Linux--进程间关系和守护进程

文章目录

进程组/作业/会话的关系

进程组
作业
前后台进程组区分及切换方式
会话

守护进程（精灵进程）

守护进程概念和创建方式
子进程脱离原会话，称为守护进程
为什么守护进程应该使用孙子进程？

本片博客会粘贴部分代码，想要了解更多代码信息，可访问小编的GitHub关于本篇的代码

进程组/作业/会话的关系

进程组

进程组是一个或多个进程的集合，进程组也有进程组唯一标识（进程组ID就是进程组长的进程ID）。同一个进程组中的进程通常和同一个作业相关联，接受同一终端的各种信号。
进程组长可以创建和销毁一个进程，但是只要进程组中有一个进程存在，那么这个进程就存在，与进程组长是否存在无关。

为了看看这个组长ID我写了下面的代码，这个代码唯一的功能是创建了一个子进程，然后一直等。

#include<stdio.h>
int main()
{
    int pid=fork();
    while(1)
    {
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行上面段程序，我们打开另外一个终端。查看这个a.out进程信息ps axj|grep a.out

a	x	j
all	—	job
所有进程	有无终端控制的进程都要列出	与作业相关的进程

在这里插入图片描述

PPID	PID	PGID	SID	TTY	TPGID	STAT	UID	COMMAND
父进程ID	进程ID	进程组ID	会话ID	终端名称	会话首进程ID	进程状态	用户ID	命令

进程ID=进程的主线程ID
进程组ID=进程组长ID
当杀掉进程组长，进程组依然存在，子进程依然存在。但是如果ctrl+c发送中断信号，前台进程组就会退出。

作业

Shell分前后台控制的是作业（或者进程组），Shell可以运行一个前台作业（或者前台进程组），可以有多个后台作业（或者进程组）。
一般情况下bash(shell)是终端的前台作业，当运行了一个命令，那么这个命令将成为前台作业，bash将成为后台作业，当命令执行完毕之后，bash将成为前台作业。
作业是一个或多个进程的集合。 作业和进程组的区别：前台进程创建的子进程不属于作业，但是属于进程组。

同样是刚刚的程序，在终端1当杀死父进程之后，整个前台作业就挂了，但是这个进程组还存在，因为进程组中的子进程还在，而子进程不属于会话。当前台会话挂了之后，子进程就成了后台进程，可以看到终端0的Shell进程被提到前台。

前后台进程组区分及切换方式

在终端输入的所有命令和数据都会给前台进程组。
前台进程组在进程状态之后会有+，后台进程组则没有。在可执行程序后加&，就可以让这个进程组在后台运行，如果是已经运行起来的前台进程组，ctrl+z就可以让这个在前台运行的进程组去后台。
jobs查看作业，fg+作业号就可以将后台进程组放到前台。bg+作业号，就可以将前台进程组放到后台运行。

会话

成功登陆到终端，就开始了一个会话，其实这个会话可以有（也可以没有）一个会话首进程，这个首进程是shell（bash），这个会话首进程也称为控制进程。 会话ID=会话首进程ID。
一个会话=一个终端控制进程（会话首进程，即shell）+一个前台进程组+任意个后台进程组

守护进程（精灵进程）

守护进程概念和创建方式

特殊的孤儿进程----->建立新的会话----->关闭描述符------->重新设置当前工作路径------>（设置文件的默认创建权限掩码------->）成功逆袭成为守护进程
1. 后台运行
2. 脱离与终端的关系，脱离原会话，不受原会话和终端的影响

daemon函数

int daemon(int nochdir, int noclose);
The  daemon()  function  is for programs wishing to detach themselves from the
controlling terminal and run in the background as system daemons.

nochdir:若其为0时，即可将工作目录修改为根目录。
noclose：若其为空时，输入、输出、以及错误输出重定向到/dev/null.

子进程脱离原会话，称为守护进程

setsid函数
功能：使用其创建一个新的Session,并且成为Session Leader。

 setsid()  creates  a new session if the calling process is not a process group leader.

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


void daemon_t()
{
    int pid=-1;
    pid=fork();
    if(pid<0)exit(-1);
    else if(pid>0)exit(1);
    //孤儿子进程，非进程组长，setsid创建新会话
    if(setsid()<0)exit(-1);
    //脱离了原会话，成为守护进程,关闭描述符
    chdir("/");//改变当前工作路径，自己成家

    umask(0);
    int fd=open("/dev/null",O_RDWR);//将文件描述符重定向到黑洞文件
    if(fd<0)exit(-1);
    dup2(fd,0);
    dup2(fd,1);
    dup2(fd,2);
//  close(0);
//  close(1);
//  close(2);
}
int main()
{
    daemon_t();
    while(1)
    {
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述
控制进程TPGID=-1，没有控制终端进程，这个4759进程就成了守护进程了，它父进程ID、进程ID、和会话ID都是4759。

为什么守护进程应该使用孙子进程？

这里有一个假定，父进程生成守护进程后，还有自己的事要做，它的人生意义并不只是为了生成守护进程。这样，如果父进程fork一次创建了一个守护进程，然后继续做其它事时阻塞了，这时守护进程一直在运行，父进程却没有正常退出。如果守护进程因为正常或非正常原因退出了，就会变成ZOMBIE进程。
如果fork两次呢？父进程先fork出一个儿子进程，儿子进程再fork出孙子进程做为守护进程，然后儿子进程立刻退出，守护进程被init进程接管，这样无论父进程做什么事，无论怎么被阻塞，都与守护进程无关了。所以，fork两次的守护进程很安全，避免了僵尸进程出现的可能性。

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
void mydaemon(void)
{
    umask(0);//调用umask将文件模式创建屏蔽字设置为0.
    pid_t id=fork();//调用fork，创建子进程
    if(id<0){
        perror("fork()");
    }else if(id>0){
        //father
        exit(0);
    }
    setsid();//set new session//调用setsid函数创建一个会话
    signal(SIGCHLD,SIG_IGN);//忽略SIGCHLD信号，子进程退出时不再给父进程发信号。
    pid_t id1=fork();
    if(id1<0){
        perror("fork()");
    }else if(id1>0){
        //father
        exit(0);
    }
    if(chdir("/")<0){
        //将当前工作目录更改为根目录：
        printf("child dir error\n");
        return;
    }
    //关闭不需要的文件描述符，或者重定向到/dev/null中
    close(0);
    int fd0;
    fd0=open("dev/null",O_RDWR);
    dup2(fd0,1);
    dup2(fd0,2);
}
int main()
{
    mydaemon();
    while(1){
        sleep(1);
    }
    return 0;
}