进程间关系和守护进程---理论+手撕代码（详细版）

LIU_Skill

已于 2024-12-23 16:14:09 修改

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文章标签：服务器 linux 运维 c++

于 2024-12-23 16:13:56 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2302_80207345/article/details/144664080

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进程组：

多个进程可以组合成为一个进程组，Linux为了管理这些进程组，会给每个进程组分配一个唯一的进程组ID，即PGID，是一个正整数，类型为pid_t；

先来写个demo代码，看一下进程的PGID：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstdio>
int main()
{
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0)
    {
        while (true)
        {
            printf("i am child process!,pid = %d\n", getpid());
            sleep(1);
        }
    }
    printf("i am Main Process!,pid = %d\n",getpid());
    sleep(100);
    return 0;
}

#Makefile
Process:Process.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++14
.PHONY:clean
clean:
	rm -f Process

make一下，使用命令：

ps -axj | head -1 && ps -axj | grep Process

现象：可以发现在这个例子中，Process父子进程属于同一个进程组，PGID一样且为Process父进程的pid

组长进程：

每一个进程组都有一个组长进程。组长进程的 ID 等于其进程 ID 。我们可以通过 ps 命令观察现象：

ps -o pid,pgid,ppid,comm | cat

现象：

可以发现ps指令和cat同属一个进程组，组长进程为bash

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，这与其组长进程是否已经终止无关。

会话(session)：

多个进程组可以组成一个会话，同样的，Linux为了管理会话，会为每一个会话分配一个唯一的SID

先看现象：

ps -o pid,pgid,ppid,sid,comm | cat

现象：

在这了例子中会话id就是bash进程的pid；

同一个会话中，可以同时运行多个进程组，但是在同一时刻只能允许一个前台进程(组)，多个后台进程(组);

作业控制：

作业是针对用户来讲，用户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

查询作业状态的命令：jobs

先来个demo代码：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstdio>
int main()
{
    while(true)
    {

    }
    return 0;
}

make编译后，&后台运行,，再使用jobs查询

表示Process已经在后台处于运行状态；

此时Process进程是无法接受从标准输入得到的任何信息的，ctrl + c也无法终止

将后台的作业挂到前台指令：fd+作业号

使用ctrl + z 挂起前台进程，以Process为例：

再次启动Process进程命令：bg + 作业号:

守护进程：

创建会话api：

return val：成功返回sid，失败返回-1

要想让这个函数执行成功，首先要保证调用这个函数的进程不是所属进程组的组长！即可以先fork子进程，先让父进程退出，子进程成为孤儿进程（守护进程)；

Daemon函数设计：

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
static const std::string default_path = "/";
static const std::string outputfile = "/dev/null";
void Daemon(bool chdircwd, bool iscloesfd)
{
    // 先忽略信号
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

    pid_t pid = fork();

    (void)setsid();

    if (pid > 0)
        exit(0);

    if (chdircwd)
    {
        ::chdir(default_path.c_str());
    }

    if (iscloesfd)
    {
        ::close(0);
        ::close(1);
        ::close(3);
    }
    else
    {
        int fd = ::open(outputfile.c_str(),O_RDWR);
        if(fd > 0)
        {
            ::dup2(fd,0);
            ::dup2(fd,1);
            ::dup2(fd,2);
            ::close(fd);
        }
    }
}

外部测试：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include"Daemon.hpp"


int main()
{
    Daemon(false,false);
    while(true)
    {}
    return 0;
}



#makefile
Process:Process.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++14
.PHONY:clean
clean:
	rm -f Process

make一下，发现并没有阻塞住，使用命令查一下Process进程

ps -axj | head -1 && ps -ajx | grep Process

现象：

done