Unix环境高级编程(八)进程关系

　　本章看后给人似懂非懂的感觉，主要是不知道实际当中如何去使用。通过前面几章的学习，每个进程都有一个父进程，当子进程终止时，父进程得到通知并取得子进程的退出状态。先将本章基本的知识点总结如下，日后再看时候好好总结一下。

1、终端登录

　　介绍了有终端登录Unix系统的过程。通过init进程读文件/etc/ttys，fork一个子进程调用exec执行getty程序进行登录，当用户输入完用户名后，getty的工作完成了，然后调用login程序，类似execle("/bin/login","login","-p",username,(char *)0,envp)。

2、网络登录

　　经由内核的网络接口驱动程序，使用伪终端驱动程序，BSD中由inetd进程等待网络连接。具体过程为：inti进程调用一个shell，启动守护进程inetd，等待TCP/IP连接请求达到主机，当一个连接请求到达时，fork一个子进程进行执行相关程序。

3、进程组

　　每个进程除了拥有一个进程ID外，还属于一个进程组，进程组是一个或多个进程的集合，每个进程组有一个唯一的进程组ID,可以通过getpgrp函数获取。每个进程组可以有一个组长进程，其进程组ID等于其进程ID。组长进程可以创建一个进程组，创建改组中的进程。通过setpgid函数添加一个现有的组或者创建一个新进程组。

4、会话

　　会话(session)是一个或者多个进程组的集合，通常是由shell的管道线将几个进程编程一组。进程调用setsid函数创建一个新会话，getsid函数返回调用进程的会话首进程的进程组ID。

5、控制终端

　　一个会话可以用一个控制终端；建立与控制终端连接的会话首进程称为控制进程；一个会话中的几个进程组可以分为前台进程组和后台进程组；一个会话中只有一个前台进程组，但可以有多个后台进程组；中断（Ctrl+C，SIGINT）、退出（Ctrl+/，SIGQUIT）和挂起（Ctrl+Z，SIGTSTP）字符产生的信号发送到前台进程组。

6、作业控制

　　在一个终端上启动多个作业（进程组），控制作业在前后台运行。作业控制需要3个方面的支持和协作：（1）Shell本身的支持；（2）内核的终端驱动程序的支持；（3）内核对作业控制信号的支持。

7、shell执行程序

　　采用ps命令输出进程ID，父进程ID，进程组ID，会话ID，命令。

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

8、孤儿进程组

　　一个父进程已经终止的进程称为孤儿进程(orphan process)，这种进程由init进程收养。当一个控制进程结束后，其控制终端也会被释放，其他的session可以使用该终端作为控制终端。为了防止旧session中的进程尝试继续使用该终端，提出了孤儿进程组的概念。孤儿进程组就是指那些session leader已经终止，却还在继续执行的进程组。当进程组成为孤儿进程组时，内核会发送SIGHUP信号到该进程组中的所有进程。对于SIGHUP信号，默认情况下是终止进程。但用户可以捕捉此信号，从而不被终止，但是还是不能访问终端。孤儿进程组定义：改组中每个成员的父进程要么是该组的一个成员，要么不是该组所属会话的成员。一个进程组不是孤儿进程组的条件是：该组有一个进程，它的父进程在属于同一会话的另一个组中。

创建一个孤儿进程组程序如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <sys/wait.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 #include <sys/types.h>
 6 #include <errno.h>
 7 #include <signal.h>
 8
 9 static void sig_hup(int signo)
10 {
11     printf("SIGHUP received,pid = %d\n",getpid());
12 }
13
14 static void pr_ids(char *name)
15 {
16     printf("%s: pid = %d,ppid = %d,pgrp = %d,tpgrp = %d\n",
17            name,getpid(),getppid(),getpgrp(),tcgetpgrp(STDIN_FILENO));
18     fflush(stdout);
19 }
20
21 int main()
22 {
23     char    c;
24     pid_t   pid;
25
26     pr_ids("parent");
27     if((pid = fork()) < 0)
28     {
29         perror("fork() error");
30         exit(-1);
31     }
32     else if(pid > 0)
33     {
34         sleep(5);
35         exit(0);
36     }
37     else
38     {
39         pr_ids("child");
40         signal(SIGHUP,sig_hup);
41         kill(getpid(),SIGTSTP);
42         pr_ids("child");
43         if(read(STDIN_FILENO,&c,1) != 1)
44             printf("read error form controlling tty,errno = %d\n",errno);
45         exit(0);
46     }
47 }

执行结果如下：

补充一下：

PID = 进程ID （由内核根据延迟重用算法生成）
PPID = 父进程ID（只能由内核修改）
PGID = 进程组ID（子进程、父进程都能修改）
SID = 会话ID（进程自身可以修改，但有限制，详见下文）
TPGID= 控制终端进程组ID（由控制终端修改，用于指示当前前台进程组）

僵尸进程：先于父进程终止，但是父进程没有对其进行善后处理（获取终止子进程有关信息，释放它仍占有的资源）。消灭僵尸进程的唯一方法是终止其父进程。
孤儿进程：该进程的父进程先于自身终止。其特点是PPID=1（init进程的ID）。一个孤儿进程可以自成孤儿进程组。

进程属于一个进程组，进程组属于一个会话，会话可能有也可能没有控制终端