mysileng

(1).每個進程都屬于一個進程組。進程組是一個或多個進程的集合，通常它們與一組作業(yè)相關(guān)聯(lián)，可以接受來自同一終端的各種信號。每個進程組都有唯一的進程組ID(整數(shù)，也可以存放在pid_t類型中)。

    #include <unistd.h>

    pid_t getpgrp(void);

       //返回值；調(diào)用進程的進程組ID

    每個進程組都有一個組長進程，組長進程的標識是進程組ID等于其進程ID。組長進程可以創(chuàng)建一個進程組、創(chuàng)建該組中的進程。只有某個進程中有一個進程存在，則該進程就存在，與組長進程是否終止無關(guān)。從進程組創(chuàng)建開始到其中最后一個進程離開為止的時間區(qū)間成為進程組的生存期。進程組中最后一個進程可以終止或者轉(zhuǎn)移到另一個進程組中。

    進程調(diào)用setpgid(setsid也可以)可以參加一個現(xiàn)存的組或者創(chuàng)建一個新進程組

    #include <sys/types.h>

    #include <unistd.h>

    int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid)；

        //返回：若成功則為0，出錯為-1

    這將pid進程的進程組ID設(shè)置為pgid。如果pid是0，則使用調(diào)用者的進程ID。另外，如果pgid是0，則由pid指定的進程ID被用作為進程組ID。如果這兩個參數(shù)相等，則由pid指定的進程變成進程組組長。

    一個進程只能為它自己或它的子進程設(shè)置進程組I D。在它的子進程調(diào)用了exec后，它就不再能改變該子進程的進程組I D。

    在大多數(shù)作業(yè)控制shell中，在fork之后調(diào)用此函數(shù)，使父進程設(shè)置其子進程的進程組ID，然后使子進程設(shè)置其自己的進程組ID。這些調(diào)用中有一個是冗余的，但這樣做可以保證父、子進程在進一步操作之前，子進程都進入了該進程組。否則依賴于哪一個進程先執(zhí)行，就產(chǎn)生一個競態(tài)條件。

    (2).session是一個或多個進程組的集合。

    例如，在shell中:

    $proc1 | proc2 &

    $proc3 | proc4 

那么此時，session中就會有三個進程組存在，分別是{登陸shell(session leader)}，{proc1, proc2}, {proc3, proc4}。   

    進程調(diào)用setsid函數(shù)就可建立一個新對話期。

    #include <sys/types.h>

    #include <unistd.h>

    pid_t setsid(void);

    如果調(diào)用此函數(shù)的進程不是一個進程組的組長，則此函數(shù)創(chuàng)建一個新對話期，結(jié)果為：

(a) 此進程變成該新對話期的對話期首進程（session leader，對話期首進程是創(chuàng)建該對話期的進程）。此進程是該新對話期中的唯一進程。

(b) 此進程成為一個新進程組的組長進程。新進程組ID是此調(diào)用進程的進程ID。

(c) 此進程沒有控制終端。如果在調(diào)用setsid之前此進程有一個控制終端，那么這種聯(lián)系也被解除。

    如果此調(diào)用進程已經(jīng)是一個進程組的組長，則此函數(shù)返回出錯。為了保證不處于這種情況，通常先調(diào)用fork，然后使其父進程終止，而子進程則繼續(xù)。因為子進程繼承了父進程的進程組ID，而其進程ID則是新分配的，兩者不可能相等，所以這就保證了子進程不是一個進程組的組長。

    對話期和進程組有一些其他特性：

    • 一個對話期可以有一個單獨的控制終端（controlling terminal）。這通常是我們在其上登錄的終端設(shè)備（終端登錄情況）或偽終端設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)登錄情況）。

    • 建立與控制終端連接的對話期首進程，被稱之為控制進程（controlling process）。

    • 一個對話期中的幾個進程組可被分成一個前臺進程組（foreground process group）以及一個或幾個后臺進程組（background process group）。前臺進程組接受終端輸入信號。Shell中的作業(yè)控制就是對前后臺進程組的控制，&或Ctrl+Z的進程組就是后臺進程組。

    • 如果一個對話期有一個控制終端，則它有一個前臺進程組，其他進程組則為后臺進程組。

    • 無論何時鍵入中斷鍵（常常是DELETE或Ctrl-C）或退出鍵（常常是Ctrl-\），就會造成將中斷信號或退出信號送至前臺進程組的所有進程。

    • 終端的掛斷信號送至控制進程（對話期首進程。）

    • 系統(tǒng)在登陸時將自動建立控制終端。

    如何分配一個控制終端依賴于實現(xiàn)。在open時，有幾個和控制終端相關(guān)的選項：O_NOCTTY 如果要打開的文件為終端機設(shè)備時，則不會將該終端當成進程控制終端。

    有時不管標準輸入、標準輸出是否重新定向，程序都要與控制終端交互作用。保證程序讀寫控制終端的方法是打開文件/dev/tty，在內(nèi)核中，此特殊文件代表控制終端。如果程序沒有控制終端，則打開此設(shè)備將失敗。

    注意：控制終端只有一個，通?？刂平K端/dev/tty代表當前shell的控制終端，其實是一個指向?qū)嶋H終端設(shè)備的連接。實際的終端設(shè)備可能是tty1,ttyS1或者pst/1.

(3).控制終端與終端

    首先介紹兩個抽象概念:

    tty(終端設(shè)備的統(tǒng)稱):tty一詞源于Teletypes，或者teletypewriters，原來指的是電傳打字機，是通過串行線用打印機鍵盤通過閱讀和發(fā)送信息的東西，后來這東西被鍵盤與顯示器取代，所以現(xiàn)在叫終端比較合適。終端是一種字符型設(shè)備，它有多種類型，通常使用tty來簡稱各種類型的終端設(shè)備。

    pty（偽終端，虛擬終端):遠程telnet到主機或使用xterm時不也需要一個終端交互。

    在Linux系統(tǒng)的設(shè)備特殊文件目錄/dev/下，終端特殊設(shè)備文件一般有以下幾種：

　　1、串行端口終端(/dev/ttySn) 串行端口終端(Serial Port Terminal)是使用計算機串行端口連接的終端設(shè)備。計算機把每個串行端口都看作是一個字符設(shè)備。有段時間這些串行端口設(shè)備通常被稱為終端設(shè)備，因為那時它的最大用途就是用來連接終端。

  　2、偽終端(/dev/pty/) 偽終端(Pseudo Terminal)是成對的邏輯終端設(shè)備(即master和slave設(shè)備, 對master的操作會反映到slave上)。例如/dev/ptyp3和/dev/ttyp3(或者在設(shè)備文件系統(tǒng)中分別是/dev/pty /m3和/dev/pty/s3)。它們與實際物理設(shè)備并不直接相關(guān)。如果一個程序把ptyp3(master設(shè)備)看作是一個串行端口設(shè)備，則它對該端口的讀/ 寫操作會反映在該邏輯終端設(shè)備對應(yīng)的另一個ttyp3(slave設(shè)備)上面。而ttyp3則是另一個程序用于讀寫操作的邏輯設(shè)備。telnet主機A就是通過“偽終端”與主機A的登錄程序進行通信。

    3、控制終端(/dev/tty) 如果當前進程有控制終端(Controlling Terminal)的話，那么/dev/tty就是當前進程的控制終端的設(shè)備特殊文件?？梢允褂妹?#8221;ps –ax”來查看進程與哪個控制終端相連。對于你登錄的shell，/dev/tty是你當前的控制終端，設(shè)備號是(5,0)。使用命令”tty”可以查看它具體對應(yīng)哪個實際終端設(shè)備。/dev/tty有些類似于到實際所使用終端設(shè)備的一個聯(lián)接。在當前的控制終端的讀寫都會寫到當前的終端設(shè)備中，例如echo "hello" > /dev/tty ，都會直接顯示在當前的終端中。而cat </dev/tty會從當前終端讀取輸入(行緩沖)并輸出出來。

    4、控制臺終端(/dev/ttyn, /dev/console) 在Linux 系統(tǒng)中，計算機顯示器通常被稱為控制臺終端(Console)。它仿真了類型為Linux的一種終端(TERM=Linux)，并且有一些設(shè)備特殊文件與之相關(guān)聯(lián)：tty0、tty1、tty2 等。當你在控制臺上登錄時，使用的是tty1。使用Alt+[F1—F6]組合鍵時，我們就可以切換到tty2、tty3等上面去。tty1–tty6等稱為虛擬終端，而tty0則是當前所使用虛擬終端的一個別名，系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息會發(fā)送到該終端上（這時也叫控制臺終端）。因此不管當前正在使用哪個虛擬終端，系統(tǒng)信息都會發(fā)送到控制臺終端上。/dev/console即控制臺，是與操作系統(tǒng)交互的設(shè)備，系統(tǒng)將一些信息直接輸出到控制臺上。目前只有在單用戶模式下，才允許用戶登錄控制臺。

    5、虛擬終端(/dev/pts/n)在Xwindows模式下的偽終端.如我在Kubuntu下用konsole，就是用的虛擬終端，用tty命令可看到/dev/pts/1。

    6、其它類型Linux系統(tǒng)中還針對很多不同的字符設(shè)備存在有很多其它種類的終端設(shè)備特殊文件。例如針對ISDN設(shè)備的/dev/ttyIn終端設(shè)備等。

(4).幾個常用的終端相關(guān)命令

(a). 在ubuntu等發(fā)行版本中，圖形界面下Ctrl+Alt+F1-F6是打開tty1-6的終端()。在tty1-6這些終端下Alt1-6是切換終端，Alt+F7進入圖形界面。

(b). 可以通過ps -t的方式查看其他終端進程（這些終端在初始進入時候?qū)儆趃etty狀態(tài)，由于tty1終端尚未登錄所以運行g(shù)etty。而且沒有其他進程使用tty1終端）:

    $ps -t tty1

    PID TTY          TIME CMD

    1524 tty1     00:00:00 getty

(c). 可以使用shell的tty命令來識別現(xiàn)在使用的終端：

    $ tty

    /dev/pts/0

(d). stty - set tty, change and print terminal line settings

$stty -a    命令用于檢查和修改當前控制終端的通信參數(shù)。UNIX系統(tǒng)為鍵盤的輸入和終端的輸出提供了重要的控制手段，可以通過stty命令對特定終端或通信線路設(shè)置選項.

$stty tostop        #[-]tostop  STOP嘗試向終端寫入數(shù)據(jù)的后臺任務(wù)。(SIGTTOU)

$echo "hello world" &   #試圖輸出的進程會被終止

[1] 3063

$ fg

echo "hello world"

hello world

$ stty -tostop

$ echo "hello world" &

[1] 3065

hello world     #不STOP結(jié)果直接被輸出出來。

$ jobs

[1]+  完成                 echo "hello world"

所有選項，-option_name是關(guān)閉，option_name是打開。對于控制終端的設(shè)置也是管理中重要的工作之一。

(4).需要有一種方法來通知內(nèi)核哪一個進程組是前臺進程組，這樣，終端設(shè)備驅(qū)動程序就能了解將終端輸入和終端產(chǎn)生的信號送到何處。

    #include <termios.h>

    #include <unistd.h>

    int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);   //成功則返回與終端文件描述符fd相關(guān)聯(lián)的前臺進程的組ID，出錯則返回-1。

    int tcsetattr(int fd, int optional_actions, const struct termios *termios_p);   //成功則返回0，出錯則返回-1

    //struct termios定義一和終端相關(guān)的標識字段，例忽略BREAK鍵，忽略校驗等等。

    大多數(shù)應(yīng)用程序不直接調(diào)用這兩個函數(shù)，它們通常由作業(yè)控制shell調(diào)用。

(1).允許在一個終端上起動多個作業(yè)(進程組)，控制哪一個作業(yè)可以存取該終端，以及哪些作業(yè)在后臺運行。作業(yè)控制要求三種形式的支持：

(a).支持作業(yè)控制的shell。

(b).內(nèi)核中的終端驅(qū)動程序必須支持作業(yè)控制。

(c).必須提供對某些作業(yè)控制信號的支持。

三個特殊字符可使終端驅(qū)動程序產(chǎn)生信號，并將它們送至前臺進程組，它們是：

• 中斷字符（一般采用DELETE或Ctrl-C）產(chǎn)生SIGINT。

• 退出字符（一般采用Ctrl-\）產(chǎn)生SIGQUIT。

• 掛起字符（一般采用Ctrl-Z）產(chǎn)生SIGTSTP。

(2).不支持作業(yè)控制的Shell

    對于不支持作業(yè)控制的Shell,例如bsh,它的命令和它自身的進程處于同一個會話和前臺進程組。在后臺執(zhí)行的命令(&)和管道命令的進程依然和Shell是同一個進程組。

    如果一個后臺進程試圖取走終端，例如cat > temp &。在有作業(yè)控制時，后臺作業(yè)被放在后臺進程組中。如果后臺作業(yè)試土讀控制終端，則會產(chǎn)生信號SIGTTIN。在沒有作業(yè)控制時，其處理方法是如果該進程自己沒有重定向標準輸入，則Shell會自動將標準輸入重定向到/dev/null。讀/dev/null則會產(chǎn)生一個EOF讓cat讀到文件末尾，正常結(jié)束。另外，管道執(zhí)行的結(jié)構(gòu)圖如下：

<圖>

(3).支持作業(yè)控制的Shell

$ ps -o pid -o ppid -o sid -o pgid -o command

  PID  PPID   SID  PGID COMMAND

 2074  2068  2074  2074 /bin/bash

 2580  2074  2074  2580 ps -o pid -o ppid -o sid -o pgid -o command

可以看出它們有不同的PGID。對于管道命令，他們屬于同一個進程組:

$ ps -o pid -o ppid -o sid -o pgid -o command | cat

  PID  PPID   SID  PGID COMMAND

 2074  2068  2074  2074 /bin/bash

 2584  2074  2074  2584 ps -o pid -o ppid -o sid -o pgid -o command

 2585  2074  2074  2584 cat

(4).SIGHUP信號

    SIGHUP會在以下3種情況下被發(fā)送給相應(yīng)的進程：

1、終端關(guān)閉時，該信號被發(fā)送到session首進程以及作為job提交的進程（即用& 符號提交的進程）

2、session首進程退出時，該信號被發(fā)送到該session中的前臺進程組中的每一個進程

3、若父進程退出導致進程組成為孤兒進程組，且該進程組中有進程處于停止狀態(tài)（收到SIGTSTP信號），SIGHUP會被發(fā)送到該進程組中的每一個進程。

    系統(tǒng)對SIGHUP信號的默認處理是終止收到該信號的進程。所以若程序中沒有捕捉該信號，當收到該信號時，進程就會退出。

    If a controlling process exits, the system revokes further access to the controlling terminal and sends a SIGHUP signal to the foreground process group. If a process such as a job-control shell exits, each process group that it created will become an orphaned process group。

(5).bash作業(yè)控制命令

(a). nohup:使用nohup讓程序永遠后臺運行

   由于很多程序不是守護進程，我們又想讓它在后臺運行，不受SIGHUP信號影響(例如shell退出或者終端連接斷開)，那么使用nohup命令。

    $nohup sleep 100 &

    $appending output to nohup.out  #無論是否將命令重定向輸出輸出終端，輸出都將附加到當前目錄的nohup文件中。

    $ps -t pts/0

    #可以看到sleep 100進程終端為pts/0

    $exit

   然后打開另一終端：

   $ tty

    /dev/pts/1

    $ ps -ef | grep sleep | grep -v grep

    luffy     4171     1  0 18:12 ?        00:00:00 sleep 100

    #100秒后再次查詢，結(jié)果為空。說明進程正常退出   

(b). 作業(yè)號%n：支持作業(yè)控制的Shell可以識別%+作業(yè)號的作業(yè)進程

例如:

$ sleep 10&

[1] 4294

$ %1        #bring %1 to front,same as fg %1

sleep 10

(c).$fg 則將第一個作業(yè)放到前臺。fg %n

(d).bg 將一個在后臺暫停的命令，變成繼續(xù)執(zhí)行 如果后臺中有多個命令，可以用bg %jobnumber將選中的命令調(diào)出，%jobnumber是通過jobs命令查到的后臺正在執(zhí)行的命令的序號(不是pid)。

(e).jobs

(f). ctrl+z or &

(6).Linux讓進程在后臺執(zhí)行

(a). nohup命令:略

(b). setsid命令. 如果我們的進程不屬于接受HUP 信號的終端的子進程，那么自然也就不會受到HUP 信號的影響了。setsid 就能幫助我們做到這一點。系統(tǒng)調(diào)用setsid()請見前面。

$setsid ping www.baidu.com

$ PING www.a.shifen.com (119.75.218.70) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 119.75.218.70: icmp_req=1 ttl=54 time=1.88 ms

......

^C

64 bytes from 119.75.218.70: icmp_req=3 ttl=54 time=1.65 ms

64 bytes from 119.75.218.70: icmp_req=4 ttl=54 time=1.92 ms

......

輸出信息會不斷出現(xiàn)在這個終端，由于這個進程已經(jīng)不是這個Shell的會話了，所以Ctrl+C不能終止這個進程。就算關(guān)閉整個終端，程序也會繼續(xù)執(zhí)行。

在另一個終端將它終止 ：

$ ps -e -o pid -o sid -o pgid -o command | grep ping | grep -v grep

 4474  4474  4474 ping www.baidu.com

#可以看出sid=pid.由于是

$ kill -SIGKILL 4396

$ ps -ef | grep ping |grep -v grep

進程被kill掉。

(c).(&)

subshell:一個或多個命令包含在（）里執(zhí)行就能讓他們在子shell中執(zhí)行。所以讓在子shell中執(zhí)行的作業(yè)用jobs看不到，自然也不會接收任何hup信號。例如:

$(ping www.baidu.com &)

(d).disown

對于已經(jīng)提交出去的命令，使用作業(yè)調(diào)度disown來達到目的：

用disown -h jobspec 來使某個作業(yè)忽略HUP信號。

用disown -ah 來使所有的作業(yè)都忽略HUP信號。

用disown -rh 來使正在運行的作業(yè)忽略HUP信號。

# cp -r testLargeFile largeFile &

[1] 4825

# jobs

[1]+  Running                 cp -i -r testLargeFile largeFile &

# disown -h %1

# ps -ef |grep largeFile

root      4825   968  1 09:46 pts/4    00:00:00 cp -i -r testLargeFile largeFile

root      4853   968  0 09:46 pts/4    00:00:00 grep largeFile

# logout  

對于正在運行，沒有加&放到后臺運行的程序可以先ctrl+Z停止進程，然后用bg %n讓這個作業(yè)繼續(xù)執(zhí)行。再用disown忽略hup信號。

(e). screen終端模擬器，功能強大這里只簡單介紹。

沒有啟動screen的進程樹 ：

$ ping www.baidu.com >~/temp.output &

[1] 4962

$ pstree -H 4962        #讓指定的進程高亮顯示

init─┬─/usr/bin/termin─┬─bash

     │                ├─bash─┬─ping

......

在使用了screen的進程樹

# screen -r Urumchi

# ping www.ibm.com &

[1] 9488

# pstree -H 9488

init-+-/usr/bin/termin-+-bash

     |                 |-bash-+-ping

     |                 |      `-screen---screen-+-bash

Reference:

APUE

man

Stty使用一技    http://fanqiang.chinaunix.net/a1/b4/20020606/060200245.html

Linux中的終端、控制臺、tty、pty等概念    http://news.newhua.com/news1program_language/2010/623/10623141048745773199BCF0CFH6AKB9930IGCFKHBH4IBE65IDFI07F.html

IBM文庫-Linux 技巧：讓進程在后臺可靠運行的幾種方法http://www.ibm.com/developerworks/