一.进程间关系
1.进程组
经过这么久的学习，我们对进程的概念已经很熟悉。其实对于每个进程，除了有一个唯一标识它的PID，它们往往还属于某个进程组，并且每个进程组也有一个独立标识的PGID。进程组是一个进程或多个进程的集合。我们知道，进程是用户的代理，那么进程组就类似于为了完成某项任务而成立的"专项小组"。我们可以看看进程组是什么：
cpp
wujiahao@VM-12-14-ubuntu:~$ ps -o pid,pgid,ppid,comm | cat
PID PGID PPID COMMAND
578322 578322 578321 bash
578480 578480 578322 ps
578481 578480 578322 cat我们可以看到，ps命令和cat命令的父进程都是bash，而ps和cat同属于一个进程组，因为他们的PGID相同。
再仔细观察，我们可以看到：对于ps，它的PID和PGID是相同的------我们称这样的进程叫做组长进程。
• 进程组组⻓的作⽤： 进程组组⻓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。注意： 主要某个进程组中有⼀个进程存在， 则该进程组就存在， 这与其组⻓进程是否已经终⽌⽆关。
2.会话
2.1什么是会话
我们刚谈论了进程组的概念，一个进程组可以有一个或多个进程。那么会话是什么？它其实早就在我们之前的应用中出现过了。
会话可以看成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。每⼀个会话也有⼀个会话ID(SID)。
我们登录云服务器Linux使用的方法就是用终端xshell进行会话式 的登录。登录成功，系统必须为用户创建一个会话，会话内部默认一定有一个进程组叫bash！
我们通常用管道将几个进程编程一个进程组。例如上面的进程组3，可能由下面的命令形成：
proc 4 | proc 5 | proc 6 &（注意，这里&标识将进程调度到后台）
我们可以举一个具体的例子观察这个现象。
wujiahao@VM-12-14-ubuntu:~/TcpEchoServer$ sleep 100 | sleep 200 | sleep 300 &
1\] 581659 wujiahao@VM-12-14-ubuntu:\~$ ps ajx\|head -n1
可以看到，这三个sleep进程同属于一个进程组，因为他们的PGID相同
2.2进程组与任务
进程组和任务：任务就是某种工作，任务需要通过进程组来完成。
为什么我们直接启动一个任务(进程组)，就无法输入命令并执行了？
为什么我们把任务放在后台执行，又能够执行对应的命令？
登录认证模块（账号密码）成功之后，会创建出bash进程和一个终端文件/dev/pts/XX，也就是说会打开标准输出标准错误标准输入。fork并且exec创建出bash。根据子进程对父进程资源的继承，所以所有其他进程都会默认打开标准输入标准输出标准错误。
键盘输入的数据据，必须明确指定一个进程处理(前台进程)，所以bash默认在前台。
会话内部，进程组必须区分为前台进程组和后台进程组。为什么？
再一次会话中，有且只能有一个前台进程组，而后台进程组可以有多个。
对进程的相关操作：
jobs：查看当前系统的后台任务
fd 任务号：把指定的任务提到前台，front ground
ctrl+C：只能终止前台任务，后台任务不受键盘输入的影响
ctrl+Z：暂停进程或进程组，会被自动切换到后台，同时把bash进程调度到前台。
bg 任务：让后台任务运行起来。
2.3控制终端
在UNIX系统中，⽤⼾通过终端登录系统后得到⼀个Shell进程 ，这个终端成为Shell进程的控制终端 。控制终端是保存在PCB中的信息，我们知道fork进程会复制PCB中的信息，因此由Shell进程启动的其它进程 的控制终端也是这个终端 。默认情况下没有重定向 ，每个进程的标准输⼊、标准输出和标准错误都指向控制终端，进程从标准输⼊读也就是读⽤⼾的键盘输⼊，进程往标准输出或标准错误输出写也就是输出到显⽰器上。
另外会话、进程组以及控制终端还有⼀些其他的关系，我们在下边详细介绍：
◦ ⼀个会话可以有⼀个控制终端 ，通常会话**⾸进程**打开⼀个终端（终端设备或伪终端设备）后，该终端就成为该会话的控制终端。
◦ 建⽴与控制终端连接的会话⾸进程被称为控制进程。
◦ ⼀个会话中的⼏个进程组可被分成**⼀个前台进程组** 以及**⼀个或者多个**后台进程组。
◦ 如果⼀个会话有⼀个控制终端，则它有⼀个前台进程组，会话中的其他进程组则为后台进程组。
◦ ⽆论何时进⼊终端的中断键（ctrl+c）或退出键（ctrl+\），就会将中断信号发送给前台进程组的所有进程。
◦ 如果终端接⼝检测到调制解调器（或⽹络）已经断开，则将挂断信号发送给控制进程（会话⾸进程）。
2.4创建会话
可以调用setsid函数来创建一个会话，前提是不能由一个进程组的组长调用它。
cpp
NAME
setsid - run a program in a new session
SYNOPSIS
setsid [options] program [arguments]
DESCRIPTION
setsid runs a program in a new session. The command calls fork(2) if already a process group leader. Otherwise, it executes a program in the current process. This default behavior is possible to
override by the --fork option.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（组长）** 。 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
根据setsid的特殊性，我们往往使用fork创建子进程来执行setsid。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（父进程为组长）的情况。
3.作业
3.1作业控制
作业和进程组是一体两面 的关系。对于用户，作业指的是用户为了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。进程之间互相协作完成任务，通常是一个进程管道。
Shell分前后台来控制 的不是进程⽽是作业 或者进程组 。⼀个前台作业可以由多个进程组成，⼀个后台作业也可以由多个进程组成，Shell可以同时运⾏⼀个前台作业 和任意多个后台作业 ，这称为作业控制。
例如，下列命令就是一个作业：它包含两个命令，执行时bash会再前台启动由两个进程组成的作业。
cat /etc/filesystems | head -n 5
3.2作业号与作业状态
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**⽴即接收** 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（PID）。
例如下⾯的命令在后台启动了⼀个作业， 该作业由两个进程组成， 两个进程都在后台运⾏:
cat /etc/filesystems | grep ext &
1\] 2202 ext4 ext3 ext2 # 按下回⻋ \[1\]+ 完成 cat /etc/filesystems \| grep --color=auto ext
执行结果：
◦ 第⼀⾏表⽰作业号和进程ID， 可以看到作业号是1， 进程ID是2202
◦ 第3-4⾏表⽰该程序运⾏的结果， 过滤 /etc/filesystems 有关 ext 的内容
◦ 第6号分别表⽰作业号、默认作业、作业状态以及所执⾏的命令
关于默认作业：对于⼀个⽤⼾来说，只能有⼀个默认作业 （+） ，同时也只能有⼀个即将成为默
认作业的作业 （-） ，当默认作业退出后，该作业会成为默认作业。
▪ + : 表⽰该作业号是默认作业
▪ - ：表⽰该作业即将成为默认作业
▪ ⽆符号： 表⽰其他作业
作业状态：
作业控制的功能：
二.守护进程
通过上面的讲解我们知道，登录就是建立会话的过程，而关闭终端可能会影响你的服务器的运行。
而日常使用的网络服务器，不能收到任何用户登录和注销的影响。
为服务器创立一个新会话 ，并将当前任务切换到新会话中。这样的进程，我们叫做守护进程！
守护进程vs前台进程vs后台进程
前台与后台同属于一个会话，拥有标准输入使用权的叫前台进程，守护进程是后台进程的一种，但她有自己的独立会话。
那么，我们如何将之前的服务，变成一个独立的绘画，并成为会话中独立的进程呢？
使用pid_t setsid创建新会话即可
守护进程实际上也是孤儿进程的一种，调用该接口的进程会变成新会话的会话首进程。
1.创建守护进程的步骤
1. 创建子进程，父进程退出
cpp
pid_t pid = fork();
if (pid < 0) {
exit(EXIT_FAILURE);
} else if (pid > 0) {
// 父进程退出，子进程成为孤儿进程，被init接管
exit(EXIT_SUCCESS);
}作用：
-
让出shell控制权
-
子进程不再是进程组组长，为后续setsid创造条件
2. 创建新会话
cpp
// 子进程创建新的会话
pid_t sid = setsid();
if (sid < 0) {
exit(EXIT_FAILURE);
}作用：
-
脱离原控制终端
-
成为新会话的领头进程
-
成为新进程组的组长
3. 再次fork（可选但推荐）
cpp
// 再次fork，确保不是会话领头进程，防止意外获取控制终端
pid_t pid2 = fork();
if (pid2 < 0) {
exit(EXIT_FAILURE);
} else if (pid2 > 0) {
exit(EXIT_SUCCESS);
}作用：
-
确保进程永远不会重新获得控制终端
-
增加一层隔离
4. 改变工作目录
cpp
// 改变工作目录到根目录，避免占用可卸载的文件系统
if (chdir("/") < 0) {
exit(EXIT_FAILURE);
}参数含义：
-
Daemon(0, 0)中的第一个参数控制是否改变工作目录 -
0表示不改变，1表示改变到根目录
5. 重设文件权限掩码
cpp
// 重设文件权限掩码，增加守护进程创建文件的灵活性
umask(0);6. 关闭文件描述符
cpp
// 关闭所有打开的文件描述符
for (int i = sysconf(_SC_OPEN_MAX); i >= 0; i--) {
close(i);
}
// 或者只关闭标准输入、输出、错误
close(STDIN_FILENO);
close(STDOUT_FILENO);
close(STDERR_FILENO);参数含义：
-
Daemon(0, 0)中的第二个参数控制是否关闭标准文件描述符 -
0表示不关闭，1表示关闭
2.完整的守护进程Daemon
cpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include "Log.hpp"
#include "Common.hpp"
using namespace LogModule;
const std::string dev = "/dev/null";
// 将服务进行守护进程化的服务
void Daemon(int nochdir, int noclose)
{
// 1. 忽略IO，子进程退出等相关的信号
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // SIG_DFL
// 2. 父进程直接结束
if (fork() > 0)
exit(0);
// 3. 只能是子进程,孤儿了,父进程就是1
setsid(); // 成为一个独立的会话
if(nochdir == 0) // 更改进程的工作路径？？？为什么？？
chdir("/");
// 4. 依旧可能显示器，键盘，stdin，stdout，stderr关联的.
// 守护进程，不从键盘输入，也不需要向显示器打印
// 方法1：关闭0,1,2 -- 不推荐
// 方法2：打开/dev/null, 重定向标准输入，标准输出，标准错误到/dev/null
if (noclose == 0)
{
int fd = ::open(dev.c_str(), O_RDWR);
if (fd < 0)
{
LOG(LogLevel::FATAL) << "open " << dev << " errno";
exit(OPEN_ERR);
}
else
{
dup2(fd, 0);
dup2(fd, 1);
dup2(fd, 2);
close(fd);
}
}
}3.将网络服务器守护进程化
cpp
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;
}