《APUE》笔记-第九章-进程关系

重点：终端登录、网络登录、进程组、会话、控制终端、孤儿进程组

1.终端登录

终端或者是本地的（直接连接）或者是远程的（通过调制解调器连接）。在这两种情况下，登录都经由内核中的终端设备驱动程序。

BSD终端登录：

大概过程如下：

1.系统自举，内核创建进程ID为1的init进程

2.init进程读取文件/etc/ttys，对每一个允许登录的终端设备，fork一次，子进程则exec getty

3.getty调用open打开终端，输出login:，等待用户输入用户名

4.getty程序调用login程序：execle("/bin/login", "login", "-p", username, (char *)0, envp)

5.login等待用户输入密码，若错误则返回第2步；若正确登录，login接着完成一系列工作

6.login调用该用户的登录shell：excl("/bin/sh", "-sh", (char *)0)

7.登录shell读取其启动文件，配置环境变量，最后输出shell提示符，等待用户输入命令

2.网络登录

所有登录都经由内核的网络接口驱动程序，必须等待一个网络连接的到达，为使同一个软件既能处理终端登录，又能处理网络登录，系统使用了一种称为伪终端的软件驱动程序。

详细讲解见：网络登录过程

大概过程如下：

1.用户通过telnet客户端连接服务器

2.服务器上由inet进程监听连接请求。当一个连接到达时，inet进程fork一个子进程，inet进程继续监听请求，而子进程则exec telneted，成为telneted进程。

3.telneted进程fork一次，一分为二，父进程操作伪终端主设备，子进程将伪终端从设备作为它的控制终端，二者通过伪终端通信，父进程还负责和telnet客户端通信，而子进程负责用户的登录过程，提示输入帐号，然后调用exec变成login进程，提示输入密码，然后调用exec变成Shell进程。这个Shell进程认为自己的控制终端是伪终端从设备，伪终端主设备可以看作键盘显示器等硬件，而操作这个伪终端的“用户”就是父进程telnetd。

4.当用户输入命令时，telnet客户端将用户输入的字符通过网络发给telnetd服务器，由telnetd服务器代表用户将这些字符输入伪终端。Shell进程并不知道自己连接的是伪终端而不是真正的键盘显示器，也不知道操作终端的“用户”其实是telnetd服务器而不是真正的用户。Shell仍然解释执行命令，将标准输出和标准错误输出写到终端设备，这些数据最终由telnetd服务器发回给telnet客户端，然后显示给用户看。

3.进程组、 会话、 控制终端

3者关系如上图所示：

每个进程组有一个组长进程，组长进程的进程ID等于进程组ID，进程组的生命周期与组长进程是否终止无关，一个进程只能为它自己或它的子进程设置进程组ID；

会话是一个或多个进程组的集合。创建会话的进程成为新会话的会话首进程，该进程本身之前不能是一个进程组的组长，该进程成为一个新进程组的组长进程，该进程没有控制终端。

一个会话可以有一个控制终端，会话首进程为控制进程，一个会话中可以有一个前台进程组，一个或多个后台进程组。

键入中断、退出键会将信号发送至前台进程组的所有进程；调制解调器（或网络）已经断开连接，则将挂断信号发送给控制进程

保证程序能与控制终端对话的方法是open文件/dev/tty,在内核中，此特殊文件是控制终端的同义语

4.孤儿进程组

孤儿进程组定义：该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。

另一种描述：一个进程组不是孤儿进程组的条件是-----该组中有一个进程，其父进程在属于同一会话的另一个组中

产生一个孤儿进程组，程序如下：

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>static void sig_hup(int signo){    printf("SIGHUP received, pid = %ld\n", getpid());}static void pr_ids(char *name){    printf("%s: pid=%ld, ppid=%ld, pgrp=%ld, sid=%ld, tpgrp=%ld\n",            name, getpid(), getppid(), getpgrp(), getsid(0), tcgetpgrp(STDIN_FILENO));}int main(){    char c;    pid_t pid;    pr_ids("parent");    pid = fork();    if (pid > 0)        sleep(5);//父进程睡眠5秒后终止    else    {        pr_ids("child");        signal(SIGHUP, sig_hup);        kill(getpid(), SIGTSTP);//向自身发送停止信号        pr_ids("child");//发送SIGHUP信号，接着发送SIGCONT信号，得以继续执行        if (read(STDIN_FILENO, &c, 1) != 1)//读控制终端            printf("read error %d on controlling TTY\n", errno);    }    exit(0);}

结果：

分析：

1.父进程睡眠5秒，让子进程先执行，5秒后终止

2.因为系统对SIGHUP信号的默认动作是终止该进程，为了让子进程不被终止，所以需要信号处理程序sig_hup

3.子进程向自身发送SIGTSTP信号，子进程被停止

4.5秒后，父进程终止，发送SIGHUP信号，子进程捕获该信号，并进行处理

5.在父进程终止之后，进程组就只包含了一个停止的子进程，从而进程组成为孤儿进程组。POSIX.1要求向孤儿进程组中处于停止状态的每一个进程发送挂断信号（SIGHUP），接着又向其发送继续信号（SIGCONT），所以，子进程继续向下执行

6.父进程终止时，子进程变成后台进程组。当后台进程组识图读控制终端时，对该后台进程组产生SIGTTIN信号。但这是一个孤儿进程组，POSIX.1规定read返回出错。

pid:进程ID、ppid:父进程ID、pgrp:进程组ID、sid:会话首进程ID、tpgrp:前台进程组ID

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