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文章专栏-NET 永不休眠#xff1a;Linux 守护进程的工作原理 个人主页#xff1a;chian-ocean文章专栏-NET 前言进程信息字段含义进程组ID#xff08;PGID#xff09;会话ID#xff08;SID#xff09; 前后台进程定义后台进程的特点 前…个人主页chian-ocean
文章专栏-NET 永不休眠Linux 守护进程的工作原理 个人主页chian-ocean文章专栏-NET 前言进程信息字段含义进程组IDPGID会话IDSID 前后台进程定义后台进程的特点 前后台进程的操作jobs显示后台作业fg将后台作业带回前台bg将后台作业带回前台 守护进程守护进程的特点编写守护进程 前言 在 Linux 系统中守护进程Daemon是指那些在后台运行的进程通常不与用户直接交互而是提供某种服务或者完成系统任务。守护进程通常在系统启动时启动并在系统运行时持续存在。 进程信息字段含义 字段含义用途示例PPID父进程 ID表示当前进程的父进程的进程 ID。帮助追踪进程的父子关系。23449PID进程 ID唯一标识当前进程。通过 PID 可以管理进程。24284PGID进程组 ID标识当前进程所在的进程组。用于管理相关进程。24284SID会话 ID标识当前进程所属的会话 ID。会话是共享同一个控制终端的进程集合。23449TTY终端类型指当前进程所使用的终端设备。pts/0TPGID控制终端的进程组 ID标识该进程所属的控制终端的进程组。24284STAT进程状态表示进程当前的状态。常见状态包括休眠、运行、停止等。SUID用户 ID表示当前运行该进程的用户的标识符。1000TIME进程占用的 CPU 时间显示该进程使用的 CPU 时间格式为“分钟:秒”。0:00COMMAND执行的命令显示当前进程正在执行的命令或程序。sleep 100
进程组IDPGID PGID进程组 ID 表示进程所在的进程组的标识符。在该输出中所有进程的 PGID 都是 25091说明这些进程都属于同一个进程组。 这个进程组的 leader进程组长 是 PID 25091它的 PGID 值是它自己的 PID也就是说这个进程PID 25091是该进程组的领导者。该进程组中的其他进程例如 PID 25092、25093都是由该进程创建的它们与进程组共享同一个 PGID。
为什么 PGID 相同?
进程组是一个将多个相关进程组织在一起的机制。在这个例子中sleep 100 进程的多个实例PID 25091、25092、25093都属于同一个进程组它们的 PGID 是相同的。这种设计允许操作系统同时管理多个进程比如向整个进程组发送信号进行进程组控制等。
会话IDSID 在这里面我们创建了三个会话SID 分别为 22449、22403、25410分别控制着不同的终端 TTY
在此会话中我们执行
sleep 100 | sleep 100 | sleep 100 观察进程 sleep 的 SID 24003
所有显示的 sleep 进程的 SID 都是 24003。这表明所有这些 sleep 进程属于同一个会话即它们共享相同的会话 ID。SID 表示这些进程是同一个会话中的进程会话中的所有进程都具有相同的 SID。
bash : 会话的领导者
会话的 SID 通常等于会话的 leader会话领导进程的 PID。因此SID 24003 表明会话中的领导进程的 PID 是 24003。这个进程的 PID 会作为会话的 SID。这些 sleep 进程的 SID 为 24003表明它们是由 PID 24003 启动的进程所创建并且它们共享该会话。
前后台进程
定义
前台进程 是那些直接与用户交互并占用当前终端的进程通常它们会接收用户输入并显示输出。
#include iostream
#include unistd.h using namespace std; int main ()
{ while(1) { cout hello proc endl; sleep(1); } return 0;
}执行代码在前台进程执行指令./文件名 后台进程 则是在后台运行的进程它们不直接与用户交互不占用终端通常用于执行长时间运行的任务如守护进程或定时任务。 如果在后台进程的执行的指令就是
./文件名 后台进程的特点 不占用终端后台进程不会占用当前的控制终端即用户的输入输出设备。当你将一个进程放入后台运行时终端仍然可以用来执行其他命令。 不与用户交互后台进程不直接与用户交互因此它不会阻塞终端的使用。例如你可以在后台运行一个长时间的下载任务而继续在前台执行其他任务如编辑文件、查看文件等。 异步执行后台进程通常是异步执行的即它们独立于当前正在运行的进程执行不会干扰前台进程的执行
前后台进程的操作
jobs显示后台作业 当前证明有11个任务在同时跑。
fg将后台作业带回前台
fg -进程编号分析
后台运行程序执行了 ./a.out 该命令将程序 a.out 在后台运行并返回了进程号 [1] 27998表示后台程序正在运行。查看输出输入了 hello proc终端多次显示了这个字符串可能是 a.out 程序的输出内容。调到前台使用 fg 1 将后台运行的程序作业号 1调到前台使其开始在前台运行。此时可以看到程序输出持续显示。终止程序按下 CTRL C中断信号终止了在前台运行的程序。
bg将后台作业带回前台
bg -进程编号分析 ./a.out执行这个命令来运行已编译的程序 a.out。程序打印了三次 hello proc 到终端。 ^Z这是一个键盘快捷键用来暂停停止正在运行的程序。程序被挂起并显示消息 [1] Stopped表示该进程已暂停。 bg 1bg 命令用于将停止的进程此处为作业号 1恢复到后台继续运行。这样程序就可以继续执行而不会占用终端。 ./a.out 程序现在在后台运行输出继续显示 hello proc。
守护进程
守护进程Daemon是计算机中在后台运行的一个长期存在的进程通常在操作系统启动时自动启动并在系统关闭时停止。它不与用户直接交互而是负责执行一些后台任务如定时任务、系统监控、服务提供等。
守护进程的特点
后台运行守护进程不与终端直接交互它们在后台运行并且不会因用户登出而终止。、自启动和长期运行大多数守护进程在系统启动时自动启动并且通常会一直运行直到系统关闭或守护进程被手动停止。与终端分离守护进程通常会与终端或控制台分离这意味着它们不依赖于任何终端会话甚至在用户退出登录后也会继续运行。
编写守护进程
#pragma once // 防止该头文件被多次包含#include iostream // 引入输入输出流库
#include unistd.h // 引入Unix标准函数库比如fork, setsid等
#include string // 引入C标准字符串库
#include signal.h // 引入信号处理库signal相关函数
#include sys/types.h // 包含系统数据类型pid_t等
#include sys/stat.h // 引入文件状态和权限库
#include fcntl.h // 引入文件控制库const std::string nullfile /dev/null; // 定义一个常量 nullfile表示 Unix 系统中的空设备文件 /dev/nullvoid daemon(const std::string chdir )
{// 忽略一些常见的信号signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // 忽略子进程结束信号不需要等待子进程signal(SIGPIPE, SIG_IGN); // 忽略管道破裂信号signal(SIGSTOP, SIG_IGN); // 忽略停止信号通常用户发送的 CtrlZ// 将当前进程变为独立会话的领导者if (fork() 0){// 父进程退出子进程继续exit(1);}setsid(); // 创建新的会话脱离终端成为会话领导者// 如果传入了工作目录路径尝试更改目录权限if (!chdir.empty())chmod(chdir.c_str(), 0777); // chmod 需要传递权限值参数这里假设为 0777// 打开 /dev/null 设备文件以只读方式打开int fd open(nullfile.c_str(), O_RDONLY);if (fd 0){// 将标准输入、输出和错误输出重定向到 /dev/nulldup2(0, fd); // 将标准输入fd 0重定向到 /dev/nulldup2(1, fd); // 将标准输出fd 1重定向到 /dev/nulldup2(2, fd); // 将标准错误输出fd 2重定向到 /dev/nullclose(fd); // 关闭文件描述符}
}忽略异常信号守护进程通常不会干扰终端信号因此忽略了与子进程、管道破裂和停止信号相关的信号。脱离终端通过 fork() 和 setsid() 创建一个新的会话使得守护进程不再受控制终端影响。修改工作目录尝试修改工作目录但代码存在错误应改为 chdir()。重定向输入输出将标准输入、输出和错误输出重定向到 /dev/null避免进程与终端交互。
