Linux系统编程守护进程(36)

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前言

嘿,又回来更新喽!


一、进程组

每个进程除了有进程 ID(PID)之外,还属于一个 进程组 。进程组是一个或多个进程的集合,一个进程组可以包含多个进程,每个进程组也有一个唯一的进程组 ID(PGID),类似于进程 ID

每个进程组都有一个组长进程。组长进程的 ID 等于其进程 ID,进程组组长可以创建一个进程组或者创建该组中的进程

进程组的生命周期:从进程组创建开始到其中最后一个进程离开为止,只要进程组中有一个进程存在,则该进程组就存在,这与组长进程是否终止无关

二、会话

什么是会话

会话可以看作是一个或多个进程组的集合,一个会话可以包含多个进程组,每个会话也有一个会话 ID(SID)

你注意看上图,可以看到三个sleep进程的PGID是一样的,那自然而然 SID 肯定也是一样的

创建一个会话,一般会形成一个终端文件,然后关联一个 bash 进程,bash 进程单独一个进程组,会话 ID 一般是会话中第一个进程 的 ID,一般是 bash 进程 ID

同一个会话中,可以同时存在多个进程组,但是,任何时刻只允许一个前台进程(组)运行,可以允许多个进程(组)后台运行


如何创建会话

可以调用 setsid 函数,前提是调用进程不能是一个进程组的组长

cpp 复制代码
#include <unistd.h>

pid_t setsid(void);
  • 返回值:创建成功返回SID, 失败返回-1

该接⼝调⽤之后会发⽣:

  • 调⽤进程会变成新会话的会话⾸进程。此时,新会话中只有唯⼀的⼀个进程
  • 调⽤进程会变成进程组组⻓。新进程组 ID 就是当前调⽤进程 ID
  • 该进程没有控制终端。如果在调⽤ setsid 之前该进程存在控制终端,则调⽤之后会切断联系
  • 需要注意的是:这个接⼝如果调⽤进程原来是进程组组⻓,则会报错,为了避免这种情况,我们通常的使用方法是先调⽤ fork 创建子进程,父进程终⽌,子进程继续执行,因为⼦进程会继承⽗进程的进程组 ID ,⽽进程 ID 则是新分配的,就不会出现错误的情况。

会话ID

会话首进程的进程 ID 就是会话 ID,会话首进程一般是 bash 进程,bash 进程组中就一个 bash 进程

三、作业控制

作业与作业控制

作业是针对用户来讲,用户完成某项任务而启动的进程,一个作业既可以只包含一个进程,也可以包含多个进程,进程之间相互协作完成任务

shell 分前后台来控制的不是进程而是作业或进程组。一个前台作业可以有多个进程组成,shell 可以同时运行一个前台作业和任意多个后台作业,这被称为作业控制

作业号

放在后台执行的程序或命令称为后台命令,可以在命令的后面加上 & 符号从而让 shell 识别到这是一个后台命令,后台命令不用等待该命令执行完成,就可立即接受新的命令,另外后台进程执行完后会返回一个作业号以及一个进程号

可以看到作业号是 1,进程 ID 是 1045873

四、守护进程

守护进程(Daemon)是一类在后台运行的特殊进程,它们通常在系统启动时启动,并在系统运行期间提供各种服务,或者等待执行特定任务

  • 后台运行:守护进程在后台运行,不与任何控制终端直接关联,它们独立于用户直接交互
  • 长时间运行:守护进程通常在整个系统运行期间持续运行,或者至少在需要时保持活动状态
  • 服务提供者:守护进程提供系统或网络服务,例如Web服务器、数据库服务器、邮件服务器等
  • 监听请求:守护进程通常监听特定的端口或系统事件,等待客户端的请求或系统的通知
  • 无用户交互:守护进程不提供直接的用户交互界面,它们通过程序接口与系统或其他进程通信
  • 自动重启:在某些系统中,如果守护进程崩溃或被终止,系统可能会自动重启它们,以确保服务的连续性
  • 系统管理:守护进程可以用于执行系统管理任务,如日志记录、资源监控、定时任务等
  • 权限:守护进程通常以特定的用户身份运行(如 root 或其他系统用户),以执行需要特定权限的操作
  • 进程特性:在 Unix-like 系统中,守护进程可以通过修改进程的 umask 值、关闭文件描述符、创建新的会话和进程组等操作来设置自己的运行环境
  • 日志记录:守护进程通常会将运行状态和错误信息记录到日志文件中,以便系统管理员监控和调试

五、怎么变成守护进程

cpp 复制代码
#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

const std::string defaultpath = "/";
const std::string defaultdev = "/dev/null";

void Daemon(bool ischdir, bool isclose)
{
    // 1.忽略不必要的信号
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

    // 2.fork
    if (fork() > 0) 
        exit(0);

    // 3.setsid
    setsid();

    // 4.确认是否要更改工作目录
    if (ischdir)
        chdir(defaultpath.c_str());

    // 5.对012进行重定向
    if (isclose)
    {
        ::close(0);
        ::close(1);
        ::close(2);
    }
    else
    {
        // 读写都打开
        int fd = open(defaultdev.c_str(), O_RDWR);
        if (fd > 0)
        {
            dup2(fd, 0);
            dup2(fd, 1);
            dup2(fd, 2);
            ::close(fd);
        }
    }
}

所以我们在运行网络服务器的时候,就可以把该进程变成守护进程

cpp 复制代码
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        std::cout << "Usage : " << argv[0] << " port" << std::endl;
        return 0;
    }
    
    uint16_t localport = std::stoi(argv[1]);
    
    Daemon(false, false);
    std::unique_ptr<TcpServer> svr(new TcpServer(localport, HandlerRequest));
    
    svr->Loop();
    
    return 0;
}

或者其实直接使用库函数也行 daemon,以下还是咨询 DeepSeek 给出的答案


总结

结束了,本篇内容是我在学习网络这一块知识的时候观察到的概念,当时就好奇搜索了一下,于是就有了本篇的的展开,也算是一个还算重要的知识点吧!

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