详解 Linux 过程组
每个过程都有一个过程组号 (PGID)
- 过程组：一个或多个过程的汇合（汇合中的过程并不孤立）
- 过程组中的过程通常存在父子关系，兄弟关系，或 性能相近
过程组可不便过程治理（如：同时杀死多个过程，发送一个信号给多个过程）
- 每个过程必然属于一个过程组，也只能属于一个过程组
- 过程除了有 PID 外，还有 PGID （惟一，可变，即某一个过程能够切换过程组）
- 每个过程组有一个过程组长，过程组长的 PID 和 PGID 雷同
> ps -o pgid 19843PGID 977> kill -- -977pid_t getpgrp(void);// 获取以后过程的组标识pid_t getpgid(pid_t pid);// 获取指定过程的组标识int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);// 设置过程的组标识pid == pgid, 将 pid 指定的过程设为组长pid == 0, 设置以后过程的组标识为 pgidpid == 0,将 pid 设置为组标识 （行将 pid 所代表的过程设置为过程组长）
过程组示例程序
默认状况下，子过程与父过程属于同一过程组， 是 fork 工作机制的产物（子过程复制以后过程自身）#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <unistd.h>int main(void){ int pid = 0; int i = 0; printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); while (i < 5) { if ((pid = fork()) > 0) { printf("new : %d\n", pid); } else if (pid == 0) { sleep(1); printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); sleep(60); printf("last == pgid = %d\n", getpgrp()); break; } else { printf("fork error...\n"); } ++i; } if (pid) { sleep(60); } return 0;}tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./a.out &[1] 3022parent = 3022, ppid = 2125, pgid = 3022new : 3024new : 3025new : 3026new : 3027new : 3028tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ child = 3025, ppid = 3022, pgid = 3022child = 3026, ppid = 3022, pgid = 3022child = 3027, ppid = 3022, pgid = 3022child = 3024, ppid = 3022, pgid = 3022child = 3028, ppid = 3022, pgid = 3022tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps PID TTY TIME CMD 2125 pts/3 00:00:00 bash 3022 pts/3 00:00:00 a.out 3024 pts/3 00:00:00 a.out 3025 pts/3 00:00:00 a.out 3026 pts/3 00:00:00 a.out 3027 pts/3 00:00:00 a.out 3028 pts/3 00:00:00 a.out 3061 pts/3 00:00:00 pstiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ kill 3022 // kill 过程组长[1]+ Terminated ./a.outtiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps PID TTY TIME CMD 2125 pts/3 00:00:00 bash 3024 pts/3 00:00:00 a.out 3025 pts/3 00:00:00 a.out 3026 pts/3 00:00:00 a.out 3027 pts/3 00:00:00 a.out 3028 pts/3 00:00:00 a.out 3149 pts/3 00:00:00 pstiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ kill -- -3022 // kill 过程组tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps PID TTY TIME CMD 2125 pts/3 00:00:00 bash 3163 pts/3 00:00:00 ps过程组深度分析
深刻了解过程组
- 过程组长终止，过程组仍然存在（过程组长仅用于创立新过程组）
- 父过程创立子过程后立刻通过
setpgid()扭转其组标识（PGID）【当须要将子过程设置到其它过程组时】 - 同时，子过程也须要通过
setpgid()扭转本身组标识（PGID）【当须要将子过程设置到其它过程组时】 当子过程调用
exec()后- 父过程无奈通过
setpgid()扭转子过程组标识（PGID） - 只能本身通过
setpgid()扭转其组标识 （PGID）
- 父过程无奈通过
过程组标识设置技巧
试验1：设置子过程为过程组长 为例
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <unistd.h>int main(void){ int pid = 0; printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); if( (pid = fork()) > 0) { int r = setpgid(pid, pid); // ① 子过程设置新的过程组 printf("new: %d, r = %d\n", pid, r); } else if (pid == 0) { setpgid(pid, pid); // ② -> setpgid(0,0) -> setpgid(子过程pid, 用子过程id作为过程组id) sleep(1); printf("child = %d, ppid = %d, pgid =%d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); } else { printf("fork error ...\n"); } return 0;}tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./a.out parent = 3434, ppid = 2125, pgid = 3434new: 3435, r = 0child = 3435, ppid = 1, pgid =3435问：为什么在父子过程都须要调用setpgid呢？
答：为了双保险。
fork 实现之后，无奈确认是父过程先执行还是子过程限制性（古代操作系统个别子过程先执行）。
为了确保不让子过程与父过程在“短暂的工夫内”仍呈现在雷同的过程组中，须要在子过程创立进去之后立刻对 “子过程” 进行过程组设置。
试验2：当子过程调用exec()后,父过程无奈通过setpgid()扭转子过程组标识（PGID）
main.c
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <unistd.h>int main(void){ int pid = 0; printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); if( (pid = fork()) > 0) { int r = setpgid(pid, pid); printf("new: %d, r = %d\n", pid, r); } else if (pid == 0) { char *out = "./helloword.out"; char *const ps_argv[] = {out, NULL}; char *const ps_envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", NULL}; execve(out, ps_argv, ps_envp); } else { printf("fork error ...\n"); } sleep(60); return 0;}helloword.c
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main(void){ printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); printf("hello world\n"); sleep(30); return 0;}tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./a.out &[1] 5660parent = 5660, ppid = 2125, pgid = 5660new: 5662, r = 0 // r 等于 0, 示意父过程 setpgid 调用胜利child = 5662, ppid = 5660, pgid = 5662hello world批改 main.c
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <unistd.h>int main(void){ int pid = 0; printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); if( (pid = fork()) > 0) { int r = 0; sleep(1); // 确保子过程先执行并调用了 execve r = setpgid(pid, pid); printf("new: %d, r = %d\n", pid, r); } else if (pid == 0) { char *out = "./helloword.out"; char *const ps_argv[] = {out, NULL}; char *const ps_envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", NULL}; execve(out, ps_argv, ps_envp); } else { printf("fork error ...\n"); } sleep(60); return 0;}批改 helloword.c
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main(void){ sleep(5); // 期待父过程 setpgid 后再进行后续打印 printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp()); printf("hello world\n"); sleep(30); return 0;}tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./a.out &parent = 5917, ppid = 2125, pgid = 5917tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ new: 5919, r = -1 // r 等于 -1, 示意 setpgid 执行失败child = 5919, ppid = 5917, pgid = 5917 // pgid 也未发生变化hello world会话与终端的关系
Linux 会话（session）
- 用户通过终端登录零碎后产生一个会话
- 会话是一个或多个过程组的汇合
每个会话有一个会话标识 （
SID）- 终端登陆后的第一个过程成为会话首过程，通常是一个
shell/pash - 对于会话首过程 （
session leader）, 其 PID 与 SID 相等
- 终端登陆后的第一个过程成为会话首过程，通常是一个
通厂状况下，会话与一个终端（管制终端）相关联用于执行输入输出操作
- 会话首过程建设与管制终端的连贯（会话首过程又叫做管制过程）
会话中的过程组可分为：
- 前台过程组：可接管管制终端中的输出，也可输入数据到管制终端
- 后盾过程组：所有过程后盾运行，无奈接管终端中的输出，但可输入数据到终端
其中 getty 用于关联终端会话与前后台过程组
会话中的前台过程组
问题
在终端中输出命令后，产生了什么？
- 当命令行（shell）运行命令后创立一个新的过程组
- 如果运行的命令中有多个子命令则创立多个过程（新创建的过程处于新建的过程组中）
命令不带 &
- shell 将新见的过程组设置为前台过程组，并将本人临时设置为后盾过程组
命令带 shell
- shell 将新见的过程组设置为后盾过程组，本人仍旧是前台过程组
什么是终端过程组标识（TPGID）
- 标识过程是否处于一个和终端相干的过程组中
- 前台过程：TPGID == PGID (因为前台过程组可能扭转，TPGID 用于标识以后的前台过程组)
- 后盾过程：TPGID != PGID
- 若过程和任何终端无关：TPGID == -1
通过比拟 TPGID 与 PGID 可判断：一个过程属于前台过程组，还是后盾过程组如果过程组和终端相关联，那么当终端敞开断开连接，过程组的过程将全副完结tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps -ajx | grep TPGID PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND 2125 6933 6932 2125 pts/3 6932 S+ 1000 0:00 grep --color=auto TPGID会话编程深度分析
Linux 会话接口
#include <unistd.h>pid_t getsid(pd_t pid);// 获取指定过程的 SID, (pid == 0) → 以后过程pid_t setpid(void);// 用于创立新会话，其中调用过程不能是过程组长，执行了如下动作：- 创立新会话， SID == PID，调用过程会成为会话首过程（在创立的会话中是惟一过程）
- 创立新过程组， PGID == PID， 调用过程成为过程组长 （在创立的过程组中是惟一过程）
- 调用过程没有管制终端，若调用前关联了管制终端，调用后与管制终端断联
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <unistd.h>int main(void){ int pid = 0; if( (pid = fork()) > 0) { printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid())); printf("new: %d\n", pid); } else if (pid == 0) { setsid(); // 子过程脱离以后会话，创立新的过程会话，新的过程组 sleep(180); printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid())); } else { printf("fork error ...\n"); } sleep(240); return 0;}tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./a.out // 前台运行parent = 7291, ppid = 2125, pgid = 7291, sid = 2125new: 7292^C // ctrl + c 终止前台过程组中的前台过程tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps // 查看以后终端窗口中运行的根本信息，发现没有 a.out PID TTY TIME CMD 2125 pts/3 00:00:00 bash 7361 pts/3 00:00:00 pstiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps -ajx | grep a.out // 显示没有管制终端的过程（-x）， 搜寻 a.out 1 7292 7292 7292 ? -1 Ss 1000 0:00 ./a.out // 7292可知为创立的子过程。? 表明与任何一个终端都不关联，同时 TPGID 为 -1 2125 7383 7382 2125 pts/3 7382 S+ 1000 0:00 grep --color=auto a.outtiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ pstree -p -s -A 7292systemd(1)---a.out(7292) // 父过程终止运行，被初始化过程接管#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <unistd.h>int main(void){ int pid = 0; if( (pid = fork()) > 0) { printf("parent = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid())); printf("new: %d\n", pid); } else if (pid == 0) { setsid(); sleep(3); // 批改此处，不便察看打印 printf("child = %d, ppid = %d, pgid = %d, sid = %d\n", getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(getpid())); } else { printf("fork error ...\n"); } sleep(240); return 0;}tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./a.out parent = 7947, ppid = 2125, pgid = 7947, sid = 2125new: 7948child = 7948, ppid = 7947, pgid = 7948, sid = 7948 // pgid(过程组长)， sid（会话首过程）为以后过程，合乎预期^C // ctrl + c 终止前台过程组中的前台过程tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ps -ajx | grep 7948 1 7948 7948 7948 ? -1 Ss 1000 0:00 ./a.out // ? 表明与任何一个终端都不关联，同时 TPGID 为 -1 2125 8028 8027 2125 pts/3 8027 S+ 1000 0:00 grep --color=auto 7948问题：在上述测试中，子过程创立新会话，与以后终端断开，与任何终端都不关联，那么为什么会在以后终端有输入呢？
只管 setsid 导致子过程再无相关联的终端，但因为 fork 的关系，子过程的 stdout 仍标记的以后所操作的终端上，因而子过程的打印会在以后终端输入
总结：规范输入输出与终端是“无关”的。只不过在默认状况下，规范输入输出和终端挂接到了一起（能够通过重定向使其断连）。（新会话能够没有管制终端，但还是能够有规范输入输出）