Linux进程关系

电子设计联盟 · 发表于 2024-11-20 08:00:00

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在 Linux 系统中，每个进程都拥有一个唯一的标识符，即进程号（PID，Process ID），并有其独特的生命周期。

每个进程都有一个父进程，而父进程也可能有更上一级的父进程，最终可以追溯到系统的根进程 init，形成一个进程家族树。

当子进程结束时，父进程能够接收子进程的终止通知，并获取其退出状态。

除此之外，Linux 系统中的进程之间还存在其他层次关系，如进程组和会话。

它们可以进一步拓展进程之间的关系，不仅局限于独立进程或父子进程关系，还包括进程组和会话等。
1
无关系
两个进程之间没有任何依赖关系，彼此独立运行，互不干扰。这类进程可以单独运行和终止，彼此之间没有任何联系。
2
父子进程关系
父子进程关系是通过 fork() 系统调用创建的。

调用 fork() 的进程称为父进程，而被 fork() 创建出来的新进程称为子进程。父进程和子进程可以通过共享部分资源（如文件描述符）进行协作。

如果父进程在子进程之前终止，则子进程会被操作系统的 init 进程（PID 为 1）接管，此时 init 会成为其新的父进程，保证子进程的状态能够被处理。
3
进程组
每个进程除了有自己的进程 ID（PID）和父进程 ID（PPID）外，还隶属于一个进程组，其进程组 ID（PGID）用来标识它所属的进程组。进程组是为了简化多个进程的管理。

例如，如果系统需要同时运行并管理多个相关进程，可以将它们归入同一个进程组，以便统一控制这些进程。
进程组的特点：

每个进程必定隶属于某个进程组，且只能属于一个进程组。

每个进程组有一个组长进程，其进程 ID 就是进程组的 PGID。

通过在组长进程的 ID 前加负号，可以对整个进程组执行操作。

即使组长进程终止，只要组内仍有其他进程，该进程组依然存在。

新创建的进程会继承其父进程的进程组 ID，除非显式改变。

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获取进程组 ID：通过 getpgrp() 和 getpgid() 系统调用，用户可以获取进程的进程组 ID：

pid_t getpgid(pid_t pid); // 获取指定进程的进程组 IDpid_t getpgrp(void); // 获取调用进程的进程组 ID
getpgrp() 等价于 getpgid(0)，即获取调用进程的进程组 ID。

设置进程组 ID：通过 setpgid() 系统调用，可以为某个进程设置新的进程组：

int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);
setpgid(pid, pgid) 将 pid 指定的进程加入 pgid 进程组。

setpgrp() 是 setpgid(0, 0) 的简写，用于创建一个新的进程组。
4
会话
会话是进程管理的另一层结构，包含一个或多个进程组。

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会话与进程组之间的关系如下：

一个会话可以包含多个进程组。

每个会话只能有一个前台进程组，其它进程组则为后台进程组。

会话的首领是创建该会话的进程，且会话首领也作为新的进程组的组长。

当用户在某个终端登录时，系统会创建一个新的会话。

此时，前台进程组中的进程可以接受来自终端的输入和信号，比如 Ctrl + C 产生的 SIGINT 信号。

获取会话 ID：通过 getsid() 系统调用可以获取某个进程的会话 ID：

pid_t getsid(pid_t pid);
如果参数 pid 为 0，则返回调用进程的会话 ID。

创建新会话：通过 setsid() 系统调用，当前进程可以创建一个新的会话，并成为该会话的会话首领和新的进程组组长：

pid_t setsid(void);
调用成功后，setsid() 返回新的会话 ID。

Linux 系统通过进程 ID、父子进程关系、进程组和会话等层次结构，提供了灵活的进程管理方式。

进程组简化了对多个相关进程的管理，而会话机制则在多终端、多用户环境下起着重要作用。

通过系统调用，用户可以精确控制这些进程关系，以实现复杂的进程管理任务。

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