守护进程

Linux

前台、后台、守护进程

  • 前台进程：

    独占命令行窗口，只有其运行完了或者手动终止，才能执行其他命令

  • 后台进程：

    继承当前对话的标准输出和标准错误，而不再读取标准输入，也就是在终端未关闭前仍会向终端打印结果. 后台进程和前台进程的唯一区别就是是否继承标准输入，因此当关闭当前会话 (终端)时，前台进程和后台进程都会终止.

  • 守护进程(deamon, 半人半神的精灵🧚‍♀️)：

    与终端完全解绑，即使终端关闭，守护进程也仍会运行. 在排除程序本身被kill的情况下，守护进程的生命周期会持续到系统终止，而前台或后台进程的生命周期是父进程停止或退出，如关闭终端，这也是守护进程名字的来源.

一个小例子

一个每5s向标准输出打印"hello,world!"的小脚本，

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6
#!/bin/bash
while true
do
	echo "hello,world!"
	sleep 5
done

前台运行时，直接运行该脚本，此时该进程会独占命令行窗口.

让正在运行的前台进程变成后台进程，我们可以先按ctrl+z，将这个进程挂起到后台，此时进程在后台处于暂停状态. 在执行bg命令，让最近一个暂停的后台任务继续执行.

我们可以在运行命令的尾部直接加上符号&，启动的进程就会直接变成后台进程. 此时其与标准输入解绑，我们可以在终端中执行其他命令，该后台进程的标准输出和标准错误还会打印到这个终端中. 当关闭终端时，进程终止.

nohup命令 (no hang up)的作用是不间断地运行某个任务，当直接用nohup命令运行某个进程时，程序的默认输出会重定向到nohup.out文件中. 当关闭终端时，这个进程也还会运行，但此时并没有实现终端的标准输入和进程的解绑，按ctrl+c还会终止该进程，我们也无法在终端中继续执行其他操作.

因此一般情况下，我们把nohup和&一起使用，把进程变成后台的与终端解绑的守护进程.

更深入的认识

进程组

每个进程都属于某一个进程组，进程组的目的是简化向组内所有进程发送信号的操作. 即如果一个信号是发给一个进程组，则进程组内的所有进程都会收到该信号. 进程组内的所有进程都有相同的PGID，进程组的PGID等于进程组组长的PID (Process Identification Number)，进程组组长也被称为进程组先导 (Process group leader)，同一进程组中除了进程组先导外的其他进程都是其子进程.

会话

很多时候会话 (session)和终端 (terminal)的概念是差不多的，一个会话最多有一个终端，也可以没有，该终端由会话中所有的进程组中的进程所共用. 会话是一个若干进程组的集合，同样，系统中的每一个进程组也都必须属于某一个会话. 一个会话中的前台进程组只会有一个，只有其中的进程才可以和控制终端进行交互. 除了前台进程组外的进程组，都是后台进程组. 会话中也有会话先导 (session leader)的概念，用来表示建立到控制终端连接的进程. 在拥有控制终端的会话中，会话先导也被称为控制进程，即登入系统的shell进程 (login shell).

可以做一个小实验来帮助理解这些概念，分别用命令行和脚本的方式运行sleep 50 &，后台睡眠50s，执行ps -l来查看当前进程的详细信息. ps是Process Status的缩写.

每一列都涉及很多Linux系统的知识...这里先简单学习一下.

其中S列表示这个进程的状态，S表示这个进程正在睡觉，R表示这个进程正在运行. UID为USER ID，即拥有整个进程的USER的ID，不同用户的UID储存在/etc/passwd文件中，下面是这个文件的一部分，

以冒号为分割，每一行中的各项分别代表

1
用户名: 密码 (x表示加密密码): UID (用户标识): GID (用户组标识): 用户的全名: 用户的家目录: 登录后使用的shell

C的含义是CPU，即进程占据的资源百分比.

PRI (Priority)和NI (Nice)共同决定了进程的优先级，进程的总优先度值为 PRI + NI，这个数值越小 (越靠前)，则进程的优先级别越高.

ADDR是Address的缩写，表示进程的内存地址.

SZ为Size的缩写，表示进程占用的内存大小.

WCHAN是Waiting Channel的缩写，表示内核中进程睡眠处的内核函数名称，根据原因不同不同进程可能睡在内核中不同的地方，如果这个进程正在运行中 (R)，那么此字段值为'-'.

TTY代表teletype，终端.

TIME为进程的CPU运行时间，当进程正在等待网络或磁盘的IO，或只是休眠时，TIME不会增加.

CMD (Command)，代表进程所执行的命令.

上面得到的结果中，第一行是终端中的运行的bash，第二行是直接在终端中输入的sleep 50 &，因为它是由终端中的bash执行的，因此它的PPID和第一行bash的PID是一样的. 第四行是执行的ps -l命令，也是由终端中的bash执行，因此PPID也是当前bash的PID. 第三行是通过脚本运行的./sleep.sh，这句话另起了一个bash来执行该脚本，因此并不是终端中bash的子进程，PPID不同.

SIGHUP信号

SIGHUP信号是终端挂断的意思，当我们通过控制终端连接到一个bash，启动了一些进程后，断开这个终端时，所有启动在终端中的进程，包括前台进程组和后台进程组，都会收到SIGHUP信号，此时全部进程都会退出. 而由于守护进程已经和终端分离了，因此SIGHUP信号对它没有作用，相当于废物. 但是我们可以废物利用一下，因此很多守护进程设置为一旦监听到了终端的SIGHUP信号，就重新读取配置文件.