Linux进程状态
在Linux中，当需要从磁盘读取块时，进程状态会发生什么变化？ 被封锁了吗？ 如果是这样，另一个进程如何select执行？
在等待从文件描述符返回的read()或write() ，进程将被放入一种特殊的睡眠状态，称为“D”或“Disk Sleep”。 这是特殊的，因为在这种状态下，过程不能被杀死或中断。 等待从ioctl（）返回的进程也将以这种方式进入hibernate状态。
这是一个例外情况，当文件（如terminal或其他字符设备）以O_NONBLOCK模式打开时，假设设备（如调制解调器）需要时间进行初始化时通过。 但是，您在问题中指出了块设备。 此外，我从来没有尝试过一个ioctl() ，它可能阻止在非阻塞模式下打开的fd（至less不知道）。
如何select另一个进程完全取决于您正在使用的调度程序，以及其他进程可能在调度程序中如何修改其权重。
已知某些情况下的某些用户空间程序永远处于这种状态，直到重新启动。 这些通常与其他“僵尸”分组在一起，但是这个术语不是正确的，因为它们在技术上没有失效。
当一个进程需要从磁盘获取数据时，它会有效地停止在CPU上运行，让其他进程运行，因为操作可能需要很长时间才能完成 – 一个磁盘至less需要5ms的寻道时间，而5ms是1000万CPU周期，从程序的angular度来看永恒！
从程序员的angular度来看（也称为“用户空间”），这被称为阻塞系统调用 。 如果您调用write(2) （这是一个名称相同的系统调用的精简libc包装器），那么您的进程并不会完全停留在该边界上：它在内核侧继续运行系统调用代码。 大多数情况下，它一直到特定的磁盘控制器驱动程序（文件名→文件系统/ VFS→块设备→设备驱动程序），其中一个命令获取磁盘上的块提交给适当的硬件：这是一个非常快速操作大部分时间。
那么进程处于睡眠状态 （在内核空间中，阻塞被称为睡眠 – 从内核的angular度来看，什么都不会被阻塞）。 一旦硬件最终获取了正确的数据，它将会再次唤醒，然后一旦调度程序允许，该进程将被标记为可运行 ，已调度并运行。
最后在用户空间中， 阻塞系统调用返回正确的状态和数据，程序stream程继续。
可以在非阻塞模式下调用大多数I / O系统调用（请参见open(2)和fcntl(2) O_NONBLOCK ）。 在这种情况下，系统立即调用返回值，只会告诉磁盘操作的正确提交。 程序员将不得不在晚些时候明确地检查操作是否完成，是否成功，并获取结果（例如select(2) ）。 这被称为asynchronous或基于事件的编程。
这里大多数的答案都提到了D状态 （从Linux状态名称确切的名字是TASK_UNINTERRUPTIBLE ）是不正确的。 D状态是一种特殊的睡眠模式，它只在内核空间代码path中触发，当代码path不能被中断 （因为编程复杂），大部分时间希望阻塞很快。 我相信大多数“D国”实际上是看不见的，它们是非常短暂的，不能通过诸如“顶”之类的抽样工具来观察。
但是在某些情况下，你有时会遇到D状态下那些不可驱动的进程。 NFS很有名，我遇到过很多次。 我认为在一些VFS代码path之间存在语义上的冲突，这些代码path总是到达本地磁盘和快速错误检测（在SATA上，错误超时大概在100毫秒左右），实际上从networking获取数据的NFS更多恢复速度慢（300秒的TCP超时是常见的）。 请阅读本文 ，了解Linux 2.6.25中引入的TASK_KILLABLE状态的解决scheme。 在这个时代之前，你可以通过向内核线程rpciod发送一个SIGKILL来实际发送信号给NFS进程客户端，但忘记了这个丑陋的技巧。
执行I / O的进程将被置于D状态（不间断睡眠） ，释放CPU，直到有硬件中断告诉CPU返回执行程序。 请参阅man ps了解其他进程状态。
根据您的内核，有一个进程调度程序 ，它跟踪准备执行的进程的运行队列。 它和调度algorithm一起，告诉内核哪个进程分配给哪个CPU。 有内核进程和用户进程要考虑。 每个进程都分配一个时间片，这是一个允许使用的CPU时间块。 一旦该进程使用其所有时间片，则在调度algorithm中将其标记为过期并给予较低的优先级。
在2.6内核中 ，有一个O（1）时间复杂度的调度器 ，所以无论你运行多less个进程，它都会定时分配CPU。 但是更复杂的是，由于2.6引入抢占和CPU负载均衡不是一个简单的algorithm。 无论如何，这是有效的，CPU等待I / O时不会闲置。
正如其他人已经解释过的，处于“D”状态（不可中断的睡眠）的进程负责ps进程的挂起。 对我来说，RedHat 6.x已经发生了很多次，并自动挂载了NFS主目录。
要以D状态列出进程，您可以使用以下命令：
cd /proc for i in [0-9]*;do echo -n "$i :";cat $i/status |grep ^State;done|grep D
要知道进程的当前目录，可能是已安装的NFS磁盘有问题，可以使用类似于以下示例的命令（将31134replace为睡眠进程号）：
# ls -l /proc/31134/cwd lrwxrwxrwx 1 pippo users 0 Aug 2 16:25 /proc/31134/cwd -> /auto/pippo
我发现给umount命令加上-f（强制）开关，挂载到相关的nfs文件系统，能够唤醒睡眠进程：
umount -f /auto/pippo
文件系统没有被卸载，因为它很繁忙，但相关的进程确实唤醒了，我无需重新启动就可以解决问题。
假设你的进程是一个单线程，并且你正在使用阻塞I / O，你的进程将阻塞等待I / O完成。 如果没有其他可运行的进程，内核将不会运行任何内核，而内核会根据优先级，优先级，上次运行时间等select其他进程来运行。 相反，它会告诉硬件机器空闲（这将导致更低的功耗）。
等待I / O完成的进程通常在状态D中显示，例如ps和top 。
是的，任务在read（）系统调用中被阻塞。 另一个准备就绪的任务运行，或者如果没有其他任务准备就绪，空闲任务（针对该CPU）将运行。
正常的阻塞光盘读取会导致任务进入“D”状态（正如其他人注意到的那样）。 这些任务有助于平均负载，即使它们不占用CPU。
一些其他types的IO，特别是ttys和networking，并不完全相同 – 过程最终处于“S”状态，可以被中断，并且不计算负载平均值。
是的，等待IO的任务被阻塞，其他任务被执行。 select下一个任务是由Linux调度程序完成的。
一般来说，这个过程将会阻止 如果读操作位于标记为非阻塞的文件描述符上，或者如果进程使用asynchronousIO，则不会阻塞。 此外，如果进程有其他线程不被阻止，他们可以继续运行。
关于接下来运行哪个进程的决定取决于内核中的调度器 。
