操作系统进程状态核心逻辑与 Linux 实现

进程状态（操作系统）

为了弄明白正在运行的进程是什么意思，我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态（在 Linux 内核里，进程有时候也叫做任务）。

进程的状态决定了系统该如何处理进程。在操作系统里，可以用#define，宏定义来定义进程的状态，在 task_struct 结构体定义整形变量来对应状态。进程状态就是 task_struct 中的一个整数。

运行&&阻塞&&挂起（概念）

CPU 运行一个进程，先找到 PCB，通过 PCB 找到进程对应的代码和数据。一个 CPU 有一个调度队列。调度队列就是进程状态为 ready 或 running 的'候选人名单'，它决定谁可以被 CPU 执行，而调度器就是挑选'下一个上场的选手'的裁判。运行队列 struct runqueue，里面有一个个 PCB 结点。所以 PCB 既在全局链表也在运行队列中。运行：进程在调度队列中，进程的状态就是 running。阻塞：等待某种设备或者资源就绪。操作系统对计算机的软硬件资源进行管理。像键盘，显示器，网卡等设备。操作系统像对这些硬件资源进行管理--先描述在组织。一个一个结构体 device 串联起来。每个 device 里面有个等待队列。

挂起：CPU，内存资源比较紧时，将进程的代码和数据放到外设磁盘交换分区中，腾出可用资源。（阻塞挂起和就绪挂起）

进程调度与设备管理

本质：结构体与队列管理

我们可以把操作系统的运行抽象为：'通过维护多个队列和结构体，实现对 CPU、内存、设备等资源的调度与控制'。

PCB：进程控制块是调度核心

struct task_struct {
    pid_t pid;
    long state; // 进程状态：running、sleeping 等
    unsigned long flags;
    struct mm_struct *mm; // 指向进程地址空间的指针
    struct task_struct *parent;
    struct list_head run_list; // 运行队列用的链表节点
    ...
};

位置：

• 所有 PCB 放在一个全局链表中，便于进程查找和管理
• 同时活跃进程还会被挂入运行队列 runqueue 中，供调度器选择运行

运行队列 runqueue

struct runqueue {
     
     
     nr_running; 
};