Linux进程状态

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-07-12 10:07 230阅读 0赞

今天一个同事问的一个问题， 跟进程状态D有关系， 需要重启机器才能杀死这个D状态进程， 发现也是跟写的磁盘是NFS挂载的有关系， 在网上搜了下相关的文章， 转载一下：）

运行在KVM虚拟机里的一些进程突然出了问题，这些出了问题的进程无法用kill杀掉，使用ps可以看到这些进程处于D状态：  
\[build@kbuild-john ~\]$ ps -a -ubuild -o pid,ppid,stat,command  
PID PPID STAT COMMAND  
17009 1 Ds -bash  
17065 1 D ls --color=tty -al  
17577 1 D /usr/java/jdk1.5.0\_17/bin/java -Xmx512m -classpath /usr/local/a  
17629 1 D /usr/java/jdk1.5.0\_17/bin/java -Xmx512m -classpath /usr/local/a  
ps 的手册里说D状态是uninterruptible sleep，Linux进程有两种睡眠状态，一种interruptible sleep，处在这种睡眠状态的进程是可以通过给它发信号来唤醒的，比如发HUP信号给nginx的master进程可以让nginx重新加载配置文件而不需要重新启动nginx进程；另外一种睡眠状态是uninterruptible sleep，处在这种状态的进程不接受外来的任何信号，这也是为什么之前我无法用kill杀掉这些处于D状态的进程，无论是”kill”, “kill -9″还是”kill -15″，因为它们压根儿就不受这些信号的支配。  
进程为什么会被置于uninterruptible sleep状态呢？处于uninterruptible sleep状态的进程通常是在等待IO，比如磁盘IO，网络IO，其他外设IO，如果进程正在等待的IO在较长的时间内都没有响应，那么就很会不幸地被 ps看到了，同时也就意味着很有可能有IO出了问题，可能是外设本身出了故障，也可能是比如挂载的远程文件系统已经不可访问了，我这里遇到的问题就是由 down掉的NFS服务器引起的。  
正是因为得不到IO的相应，进程才进入了uninterruptible sleep状态，所以要想使进程从uninterruptible sleep状态恢复，就得使进程等待的IO恢复，比如如果是因为从远程挂载的NFS卷不可访问导致进程进入uninterruptible sleep状态的，那么可以通过恢复该NFS卷的连接来使进程的IO请求得到满足，除此之外，要想干掉处在D状态进程就只能重启整个Linux系统了。  
看到有人说如果要想杀掉D状态的进程，通常可以去杀掉它的父进程（通常是shell，我理解的这种情况是在shell下直接运行的该进程，之后该进程转入了D状态），于是我就照做了，之后就出现了上面的状态：他们的父进程被杀掉了，但是他们的父进程PID都变成了1，也就是init进程，这下可如何是好？此时我这些D状态的进程已经影响到其他一些进程的运行，而已经无法访问的NFS卷又在段时间内无法恢复，那么，只好重新启动了，root不是玉皇大帝，也有无奈的时候。  
跟czhang说起这个事，觉得Linux如果有这么一个专用的垃圾回收进程就好了：系统自动或者用户手动把僵尸进程，和比如之前我遇到的D状态进程的PPID设为这个垃圾回收进程，那么通过干掉这个垃圾回收进程来清理这些僵尸们，这样该有多美好…

文章出处：飞诺网([www.firnow.com):http://dev.firnow.com/course/6\_system/linux/Linuxjs/20091104/181289.html][www.firnow.com_http_dev.firnow.com_course_6_system_linux_Linuxjs_20091104_181289.html]

长期生活在 Linux 环境里，渐渐地就有一种环保意识油然而生。比如，我们会在登录提示里写上“悟空，我跟你说过叫你不要乱扔东西，乱扔东西是不对的。哎呀我话没说完你怎么把棍子扔掉了？月光宝盒是宝物，乱扔它会污染环境，要是砸到小朋友怎么办？就算砸不到小朋友，砸到了花花草草也不好嘛...”；在用户缺省目录里放一个题为 “自觉保护环境 请勿堆放垃圾”的空文件，并用 chattr +i 设为不可修改；看到垃圾文件就立即扫入 /tmp 目录，然后发广播通知垃圾制造者自己去 /tmp 认领，且警告其下不为例...我们深知，系统环境的整洁有利于系统管理员保持良好的心情、清晰的思路和稳定的工作状态。  
有一类垃圾却并非这么容易打扫，那就是我们常见的状态为 D (Uninterruptible sleep) ，以及状态为 Z (Zombie) 的垃圾进程。这些垃圾进程要么是求而不得，像怨妇一般等待资源(D)，要么是僵而不死，像冤魂一样等待超度(Z)，它们在 CPU run\_queue 里滞留不去，把 Load Average 弄的老高老高，没看过我前一篇blog的国际友人还以为这儿民怨沸腾又出了什么大事呢。怎么办？开枪！kill -9！看你们走是不走。但这两种垃圾进程偏偏是刀枪不入的，不管换哪种枪法都杀不掉它们。无奈，只好reboot，像剿灭禽流感那样不分青红皂白地一律扑杀！  
悟空，我们所运维的可是24\*7全天候对外部客户服务的系统，怎么能动不动就 reboot ？我们的考核指标可是4个9(99.99%，全年计划外当机时间不得超过52分钟34秒)，又不是4个8，你稍微遇到点事就reboot，还要不要可用性了？再说，现在社会都开始奔和谐去了，我们对于 D 和 Z 这两种垃圾进程，也该尽可能采取慈悲手段，能解决其困难的，就创造条件，解决其实际困难，能消除其冤结的，就诵经烧纸，消除其前世冤结，具体问题应具体分析具体解决，滥杀无辜只会导致冤冤相报因果循环...$^\#$%\#%^@\#  
贫僧还是回来说正题。怨妇 D，往往是由于 I/O 资源得不到满足，而引发等待，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。  
冤魂 Z 之所以杀不死，是因为它已经死了，否则怎么叫 Zombie（僵尸）呢？冤魂不散，自然是生前有结未解之故。在UNIX/Linux中，每个进程都有一个父进程，进程号叫PID（Process ID），相应地，父进程号就叫PPID（Parent PID）。当进程死亡时，它会自动关闭已打开的文件，舍弃已占用的内存、交换空间等等系统资源，然后向其父进程返回一个退出状态值，报告死讯。如果程序有 bug，就会在这最后一步出问题。儿子说我死了，老子却没听见，没有及时收棺入殓，儿子便成了僵尸。在UNIX/Linux中消灭僵尸的手段比较残忍，执行 ps axjf 找出僵尸进程的父进程号（PPID，第一列），先杀其父，然后再由进程天子 init（其PID为1，PPID为0）来一起收拾父子僵尸，超度亡魂，往生极乐。注意，子进程变成僵尸只是碍眼而已，并不碍事，如果僵尸的父进程当前有要务在身，则千万不可贸然杀之。

关于ZOMBIE进程：  
这些进程已经死亡，但没有释放系统资源，包括内存和一些一些系统表等，如果这样的进程很多，会引发系统问题。用ps -el看出的进程状态如果是Z，就是僵尸进程。  
ps -ef|grep defunc可以找出僵尸进程.  
有些ZOMBIE进程时用kill -9也不能杀死，而且消耗了很多系统资源不能释放，如果系统在shutdown时发出信息:some process wouldn’t die. 这就意味这有些进程不能被reboot发出的kill –9杀掉，这些很可能就是僵尸进程。

可以用ps 的 – l 选项,得到更详细的进程信息.

F(Flag)：一系列数字的和，表示进程的当前状态。这些数字的含义为：  
00：若单独显示，表示此进程已被终止。  
01：进程是核心进程的一部分，常驻于系统主存。如：　　　 sched、 vhand 、bdflush 等。  
02：Parent is tracing process.  
04 ：Tracing parent's signal has stopped the process; the parent　is waiting ( ptrace(S)).  
10：进程在优先级低于或等于25时，进入休眠状态，而且不能用信号唤醒，例如在等待一个inode被创建时　　　  
20：进程被装入主存（primary memory）  
40：进程被锁在主存，在事务完成前不能被置换　　　e

S(state of? the process )  
O：进程正在处理器运行　 ms这个状态从来木见过， 倒是R常见  
S：休眠状态（sleeping）  
R：等待运行（runable）　　　 R Running or runnable (on run queue) 进程处于运行或就绪状态  
I：空闲状态（idle）  
Z：僵尸状态（zombie）　　　  
T：跟踪状态（Traced）  
B：进程正在等待更多的内存页  
D:不可中断的深度睡眠，一般由IO引起，同步IO在做读或写操作时，cpu不能做其它事情，只能等待，这时进程处于这种状态，如果程序采用异步IO，这种状态应该就很少见到了

C(cpu usage)：cpu利用率的估算值

清除ZOMBIE（僵尸）进程可以使用如下方法：  
1> kill –18 PPID （PPID是其父进程）  
这个信号是告诉父进程，该子进程已经死亡了，请收回分配给他的资源。  
2>如果不行则看能否终止其父进程（如果其父进程不需要的话）。先看其父进程又无其他子进程，如果有，可能需要先kill其他子进程，也就是兄弟进程。方法是：  
kill –15 PID1 PID2(PID1,PID2是僵尸进程的父进程的其它子进程)。  
然后再kill父进程：kill –15 PPID 这样僵尸进程就可能被完全杀掉了。

如何杀掉D状态的进程？  
基本想法就是修改内核，遍历进程列表，找到处于D状态的进程，将其状态转换为别的状态就可以kill掉了。  
这是一种比较粗鲁的方法，可能会引起一些不良后果，暂时没有考虑。对于确切知道已经没有什么用处，不用做清理工作的，处于D状态怎么也杀不死的进程来说，确是很有效。

内核模块代码：  
\----------------killd.c----------------  
\#include <linux/init.h>  
\#include <linux/module.h>  
\#include <linux/sched.h> //for\_each\_process

MODULE\_LICENSE("BSD");

static int pid = -1;

static int killd\_init(void)  
\{  
struct task\_struct \* p;  
printk(KERN\_ALERT "killd: force D status process to death/n");  
printk(KERN\_ALERT "killd: pid=%d/n", pid);

//read\_lock(&tasklist\_lock);  
for\_each\_process(p)\{  
if(p->pid == pid)\{  
printk("killd: found/n");  
set\_task\_state(p, TASK\_STOPPED);  
printk(KERN\_ALERT "killd: aha, dead already/n");  
return 0;  
\}  
\}  
printk("not found");  
//read\_unlock(&tasklist\_lock);  
return 0;  
\}

static void killd\_exit(void)  
\{  
printk(KERN\_ALERT "killd: bye/n");  
\}

module\_init(killd\_init);  
module\_exit(killd\_exit);

\-----Makefile------------  
obj-m := killd.o

编译模块  
make -C yourkerneltree M=\`pwd\` modules

插入模块的时候提供D状态的进程号，就可以将其转换为stopped状态，使用普通kill就可以杀死。  
./insmod ./killd.ko pid=1234

文章出处：飞诺网([www.firnow.com):http://dev.firnow.com/course/6\_system/linux/Linuxjs/20091104/181289\_2.html][www.firnow.com_http_dev.firnow.com_course_6_system_linux_Linuxjs_20091104_181289_2.html]

[www.firnow.com_http_dev.firnow.com_course_6_system_linux_Linuxjs_20091104_181289.html]: http://www.firnow.com%29:http://dev.firnow.com/course/6_system/linux/Linuxjs/20091104/181289.html
[www.firnow.com_http_dev.firnow.com_course_6_system_linux_Linuxjs_20091104_181289_2.html]: http://www.firnow.com%29:http://dev.firnow.com/course/6_system/linux/Linuxjs/20091104/181289_2.html