进程间关系和守护进程

一、进程组

1.1 概念

平时提到的进程，它属于进程组，进程组的作用是解决某一任务。进程组由一个或多个进程组成，一般来说第一个启动的进程一般就是进程组组长。

注意：进程组的生命周期与进程组长无关！当进程组最后的进程退出时，该进程组才消失。

1.2 实例

测试命令：sleep 1000 | sleep 2000 | sleep 3000，下面是结果：

PGID 是进程组的编号，也就是组长的 PID 即第一个启动进程的 id。PPID 是父进程，这里其实就是bash。

进程在创建进程时，创建出来的进程依然属于这个进程组（代码我放到了文章末尾）：

二、会话

会话与进程组息息相关，一个会话中会有多个进程组。会话是把一次登录里的所有进程组织在一起，统一管理。

当远端登录（像用 Xshell 登录云服务器）时，系统会给我们分配一个 bash 进程和一个伪终端文件。bash 进程和伪终端文件都在服务器上，Xshell会模拟一个终端并且它还是 SSH 客户端，用户输入数据后加密完通过SSH协议交给服务器，然后通过 sshd 服务转发给伪终端文件，最后bash进程去处理。

会话也是有 id 叫 SID，它一般是第一个进程组的组长的 id，也就是bash。

可以看到，上面红框表示会话id，篮框表示启动进程的父id（我是启动了一个bash进程，所以 SID 是 bash的父进程id，这个id在去查就是 sh，sh 就是这个会话的第一个进程）。

三、控制终端

通过控制终端就可以管理进程（或进程组、会话），它是属性存在 PCB 里（具体来说存储的是该会话 tty 设备的指针）。当新建一个会话后会主动打开并绑定一个 tty，这时tty就是控制终端。当收到数据时通过 tty 来对前台作业进行操作。

上面我说的伪终端文件就是 tty 设备文件的一种，是通过软件模拟出来的。用于远程登录等。

补充：一个会话只能绑定一个控制终端； 后台作业默认会被 tty 的读 / 写信号阻塞，只有前台进程组能直接读写控制终端。对于守护进程来说他没有前后台一说，因为没有控制终端。通过 tty 命令可以查看本次会话的空控制终端。

四、作业控制

4.1 介绍

作业是面向用户的，用户为了完成某项任务而启动的进程。Shell控制的前后台不是进程而是作业或进程组。前台作业或后台作业可以由多个进程组成。前台作业只能有一个（只有它才能接收到键盘的信息），后台作业可以由多个。

4.2 作业号

想启动后台作业，在启动命令时加 & 即可：

1是作业号，2648606是 pid，不过它是进程组的最后一个进程。通过 jobs 可以查看后台进程：

jobs参数：

-l: 显示作业详细信息

-p: 只显示作业的 PID

对于一个用户来说只能有一个默认作业，用 + 表示。还有一种是 -，他表示即将称为默认作业的作业。区别是默认作业对于像bg、fg等操作可以不写作业号。Running表示正在运行，另外还有Done、Stopped等。

4.3 作业切换

4.3.1 前台变后台

用 ctrl + z ：

这时会处于暂停状态，然后用 bg 作业号（默认作业可不写作业号）：

4.3.2 后台变前台

用 fg 作业号（默认作业可不写作业号）：

五、守护进程

要部署一个服务时，如果放到当前会话中，那么当这次会话结束的时候，你部署的任务可能会直接被强制结束，也可能不会但一定会受到影响。为了解决该问题，可以把该服务的进程放到一个新会话中，让系统去管理它。守护进程是没有 tty 的。

通过 setsid() 可以新建一个会话，不过有个要求就是不能是组长去新建会话（这是为了避免混淆）。下面是实现守护进程：

cpp 复制代码

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

void Deamon()
{
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

    if(fork() > 0)
        exit(0);

    setsid();

    // 修改进程的cwd
    chdir("/");

    // 关闭标准输入和标准输出（一般不直接关，可能会有后续问题）
    int fd = open("/dev/null", O_RDWR);
    if(fd > 0)
    {
        dup2(fd, 0);
        dup2(fd, 1);
        dup2(fd, 2);
        close(fd); // 只是关掉 "临时用的文件描述符"，完全不影响 0、1、2 它们依然是向 null 文件输入输出
                   // 这时 null 文件的引用计数是3
    }
}

把服务器变成守护进程化很简单，调用它即可：

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();

    std::unique_ptr<TcpServer> svr(new TcpServer(localport,HandlerRequest));
    svr->Loop();

    return 0;
}

六、代码

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0)
    {
        std::cout << "子进程创建失败" << std::endl;
        exit(-1);
    }
    else if(id == 0)
    {
        int cnt = 5;
        while(cnt--)
        {
            std::cout << "我是子进程, pid:" << getpid() << std::endl;
            sleep(1);
        }
    }

    std::cout << "我是父进程, pid:" << getpid() << std::endl;
    wait(NULL);

    return 0;
}