Linux下进程间关系与守护进程

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[1. 进程组&&作业](#1. 进程组&&作业)

[1.1 什么是进程组](#1.1 什么是进程组)

[1.2 组⻓进程](#1.2 组⻓进程)

[1.3 作业号](#1.3 作业号)

[1.4 前、后台作业](#1.4 前、后台作业)

[1.4.1 jobs](#1.4.1 jobs)

[1.4.2 fg](#1.4.2 fg)

[1.4.3 bg](#1.4.3 bg)

[1.4.4 作业状态](#1.4.4 作业状态)

[1.5 进程组长作业？组长进程关闭，进程组会消失吗？](#1.5 进程组长作业？组长进程关闭，进程组会消失吗？)

[2. 会话](#2. 会话)

[2.1 TTY（字符文件）](#2.1 TTY（字符文件）)

[2.2 什么是会话](#2.2 什么是会话)

[2.3 关闭会话](#2.3 关闭会话)

[2.4 创建会话（守护进程是什么）](#2.4 创建会话（守护进程是什么）)

[3. 守护进程的创建](#3. 守护进程的创建)

[3.1 daemon](#3.1 daemon)

[3.2 dev/null&&dev/zero](#3.2 dev/null&&dev/zero)

[3.3 手动实现daemon（）](#3.3 手动实现daemon（）)

1. 进程组&&作业

1.1 什么是进程组

之前我们提到了进程的概念，其实每一个进程除了有一个进程ID(PID)之外还属于一个进程组。进程组是一个或者多个进程的集合，一个进程组可以包含多个进程 。每一个进程组也有一个唯一的进程组ID(PGID)，并且这个 PGID类似于进程ID，同样是一个正整数，可以存放在pid_t数据类型中。

1.2 组⻓进程

每⼀个进程组都有⼀个组⻓进程。组⻓进程的ID等于其进程ID。我们可以通过ps命令看到组⻓进程的现象：

bash 复制代码

# 输出结果
PID PGID PPID COMMAND
2806 2806 2805 bash
2880 2880 2806 ps
2881 2880 2806 cat

从结果上看ps进程的PID和PGID相同，那也就是说明ps进程是该进程组的组⻓进程，该进程组包括ps和cat两个进程

该组创建的第一个进程，一般为进程组长

当我创建以下进程，这些以前学过都是bash的子进程 :

当我用ctrl + c杀死前台进程的时候发现该组进程（PGID相同）都死了

说明前后台进程管理，是以进程组为单位的！ctrl + c是向进程组发信号(前台进程)，杀死的是进程组中所有进程！

1.3 作业号

当我创建多个后台进程的时候：

这些1、2、3就是作业号！

结论：进程组和作业号是一个硬币的两面！作业要由进程组完成，作业强调该组进程要做什么！进程组强调如何来完成由谁完成！

举个例子，有一批垃圾要运走，这个就是作业，而你雇佣了5个农民工移走垃圾，这五个农名工就是进程组，而进程组就是要完成作业！

作业分前台、后台作业（可以进程键盘输入的叫前台作业），启动一项进程组感觉怪怪的的，但是启动一项作业就很舒服了！作业是站在用户视角的！开发者角度就是进程组了，你想怎么说都行其实，只是视角不同！

1.4 前、后台作业

1.4.1 jobs

jobs 是 bash 内建命令，只看当前这个 shell 会话的后台 / 暂停作业，不能看别的终端 shell 的任务

1.4.2 fg

fg 是 Shell 内置命令（作业控制）

作用：把后台 / 暂停的作业切换到前台运行。

bash 复制代码

fg           # 将当前默认作业放到前台
fg %jobnum   # 指定作业号，把对应作业切前台

+：当前默认作业，直接执行 fg / bg，不加 % 号就操作它

1.4.3 bg

我们可以通过ctrl+z让前台进程进入T状态，此时该进程会自动由前台进程变成后台

我们可以用bg命令启动该进程:

作用：把 已经暂停（Stopped） 的作业，在后台恢复运行

bash 复制代码

bg          # 对带 + 的默认作业执行后台恢复
bg %jobid   # 指定作业号，后台继续运行

1.4.4 作业状态

常⻅的作业状态如下表所⽰：

1.5 进程组长作业？组长进程关闭，进程组会消失吗？

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：只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 TTY（字符文件）

TTY 可以理解成"字符设备文件"。指 Linux 中让你输入命令、查看输出的终端设备文件。

键盘输入会被 TTY 读取
程序输出会通过 TTY 显示到终端

图中 TTY 一栏显示的是 pts/0，表示这个 sleep 1000 进程运行在编号为 0 的"伪终端"上。

pts 是 pseudo terminal（伪终端）的缩写，常见于打开 Terminal、SSH 或终端模拟器时。简单说，pts/0 就是" 当前终端窗口 "。

当然，终端窗口本身负责显示界面，pts/0 负责在窗口和程序之间传递输入输出。因此说 pts/0 是"当前终端窗口"是便于理解的说法，更准确地说，它是这个终端窗口对应的通信通道。

此时bash会显示：

这也符合Linux中一切皆文件！

而只有前台进程组才有读取写入字符文件（TTY）的权利！

TTY 和 Bash 的关系可以理解为： TTY 是"输入输出通道"，Bash 是"处理命令的程序"。

你打开终端后，系统通常会启动一个 Bash 进程，并把它连接到某个 TTY，例如 pts/0：

text 复制代码

键盘输入 → TTY → Bash → 执行命令
屏幕显示 ← TTY ← Bash 输出

例如你输入：

bash 复制代码

ls

Bash 从 TTY 读取命令，执行 ls，再把结果通过 TTY 显示到屏幕上。

所以，TTY 负责传递输入输出，Bash 负责解析和执行命令；Bash 通常运行在 TTY 上，但 TTY 本身不是 Bash。

2.2 什么是会话

在我们用电脑，使用xshell、xterminal等软件远程登录软件的时候，会打开bash、新的字符文件（TTY），然后你会在这个终端（bash）下创建的新的作业，这些东西的总和就是一个会话！

简单说： 会话就是"从登录终端开始，到退出终端结束的一组进程和操作"。

会话其实和进程组息息相关， 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)

其中会话的第一个进程（一般是bash），它的pid就是SID！当然 会话ID在有些地⽅也被称为 会话⾸进程的进程组ID，因为会话⾸进程总是⼀个进程组的组⻓进程，所以两者是等价的

2.3 关闭会话

当我们关闭会话的时候，bash会被杀死，字符文件会被关闭！那么会话内部的进程组和作业呢？？？

Linux下可能你的前台进程可能会变成后台进程然后随其他后台进程被自动领养，也可能自动关闭但有一点是肯定的 你的网络服务，一定会受到用户登录或者注销的影响！！

那么我希望让我们的网络服务，是一个真正的网络服务，那就必须要保证把我们的网络服务从原本的会话剥离开来，自成 会话！

2.4 创建会话（守护进程是什么）

可以调⽤setseid函数来创建⼀个会话，前提是调⽤进程不能是⼀个进程组的组⻓。

cpp 复制代码

#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);

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（bash），则调⽤之后会切断联系！

而这些调用过setseid的进程就是所谓的守护进程（也是一种特殊的孤儿进程），有时我们还称为精灵进程（daemon）！

所以我们看到sshd，后面为什么有个d，现在知道了吧！

3. 守护进程的创建

3.1 daemon

daemon() 是 Linux/Unix 中用于把当前进程变成"后台进程"的函数，常用于编写服务程序。

c 复制代码

#include <unistd.h>

int daemon(int nochdir, int noclose);

参数含义：

nochdir = 0：把当前工作目录切换为 /；

nochdir = 1：保持当前工作目录不变；

noclose = 0：关闭标准输入、标准输出、标准错误，并重定向到 /dev/null；

noclose = 1：不关闭这些文件描述符。

示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    if (daemon(0, 0) == -1)
    {
        perror("daemon");
        return 1;
    }

    while (1)
    {
        sleep(10);
    }

    return 0;
}

调用成功后，程序会脱离终端在后台运行，关闭终端通常也不会影响它。简单说，daemon() 就是帮助程序"离开终端，进入后台长期运行"。

3.2 dev/null&&dev/zero

/dev/null 和 /dev/zero 都是 Linux 中的特殊设备文件。

/dev/null：像"垃圾桶"，写入其中的数据会被直接丢弃；读取时通常读到的0【什么都读不到】。常用于隐藏输出：

bash 复制代码

command > /dev/null 2>&1

表示丢弃正常输出和错误输出。

/dev/zero：像"无限的零数据源"，读取它会不断得到 0 字节。常用于生成空白数据：

3.3 手动实现daemon（）

cpp 复制代码

#pragma once

#include <csignal>
#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <unistd.h>
void Daemon()
{
    // 1.忽略可能引起程序异常退出的信号
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

    // 2.不能是组长
    if (fork() > 0)
    {
        exit(0);
    }

    // 3.设置新会话
    pid_t id = setsid();
    (void)id;
   
    //4. 应用程序，守护进程，一定要有一个路径起始(一般为根目录)，方便我们强制使用绝对路径方式找到所有其他相关文件或者资源！
    //如果守护进程的当前工作目录在某个可卸载的文件系统上，进程会持有该文件系统的引用，
    // 导致umount卸载失败。调用chdir("/")将工作目录切换到根文件系统，根文件系统不会被卸载，释放对其他挂载点的占用，保证其他分区可以正常卸载。
    
    chdir("/");


    // 5.在企业级开发中我们99%的调试都是靠日志和打印（所以为了未来调试方便不可能删除打印程序【cout、printf】）
    //   当我们设置新会话 fd =0、1、2都会失效 所以我们要将这些打印内容重定向！
    //  如果只关掉 fd =1 2 3，不影响运行  但是cout之类还是在报错！

    // 重定向0、1、2
    int fd = open("/dev/null", O_RDWR);
    if (fd >= 0)
    {
        dup2(fd, 0);
        dup2(fd, 1);
        dup2(fd, 2);
        close(fd);
    }
}

如果你不想重定向，不想改变工作路径你还可以带一些参数进行判断（和deamon一样），我这里就不写！

Linux下 进程间关系与守护进程

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1. 进程组&&作业

1.1 什么是进程组

1.2 组⻓进程

1.3 作业号

1.4 前、后台作业

1.4.1 jobs

1.4.2 fg

1.4.3 bg

1.4.4 作业状态

1.5 进程组长作业？组长进程关闭，进程组会消失吗？

2. 会话

2.1 TTY（字符文件）

2.2 什么是会话

2.3 关闭会话

2.4 创建会话（守护进程是什么）

3. 守护进程的创建

3.1 daemon

3.2 dev/null&&dev/zero

3.3 手动实现daemon（）

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