统来充当它的父进程。

五、结语

今天的分享到这里就结束啦！如果觉得文章还不错的话，可以三连支持一下，春人的主页还有很多有趣的文章，欢迎小伙伴们前去点评，您的支持就是春人前进的动力！