进程组、会话、守护进程

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本文围绕进程组、会话和守护进程展开。介绍了进程组的概念、特性、操作函数，如getpgrp、getpgid、setpgid等；阐述了会话的创建注意事项及相关函数getsid、setsid；还说明了守护进程的定义、作用，以及创建守护进程的模型步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

进程组

概念和特性

进程组，也称之为作业。BSD于1980年前后向Unix中增加的一个新特性。代表一个或多个进程的集合。每个进程都属于一个进程组。在waitpid函数和kill函数的参数中都曾使用到。操作系统设计的进程组的概念，是为了简化对多个进程的管理。
当父进程，创建子进程的时候，默认子进程与父进程属于同一进程组。进程组ID==第一个进程ID(组长进程)。所以，组长进程标识：其进程组ID==其进程ID
可以使用kill -SIGKILL -进程组ID(负的)来将整个进程组内的进程全部杀死。
组长进程可以创建一个进程组，创建该进程组中的进程，然后终止。只要进程组中有一个进程存在，进程组就存在，与组长进程是否终止无关。
进程组生存期：进程组创建到最后一个进程离开(终止或转移到另一个进程组)。
一个进程可以为自己或子进程设置进程组ID。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>

void sys_err(const char *str)
{
	perror(str);
	exit(-1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	pid_t pid;
	int i, n;

	if (argc < 2) 
	{
		printf("./a.out numchild\n");
		exit(-1);
	}

	n = atoi(argv[1]);
	for (i = 0; i < n; i++) 
	{
		if ((pid = fork()) < 0)
			sys_err("fork");
		else if (pid == 0) 
			break;
	}

	if (pid == 0) 
	{	/* in child */
		while (1) 
		{
			printf("I'm child pid = %d, groupid = %d\n", getpid(), getpgrp());
			sleep(1);
		}
	}

	if (pid > 0) 
	{     
		/* in parent */
		pid_t cpid;
		while ((cpid = wait(NULL)) > 0)
			printf("child %d is over\n", cpid);
	}

	return 0;
}

kill -9 -9799将整个进程组的进程全部杀死

进程组操作函数

getpgrp函数

获取当前进程的进程组ID10
pid_t getpgrp(void); 总是返回调用者的进程组ID

getpgid函数

获取指定进程的进程组ID
pid_t getpgid(pid_t pid); 成功：0；失败：-1，设置errno，如果pid = 0，那么该函数作用和getpgrp一样。

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

int main(void)
{
	pid_t pid;

	if ((pid = fork()) < 0) 
	{
		perror("fork");
		exit(1);
	} 
	else if (pid == 0)
	{
		printf("child process PID == %d\n", getpid());                  //子进程ID
		printf("child Group ID == %d\n", getpgrp());                    //子进程所在组ID
		printf("child Group ID == %d\n", getpgid(0));                   //传0表当前进程
		printf("child Group ID == %d\n", getpgid(getpid()));
		exit(0);
	}

	sleep(3);

	printf("parent process PID == %d\n", getpid());
	printf("parent Group ID is %d\n", getpgrp());

	return 0;
}

运行结果

setpgid函数

改变进程默认所属的进程组。通常可用来加入一个现有的进程组或创建一个新进程组。
int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid); 成功：0；失败：-1，设置errno
将参1对应的进程，加入参2对应的进程组中。

注意：

如改变子进程为新的组，应fork后，exec前。
权级问题。非root进程只能改变自己创建的子进程，或有权限操作的进程。

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

int main(void)
{
	pid_t pid;

	if ((pid = fork()) < 0) 
	{
		perror("fork");
		exit(1);
	} 
	else if (pid == 0)
	{
		printf("child PID == %d\n",getpid());
		printf("child Group ID == %d\n",getpgid(0)); // 返回组id
		sleep(7);
		printf("----Group ID of child is changed to %d\n",getpgid(0));
		exit(0);
	} 
	else if (pid > 0) 
	{
		sleep(1);
		setpgid(pid,pid);             // 让子进程自立门户,成为进程组组长,以它的pid为进程组id

		sleep(13);
		printf("\n");
		printf("parent PID == %d\n", getpid());
		printf("parent's parent process PID == %d\n", getppid());
		printf("parent Group ID == %d\n", getpgid(0));

		sleep(5);
		setpgid(getpid(),getppid());   // 改变父进程的组id为父进程的父进程
		printf("\n----Group ID of parent is changed to %d\n",getpgid(0));

		while(1);
	}

		return 0;
}

运行结果

会话

创建会话

创建一个会话需要注意以下6点注意事项：

调用进程不能是进程组组长，该进程变成新会话首进程(session header)
该进程成为一个新进程组的组长进程。
需有root权限(ubuntu不需要)
新会话丢弃原有的控制终端，该会话没有控制终端
该调用进程是组长进程，则出错返回
建立新会话时，先调用fork, 父进程终止，子进程调用setsid。

getsid函数

获取进程所属的会话ID
pid_t getsid(pid_t pid); 成功：返回调用进程的会话ID；失败：-1，设置errno
pid为0表示察看当前进程session ID
ps -ajx命令查看系统中的进程。参数a表示不仅列当前用户的进程，也列出所有其他用户的进程，参数x表示不仅列有控制终端的进程，也列出所有无控制终端的进程，参数j表示列出与作业控制相关的信息。

组长进程不能成为新会话首进程，新会话首进程必定会成为组长进程。

setsid函数

创建一个会话，并以自己的ID设置进程组ID，同时也是新会话的ID。
pid_t setsid(void); 成功：返回调用进程的会话ID；失败：-1，设置errno
调用了setsid函数的进程，既是新的会长，也是新的组长。

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

int main(void)
{
	pid_t pid;

	if ((pid = fork())<0) 
	{
		perror("fork");
		exit(1);
	} 
	else if (pid == 0) 
	{

		printf("child process PID is %d\n", getpid());
		printf("Group ID of child is %d\n", getpgid(0));
		printf("Session ID of child is %d\n", getsid(0));

		sleep(10);
		setsid();       //子进程非组长进程，故其成为新会话首进程，且成为组长进程。该进程组id即为会话进程

		printf("Changed:\n");

		printf("child process PID is %d\n", getpid());
		printf("Group ID of child is %d\n", getpgid(0));
		printf("Session ID of child is %d\n", getsid(0));

		sleep(20);

		exit(0);
	}

	return 0;
}

运行结果

守护进程

Daemon(精灵)进程，是Linux中的后台服务进程，通常独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。一般采用以d结尾的名字。
Linux后台的一些系统服务进程，没有控制终端，不能直接和用户交互。不受用户登录、注销的影响，一直在运行着，他们都是守护进程。如：预读入缓输出机制的实现；ftp服务器；nfs服务器等。
创建守护进程，最关键的一步是调用setsid函数创建一个新的Session，并成为Session Leader。

创建守护进程模型