D状态,往往是由于 I/O 资源得不到满足,而引发等待

不可中断状态,表示进程正在跟硬件交互,为了保护进程数据和硬件的一致性,系统不 允许其他进程或中断打断这个进程。进程长时间处于不可中断状态,通常表示系统有 I/O 性能问题。

僵尸进程表示进程已经退出,但它的父进程还没有回收子进程占用的资源。短暂的僵尸 状态我们通常不必理会,但进程长时间处于僵尸状态,就应该注意了,可能有应用程序 没有正常处理子进程的退出。

在内核源码 fs/proc/array.c 里,其文字定义为“ "D (disk sleep)", / 2 / ”(由此可知 D 原是Disk的打头字母),对应着 include/linux/sched.h 里的“ #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 ”。举个例子,当 NFS 服务端关闭之时,若未事先 umount 相关目录,在 NFS 客户端执行 df 就会挂住整个登录会话,按 Ctrl+C 、Ctrl+Z 都无济于事。断开连接再登录,执行 ps axf 则看到刚才的 df 进程状态位已变成了 D ,kill -9 无法杀灭。正确的处理方式,是马上恢复 NFS 服务端,再度提供服务,刚才挂起的 df 进程发现了其苦苦等待的资源,便完成任务,自动消亡。若 NFS 服务端无法恢复服务,在 reboot 之前也应将 /etc/mtab 里的相关 NFS mount 项删除,以免 reboot 过程例行调用 netfs stop 时再次发生等待资源,导致系统重启过程挂起。

Linux进程状态:D (TASK_UNINTERRUPTIBLE),不可中断的睡眠状态。

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。
绝大多数情况下,进程处在睡眠状态时,总是应该能够响应异步信号的。否则你将惊奇的发现,kill -9竟然杀不死一个正在睡眠的进程了!于是我们也很好理解,为什么ps命令看到的进程几乎不会出现TASK_UNINTERRUPTIBLE状态,而总是TASK_INTERRUPTIBLE状态。

而TASK_UNINTERRUPTIBLE状态存在的意义就在于,内核的某些处理流程是不能被打断的。如果响应异步信号,程序的执行流程中就会被插入一段用于处理异步信号的流程(这个插入的流程可能只存在于内核态,也可能延伸到用户态),于是原有的流程就被中断了。(参见《linux内核异步中断浅析》)
在进程对某些硬件进行操作时(比如进程调用read系统调用对某个设备文件进行读操作,而read系统调用最终执行到对应设备驱动的代码,并与对应的物理设备进行交互),可能需要使用TASK_UNINTERRUPTIBLE状态对进程进行保护,以避免进程与设备交互的过程被打断,造成设备陷入不可控的状态。这种情况下的TASK_UNINTERRUPTIBLE状态总是非常短暂的,通过ps命令基本上不可能捕捉到。

当 iowait 升高时,进程很可能因为得不到硬件的响应,而长时间处于不可中断状态。从 ps 或者 top 命令的输出中,你可以发现它们都处于 D 状态,也就是不可中断状态 (Uninterruptible Sleep)。

top 和 ps 是最常用的查看进程状态的工具,我们就从 top 的输出开始。下面是一个 top 命令输出的示例,S 列(也就是 Status 列)表示进程的状态。从这个示例里,你可以看到 R、D、Z、S、I 等几个状态,它们分别是什么意思呢?

R 是 Running 或 Runnable 的缩写,表示进程在 CPU 的就绪队列中,正在运行或者正 在等待运行。

D 是 Disk Sleep 的缩写,也就是不可中断状态睡眠(Uninterruptible Sleep),一般 表示进程正在跟硬件交互,并且交互过程不允许被其他进程或中断打断。

Z 是 Zombie 的缩写,如果你玩过“植物大战僵尸”这款游戏,应该知道它的意思。它 表示僵尸进程,也就是进程实际上已经结束了,但是父进程还没有回收它的资源(比如进程的描述符、PID 等)。

S 是 Interruptible Sleep 的缩写,也就是可中断状态睡眠,表示进程因为等待某个事件 而被系统挂起。当进程等待的事件发生时,它会被唤醒并进入 R 状态。

I 是 Idle 的缩写,也就是空闲状态,用在不可中断睡眠的内核线程上。前面说了,硬件 交互导致的不可中断进程用 D 表示,但对某些内核线程来说,它们有可能实际上并没有 任何负载,用 Idle 正是为了区分这种情况。要注意,D 状态的进程会导致平均负载升 高, I 状态的进程却不会。

当然了,上面的示例并没有包括进程的所有状态。除了以上 5 个状态,进程还包括下面这 2 个状态。

第一个是 T 或者 t,也就是 Stopped 或 Traced 的缩写,表示进程处于暂停或者跟踪状态。

向一个进程发送 SIGSTOP 信号,它就会因响应这个信号变成暂停状态(Stopped);再 向它发送 SIGCONT 信号,进程又会恢复运行(如果进程是终端里直接启动的,则需要你 用 fg 命令,恢复到前台运行)。

而当你用调试器(如 gdb)调试一个进程时,在使用断点中断进程后,进程就会变成跟踪 状态,这其实也是一种特殊的暂停状态,只不过你可以用调试器来跟踪并按需要控制进程 的运行。

另一个是 X,也就是 Dead 的缩写,表示进程已经消亡,所以你不会在 top 或者 ps 命令 中看到它。

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