Linux 的进程组、会话、守护进程

一、进程组ID

每个进程都属于一个进程组。每个进程组有一个领头进程。进程组是一个或多个进程的集合，通常它们与一组作业相关联，可以接受来自同一终端的各种信号。每个进程组都有唯一的进程组ID(整数，也可以存放在pid_t类型中)。进程组由进程组ID来唯一标识。除了进程号外（PID）之外，进程组ID也是一个进程的必备属性之一。

getpgrp: 获得进程组 id, 即领头进程的 pid
#include <unistd.h>
pid_t getpgrp(void);
//返回值；调用进程的进程组ID

#include<unistd.h>
pid_t getpgid(pid_t pid);
//若成功返回进程组id，失败则返回-1.

每个进程组都有一个组长进程，组长进程的进程号等于进程组ID。组长进程可以创建一个进程组、创建该组中的进程。只要某个进程组中有一个进程存在，则该进程组就存在，与组长进程是否终止无关。从进程组创建开始到其中最后一个进程离开为止的时间区间成为进程组的生存期。进程组中最后一个进程可以终止或者转移到另一个进程组中。
显示子进程和父进程的组id

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

int main() {
    pid_t pid;

    if ((pid=fork())<0) {
        printf("fork error!");
    }else if (pid==0) {
        printf("The child process PID is %d.\n",getpid());
        printf("The Group ID is %d.\n",getpgrp());
        printf("The Group ID is %d.\n",getpgid(0));
        printf("The Group ID is %d.\n",getpgid(getpid()));
        exit(0);
    }

    sleep(3);
    printf("The parent process PID is %d.\n",getpid());
    printf("The Group ID is %d.\n",getpgrp());

    return 0;
}

程序执行的结果：

二、会话
会话是一个或多个进程组的集合。例如：

#include<unistd.h>
pid_t setsid(void);
如果调用此函数的进程不是一个进程组的组长，则此函数就会创建一个新的会话，结果发生三件事：
1、该进程变成新会话的首进程。此时，该进程是新会话中唯一的进程。
2、该进程成为一个进程组的组长进程。新的进程组ID就是调用进程的ID。
3、该进程没有控制终端。如果在调用setsid之前该进程有一个控制终端，那么这种联系也会断掉。
如果该进程已经是一个进程组的组长，则此函数返回错误。为了保证不会发生这种事情，通常先调用fork，然后使其父进程终止，而子进程则继续。因为子进程继承了父进程的组ID，而其ID是新分配，两者不可能相等，所以就保证了子进程不会是一个进程组长。

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

int main() {
    pid_t pid;

    if ((pid=fork())<0) {
        printf("fork error!");
        exit(1);
    }else if (pid==0) {
        printf("The child process PID is %d.\n",getpid());
        printf("The Group ID of child is %d.\n",getpgid(0));
        printf("The 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("The child process PID is %d.\n",getpid());
        printf("The Group ID of child is %d.\n",getpgid(0));
        printf("The Session ID of child is %d.\n",getsid(0));
        sleep(20);
        exit(0);
    }

程序执行的结果：

三、守护进程
在linux或者unix系统中在系统的引导的时候会开启很多服务，这些服务就叫做守护进程。为了增加灵活性，root可以选择系统开启的模式，这些模式叫做运行级别，每一种运行级别以一定的方式配置系统。 守护进程是脱离于终端并且在后台运行的进程。守护进程脱离于终端是为了避免进程在执行过程中的信息在任何终端上显示并且进程也不会被任何终端所产生的终端信息所打断。

守护进程编程步骤
　　1. 创建子进程，父进程退出
　　　　•所有工作在子进程中进行
　　　　•形式上脱离了控制终端
　　2. 在子进程中创建新会话
　　　　•setsid()函数
　　　　•使子进程完全独立出来，脱离控制
　　3. 改变当前目录为根目录
　　　　•chdir()函数
　　　　•防止占用可卸载的文件系统
　　　　•也可以换成其它路径
　　4. 重设文件权限掩码
　　　　•umask()函数
　　　　•防止继承的文件创建屏蔽字拒绝某些权限
　　　　•增加守护进程灵活性
　　5. 关闭文件描述符
　　　　•继承的打开文件不会用到，浪费系统资源，无法卸载
　　　　•getdtablesize()
　　　　•返回所在进程的文件描述符表的项数，即该进程打开的文件数目

该实例首先创建了一个守护进程，然后让该守护进程每个10s在/tmp/dameon.log中写入一句话。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
       
#define MAXFILE 65535
int main()
{
 pid_t pc;
 int i,fd,len;
 char *buf="This is a Dameon\n";
 len =strlen(buf);
 pc=fork();
 if(pc<0){
  printf("error fork\n");
  exit(1);
 }else if(pc>0)
 exit(0);
 setsid();
 chdir("/");
 umask(0);
 for(i=0;i<MAXFILE;i++)
  close(i);
 while(1){
  if((fd=open("/tmp/dameon.log",O_CREAT|O_WRONLY|O_APPEND,0600))<0){
   perror("open");
   exit(1);
   }
  write(fd, buf, len+1);
  close(fd);
  sleep(10);
 }
}

我们可以看到程序每个10s就在对应的文件中写入内容。