前言：
上文我们讲到了，如何通过定制协议来制作网络版本的计算器【Linux 网络】基于TCP的Socket编程：通过协议定制，实现网络计算器-CSDN博客
本文我们来学习一下什么是守护进程？如何实现守护进程？
进程组
什么是进程组
我们都知道，进程拥有一个进程ID(PID）。此外我们还会发现另一个ID：PGID，这个代表就是进程组ID。
bash
hyc@hyc-alicloud:~/linux/Test$ ps -ajx | head -1 && ps -ajx |grep test
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
46661 46817 46817 46661 pts/0 46821 S 1001 0:00 ./test一个进程必然属于一个进程组。一个进程组中可以有一个 or 多个进程。
进程组组长
一个进程组中，存在一个组长进程。当一个进程的PID == PGID时，那么这个进程就是它对应进程组的组长。
bash
hyc@hyc-alicloud:~/linux/Test$ ps -ajx | head -1 && ps -ajx |grep test
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
46661 46817 46817 46661 pts/0 46821 S 1001 0:00 ./test进程组组长的作用：组长可以创建一个进程组 or 在进程组中创建进程
进程组的生命周期：从进程组被创建开始，到进程组中最后一个进程被kill为止。 注：进程组的生命周期与组长的生命周期无关！只要进程组中还有进程，进程组就依然存在！
通过管道执行多条命令，我们可以发现，它们都是属于同一个"进程组"。
bash
hyc@hyc-alicloud:~$ sleep 100 | sleep 200 | sleep 300 &
[1] 2517
hyc@hyc-alicloud:~$ ps -ajx | grep sleep
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
2499 2515 2515 2499 pts/0 2536 S 1001 0:00 sleep 100
2499 2516 2515 2499 pts/0 2536 S 1001 0:00 sleep 200
2499 2517 2515 2499 pts/0 2536 S 1001 0:00 sleep 300
2499 2537 2536 2499 pts/0 2536 S+ 1001 0:00 grep --color=auto sleep由此可见，进程都是由进程组的形式，完成对应的任务的！若一次只启动了一个进程，那么就单个进程形成一个进程组。
会话
什么是会话
上面我们谈到了进程组，会话其实与进程组紧密相关
会话，是一个 or 多个进程组的集合！一个会话可以包含一个 or 多个进程组
通常，我们使用管道将几个进程编成一个进程组。如上图中的进程组2、进程组3。
bash
[node@localhost code]$ proc2 | proc3 &
[node@localhost code]$ proc4 | proc5 | proc6 &
# &表⽰将进程组放在后台执⾏ 会话中第一个进程组 ，我们叫做：会话首进程。会话首进程是会话的管理者
会话ID(SID)
会话ID，既表示当前会话的ID。如下，我们看到SID都是一样的；这说明当下说有进程(进程组)都是在同一个会话中！
bash
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
2499 2515 2515 2499 pts/0 2536 S 1001 0:00 sleep 100
2499 2516 2515 2499 pts/0 2536 S 1001 0:00 sleep 200
2499 2517 2515 2499 pts/0 2536 S 1001 0:00 sleep 300
2499 2537 2536 2499 pts/0 2536 S+ 1001 0:00 grep --color=auto sleep在一般情况下，一个用户执行的所有进程(进程组)都是在同一个会话中的！
因为当用户登录时，系统会自动为用户创建一个会话 。而在这个新建的会话中会有一个默认是会话首进程：bash！既进程组1！
与此同时，系统还有创建一个终端文件(/dev/pts/xxx)！并将会话进程组：bash的标准输入、输出、错误重定向到终端文件！
并且将bash的PID，设置为会话的SID！(bash成为会话首进程！)
由此完成用户的登录！此时的会话首进程又叫做：前台进程(后面讲)。
如何创建会话
可以调用 **函数setsid()**来创建新会话，但前提是调用该函数的进程，不能是进程组组长！
cpp
#include <unistd.h>
/*
*功能：创建会话
*返回值：创建成功返回SID, 失败返回-1
*/
pid_t setsid(void);调用setsid()效果：
创建一个新会话
将调用该函数的进程，设置为新会话的会话首进程 and 设置为当前进程组的组长
特殊机制：如果调用该函数的进程原本有一个控制终端，这个联系会被切断！新会话默认是没用任何控制终端的！！！
注意：如果调用该函数的进程是进程组组长，那么会报错！所以为了避免这种情况，我们通常是将调用fork()创建子进程，然后再让父进程退出、子进程调用setsid()创建新会话！
（即使父进程是进程组组长，也没用任何影响！因为进程组的生命周期，不由组长是否存在决定！只要进程组中还有进程，进程组就一直存在！）
控制终端
什么是控制终端
控制终端 (Controlling Terminal) 是一个与 会话 (Session) 绑定的终端设备。
绑定关系：它由会话首进程（通常是登录 Shell）打开并绑定，整个会话内的所有进程默认共享该终端。因为控制终端的信息是保存在PCB中的，所以当Shell进程fork创建子进程，子进程的控制终端也是这个终端。
核心特权 ：它不仅仅是输入输出设备，更具备作业控制能力。它能根据键盘输入向前台进程组发送硬件中断信号（如 SIGINT, SIGTSTP），并在断开连接时向会话首进程发送挂断信号（SIGHUP）。
唯一性 ：一个会话最多只能有一个控制终端，可以没有。
在默认没用重定向的情况下，每一个进程的标准输入、输出、错误都是指向这个控制终端的！
会话、进程组以及控制终端的关系：
建立与控制终端连接的会话叫做：控制进程
如何一个会话拥有一个控制终端，则它有一个前台进程组、以及多个后台进程组！
前台与后台进程
在一个会话中，最多有一个前台进程组、以及多个后台进程组。
当什么都不做时，Shell进程是默认在前台的！而当我们启动任务时，默认是作为前台任务执行！此时Shell进程进入睡眠，到后台等待，我们执行的任务占据前台。 当执行的任务完成后，内核唤醒Shell进程，并主动切换为前台进程。
可以在指令最后加上**'&'**，显式的让其在后台运行。
介绍相关指令：
bash
jobs：查看系统当前的后台进程
ctrl + c：终止前台进程、对后台进程没有作用
ctrl + z：暂定前台进程，自动切换为后台进程
fg %%：把最近的后台作业重新拉回到前台
bg 任务号：让后台进程运行起来作业控制
作业与作业控制
**作业：**是针对用户来讲的，其本质就是用户为了完成某项任务而启动的进程(组)。一个作业既可以包含一个进程，也可以包含多个进程(进程之间相互合作完成任务，通常使用管道)
**作业控制：**Shell可以分前后台，来控制一个前台作业与多个后台作业。Shell同时运行一个前台作业与多个后台作业，就被称为：作业控制！
作业号
当后台进程执行完后，会返回一个作业号以及一个进程号(PID)
或者通过：jobs，查看后台进程；也可以查看到作业号以及进程号(PID)
bash
hyc@hyc-alicloud:~$ sleep 1 &
[1] 3447
hyc@hyc-alicloud:~$ jobs
[1]- Running sleep 100 &
[2]+ Running sleep 200 &当后台进程有多个时，我们会发现作业号后面带有正负号。
其中，+ 表示默认作业；- 表示即将称为默认作业。
默认作业 (+) = 你最后一次放手不管的那个任务（最近操作过的）。
跟数字大小无关：通常是最大的（最新的）那个，但如果你回头去操作了老的任务，老的也会变成默认的。
守护进程化
什么是守护进程
我们都知道默认情况下，一个用户启动的所有任务都是在一个会话中的！
而创建一个新的会话，并将进程放入新的会话中！这个进程就叫做守护进程。
为什么要守护进程
一个用户启动的所有任务都是在一个会话中的。那也就意味这，我们启动的服务器也在这个会话中。而当用户退出登录时，整个会话直接销毁，我们启动的服务也不复存在了！！！
为了让服务器长久稳定的运行下去 ，不受用户是否登录的影响。所以我们选择让进程变成守护进程！
守护进程在一个新的会话中，与原来的会话没有任何关联！故而原有的会话就算是销毁了也对守护进程没有任何影响！守护进程就可以在后台进行稳定的运行！
如何守护进程化
大致思路如下：
signal(SIGHUP, SIG_IGN)：忽略挂断信号（防御性编程）。
fork() + parent exit：脱离 Shell，确保不是进程组长。
setsid()：创建新会话，脱离原终端。
chdir("/")：解除对原文件系统的占用。dup2(/dev/null)：重定向 0, 1, 2 到黑洞。
close(all fds)：关闭继承的杂乱文件句柄。
cpp
//Daemon.hpp
// 实现守护进程化
#pragma
#include <signal.h>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include "Log.hpp"
using namespace LogModule;
// 调用该函数，达到守护进程化的效果
void Deamon(int nochdir, int noclose)
{
// 处理信息，防止终端异常
signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
// 创建子进程，父进程退出
if (fork() > 0)
exit(0);
// 子进程继续向下
// 创建新的会话，让子进程作为新会话的会话首进程、进程组组长
setsid();
// 更改进程的工作路径,到更目录下
if (nochdir == 0)
chdir("/");
// 将标准输入输出重定向到黑洞文件
std::string path = "/dev/null";
int fd = open(path.c_str(), O_RDWR); // 读写方式打开
if (noclose == 0)
{
dup2(fd, 0);
dup2(fd, 1);
dup2(fd, 2);
close(fd);
}
}在服务器正式启动前，调用上述函数Deamon()，完成进程守护化！！
cpp
// TcpServer.cc
#include "TcpServer.hpp"
#include "Protocol.hpp"
#include "NetCal.hpp"
#include "Daemon.hpp"
void Usage(string str)
{
cout << "Please use: " << str << " prot!" << endl;
}
int main(int args, char *argv[])
{
if (args != 2)
{
Usage(argv[0]);
return 1;
}
cout << "守护进程启动!" << endl;
// 实现守护进程化，参数表示:不更改路径、要进行重定向
Deamon(1, 0);
// 守护进程不关联终端，信息打印至文件中(这才是真正的服务器的行为)
Enable_File_LogStrategy();
// 顶层
NetCal netcal;
// 协议层
Protocol protocol([&netcal](Respond &respond, int x, int y, string op)
{ return netcal.cal(respond, x, y, op.c_str()); });
// 服务器层
uint16_t prot = stoi(argv[1]);
TcpServer ts(prot, [&protocol](shared_ptr<Socket> sock, InetAddr &client)
{ protocol.GetRequest(sock, client); });
ts.Start();
}其实库中已经为我们提供了对应的deamon函数，其大致原理就正如我们上述实现一样！
cpp
#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);
nochdir：决定是否不改变当前工作目录。
noclose：决定是否不关闭（重定向）标准输入输出。