Linux会话和守护进程
2022-02-25 # 学习笔记 # Linux # 学习笔记 # Linux

Linux会话与守护进程

会话（Session）

会话：多个进程组的集合。

概念：

一个session对应着一个控制终端, 我们常见的 Linux session 一般是指 shell session。Shell session 是终端中当前的状态，在终端中只能有一个 session。当我们打开一个新的终端时，总会创建一个新的 shell session。

就进程间的关系来说，session 由一个或多个进程组组成。一般情况下，来自单个登录的所有进程都属于同一个 session。

Session 中的每个进程组被称为一个 job，有一个 job 会成为 session 的前台 job(foreground)，其它的 job 则是后台 job(background)。

前台job主要负责通过控制终端与用户进行交互，而后台job主要负责周期性的执行某项任务，例如输出内容，监听某个端口。

每个 session 连接一个控制终端(control terminal)，控制终端中的输入被发送给前台 job，从前台 job 产生的输出也被发送到控制终端上。同时由控制终端产生的信号，比如 ctrl + z 等都会传递给前台 job。

一般情况下 session 和终端是一对一的关系，当我们打开多个终端窗口时，实际上就创建了多个 session。

意义：

Session 的意义在于：多个工作(job)在一个终端中运行，其中的一个为前台 job，它直接接收该终端的输入并把结果输出到该终端。其它的 job 则在后台运行。有效的实现了对进程组的分组管理。就如同进程组的存在可以方便向一组特定的进程发送信号，会话也可以很好的实现这种分组的功能。进程组和会话的发明是为了更好的实现工作控制。

操作：

getsid 函数：

获取当前进程的会话 id

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pid_t getsid(pid_t pid)

成功返回调用进程会话 ID，失败返回-1。

setsid 函数：

创建一个会话，并以自己的 ID 设置进程组 ID，同时也是新会话的 ID

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pid_t setsid(void)

成功返回调用进程的会话 ID，失败返回-1。

创建注意事项：

  1. 调用进程不能是进程组组长，该进程变成新会话首进程
  2. 该进程成为一个新进程组的组长进程
  3. 需要 root 权限（ubuntu 不需要）
  4. 新会话丢弃原有的控制终端，该会话没有控制终端
  5. 该调用进程是组长进程，则出错返回
  6. 建立新会话时，先调用 fork，父进程终止，子进程调用 setsid

补充：一个进程组的id为进程组长的id，如果是父进程fork出了子进程。那么父进程即为这一进程组的组长进程。因为创建会话的调用进程不能为组长进程。因此需要用子进程创建新的会话。

为什么进程组组长不能创建会话：

进程组ID是进程组组长的PID.会话ID是会话首进程的PID.成功调用setsid()之后,进程组ID,会话ID和PID应该相同.

但是,对于进程组负责人,进程组ID已等于PID.如果能够调用setsid(),则它的进程组ID保持不变,因此：

>进程组组长属于新会话；

>其他进程组成员属于旧会话.

因此,在这种情况下,我们有一个进程组,其成员属于不同的会话. POSIX希望禁止这种情况。

为什么禁止：

控制终端会将信号发送给前台进程组。

只有当进程组里面的所有进程共享同一控制终端的时候，发送的信号才对其有意义.

所以规定，来自同一会话的所有进程共享同一控制终端，来自不同会话的进程不能共享同一控制终端

因此,如果我们要求进程组的所有成员共享同一控制终端，则我们还应要求它们成为同一会话的成员.

守护进程

概念

守护进程（daemon 进程）通常运行于操作系统后台，脱离控制终端。一般不与用户直接交互。周期性的等待某个事件发生或周期性执行某一动作。 不受用户登录注销影响。通常采用以 d 结尾的命名方式，例如httpd等。

创建：

守护进程创建步骤：

  1. fork 子进程，让父进程终止。
  2. 子进程调用 setsid() 创建新会话
  3. 通常根据需要，改变工作目录位置 chdir()， 防止目录被卸载。
  4. 通常根据需要，重设 umask 文件权限掩码，影响新文件的创建权限。
  5. 通常根据需要，关闭/重定向 文件描述符
  6. 执行守护进程的业务逻辑

实例：

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#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

void sys_err(const char* str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	pid_t pid;
	int ret, fd;

	//创建子进程并结束父进程
	pid = fork();
	if (pid > 0) exit(0);
	if (pid == -1) sys_err("fork error");
	
	//创建新会话
	pid = setsid();
	if (pid == -1) sys_err("setsid error");

	//改变工作目录
	ret = chdir("/home/shiji/projects");
	if (ret == -1) sys_err("chdir error");

	//改变文件访问权限掩码
	umask(0022);

	//关闭标准输入文件描述符
	close(STDIN_FILENO);

	//将标准输入和标准错误文件描述符重定向至空洞文件
	fd = open("/dev/null", O_RDWR);
	if (fd == -1) sys_err("open error");

	dup2(fd, STDOUT_FILENO);
	dup2(fd, STDERR_FILENO);

	//模拟守护进程任务
	while (1);
}

运行效果：

用ps ajx查看，结果如下：

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