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一、前后台进程：
1、前台进程：
定义：直接与当前终端（Shell）交互的进程，用户输入的命令默认以前台进程运行
理解：
- 占用终端控制权，用户必须等待其执行完毕或手动暂停，才能在终端中执行其他命令
- 终端的输入 / 输出（STDIN/STDOUT/STDERR）直接与进程关联
- 前台进程只能有一个
当我们在xshell上远程登录主机的时候，就会有一个bash这样的进程，这个进程就是前台进程，前台进程是能够接收键盘的消息的，也就是当bash为前台进程的时候才能够解释指令，只有前台进程才能够被ctrl+c杀死（bash不能够被ctrl+c的原因是在实现的时候进行检查了，发现是ctrl+c就不执行指令）
当我们正常启动一个进程的时候，就是启动的前台进程，这个时候由于只能有一个前台进程，所以bash进程就变成后台进程了，此时也就对应着我们的现象 --- 当我们启动前台进程的时候，不能够让bash进程解释我们的指令了，这个时候就能够使用ctrl+c向前台进程发信号，终止前台进程了，此时bash就会顶上来，重新成为前台进程
2、后台进程：
定义：在终端后台运行的进程，不占用终端控制权，用户可继续在终端中操作
理解：
- 不与终端交互，终端关闭可能影响其运行（除非特殊处理，如守护进程）
- 通常用于执行耗时任务（如文件拷贝、编译程序）或服务程序（如 Web 服务器）
- 后台进程可以有多个
当bash成为后台进程的时候，通过键盘输入指令就是输入给前台进程的，这也就是当正在执行一个进程的时候，bash为什么不能够解释指令的原因
3、session：
因为前后台进程都能够向显示器中打印消息，所以显示器并不是区分前后台的指标
那么谁才是呢？
谁拥有键盘文件就是前台进程，也就是后台进程不能够执行标准输入，电脑只有一个键盘，所以前台进程也就只有一个
哪一个进程是前台进程本质是谁拥有键盘文件
如果把某个前台进程暂停了，bash就需要从后台进程转移到前台进程，不然当前会话就无法读取键盘数据了，所以在命令行中，前台进程必须都要存在，并且只有一个
我们可以启动多个会话，那么OS就需要将session管理起来，怎么管理 --- 先描述在组织，所以每一个session都需要有它自己的结构体来存储其状态和属性
二、前后台进程管理命令：
1、启动后台进程：
启动后台进程就是在启动前台进程的基础上，在后面加上 &即可
像上述那样，出现**[1] 3914129**那样就是证明该进程后台启动成功
并且此时能够执行命令行指令，因为此时前台进程还是bash，能够提供指令解释
2、前台与后台进程切换
后台进程变为前台进程
命令：fg [job_id]
其中的job_id就是在启动后台进程时，显示的[ ]里面的数字
示例：
像上述那样使用fg指令就能够将后台进程变为前台进程，此时就能够使用ctrl+c终止进程了
将前台进程暂停并变成后台进程
命令：ctrl+z
将前台进程暂停并变成后台进程，此时又必须有一个前台进程，那么bash就顶上来了
将后台暂停进程恢复为后台运行
命令：bg [job_id]
3、查看后台进程
当我们启动多个后台进程并且暂停多个的时候，能够知道有几个后台进程的
命令：jobs
-
1\]：作业编号（Job ID）
- +默认作业（下次fg，bg操作的目标）
- -次默认作业
如上，当我们启动三个后台进程后，bash依然是前台进程，能用指令jobs查看当前后台进程有几个
当我们启动前台进程后，将其暂停后成为后台进程，此时用jobs仍然能够看到，用bg是能够启动的
4、终止后台进程
方法 1：通过作业编号终止
- 命令：kill %job_id
- 示例：kill %1（终止作业 1）
方法 2：通过进程 ID（PID）终止
- 命令：kill pid
- 示例：kill 1234（终止 PID 为 1234 的进程）
三、守护进程：
1、前置知识：
首先了解上述：以下四个是重要的：
- PPID：父进程的 PID（进程 ID）
- PID：进程的唯一标识符（系统内唯一）
- PGID：进程所属的进程组ID（默认等于进程的 PID，若进程创建新进程组则可能变化）
- SID：进程所属的会话 ID（也就是session id）
拓展：
TTY：进程关联的终端设备
TPGID：前台进程组的ID
STAT：进程的状态码
UID：进程所属用户的ID
TIME：进程累计占用的CPU时间
COMMAND：启动进程的命令行
接下来谈谈PGID：
这是进程组的ID
如上，首先启动process.exe后台启动，然后启动sleep，这样的指令启动三个
注意看他们的PID和PGID，我们发现只有一个进程的进程组的组长就是自己
sleep那样三个进程为一个组，组长就是第一个进程
并且可以看到SID都是一样的，证明这些进程是在一个终端被启动的
接下来看看会话session：
bash
ps ajx | head -1 && ps ajx | grep -E '\-bash$'当前会话也是一个进程，可以看到一个会话对应着一个-bash进程，前面的-表示远端登录
接下来增加会话：
依次增加session，就能够增加bash进程的个数，有这么多的session会话需要被OS管理起来 --- 先描述在组织，需要创建session结构体，然后里面的sessionid就是表示哪一个session
倘若当前会话退出了，会话里面创建的进程也会退出的：
如上左边终端里面有着如下的4个进程
然后我们把左边终端关掉，继续查看就看不到启动的4个进程了
2、什么是守护进程：
像上述那样，红色框框的进程从上面的会话自成一个新会话，从包含关系变成并且关系，这样无论之前的会话怎么样，和新成的会话无关，这样就成为了守护进程
而守护进程在后台独立运行，不受终端关闭的影响，也不向终端输出交互信息
| 特性 | 普通进程 | 守护进程 |
|---|---|---|
| 终端关联 | 依赖终端，终端关闭可能终止 | 无终端关联，独立运行 |
| 交互性 | 可接收用户输入 / 输出信息 | 不与用户直接交互 |
| 生命周期 | 任务完成或主动退出即终止 | 随系统启动，长期运行 |
| 启动方式 | 由用户主动启动（如命令行） | 系统自动启动（如systemd） |
3、编写守护进程：
需要用到如下接口：
当调用后的返回值就是新会话的ID，也就是SID
调用这个函数的进程不能够是进程组的组长，但是如果只有一个进程，这个进程自成进程组，那么这个进程也就是自己进程组的组长，也就是说，自成进程组的进程是不能够直接调用上述接口成为新会话的，那么就需要在代码中fork创建子进程，让自己直接终止，让子进程去调用setsid，进而让子进程成为新会话，成为守护进程
所以守护进程的本质是孤儿进程
那么我们自己写守护进程的思路：
1、忽略其他信号：让守护进程不受终端信号干扰，保持稳定运行，因为守护进程脱离终端后，不需要响应终端相关信号，否则可能导致进程意外终止
2、将自己变为独立会话：脱离原终端控制，成为新会话的组长，因为会话是进程组的集合，一个会话通常与一个终端关联，通过setsid系统调用创建新会话后，守护进程成为会话组长，不再受原终端的控制（如终端关闭不会影响进程），这样调用这个Daemon后就能够让父进程直接变为子进程
3、更改当前进程的工作目录，避免依赖启动时的工作目录，确保进程稳定运行，因为守护进程启动时的工作目录可能是用户目录或临时目录，若该目录被卸载或删除，会导致进程无法访问资源，通常将工作目录设置为根目录（/）或特定系统目录，确保目录始终存在
4、将标准输出， 标准错误进行重定向到dev/null，垃圾文件，为了切断与终端的输入输出联系，避免无意义的输出或错误，因为守护进程没有终端，若保留标准输入输出，任何读写操作都会导致错误，至于dev/null，这是Linux中的"垃圾桶"，写入其中的内容会被丢弃，读取会立即返回 EOF，确保进程不会因 I/O 操作受阻
cpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
using namespace std;
const string nullfile = "dev/null";
void Daemon(const string& cwd = "")
{
//忽略其他信号
signal(SIGCLD, SIG_IGN);
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
signal(SIGSTOP, SIG_IGN);
//将自己变成独立的会话
if (fork() > 0) exit(0);
setsid();
//更改当前调用进程的工作目录
if (!cwd.empty())
{
chdir(cwd.c_str());
}
//将标准输出， 标准错误进行重定向到dev/null, 垃圾文件
int fd = open(nullfile.c_str(), O_RDWR);
if (fd > 0)
{
dup2(fd, 0);
dup2(fd, 1);
dup2(fd, 2);
close(fd);
}
}最后除了自己写的守护进程，系统也自带守护进程
参数解析：
nochdir（控制是否改变工作目录）：
- 0：将工作目录切换为根目录（/），避免原工作目录被卸载 / 删除导致进程异常。
- 1：保持当前工作目录不变（需确保目录长期可用，否则有风险）。
noclose（控制是否重定向标准 I/O）：
- 0：将 stdin、stdout、stderr 重定向到 /dev/null（切断与终端的 I/O 关联，避免阻塞）。
- 1：保持原文件描述符不变（需自行处理 I/O，否则可能因终端关闭导致错误）。
返回值
- 成功：返回 0（进程已成为守护进程）。
- 失败：返回 -1，并设置 errno（如 setsid 失败、chdir 失败等）。