Linux編程基礎——後台進程

後台啟動

預設情況下，進程是在前台啟動並執行，這時就把shell給佔據了，我們無法進行其它操作。對於那些沒有互動的進程，很多時候，我們希望將其在後台啟動，可以在啟動參數的時候加一個'&'實現這個目的。

    tianfang > run &
    [1] 11319
    tianfang >

進程切換到背景時候，我們把它稱為job。切換到後台時會輸出相關job資訊，以前面的輸出為[1] 11319例：[1]表示job ID是1,11319表示進程ID是11319。

切換到背景進程，仍然可以用ps命令查看：

    tianfang > ps
     PID TTY TIME CMD
     5170 pts/3 00:00:00 bash
    11319 pts/3 00:00:00 run
    11320 pts/3 00:00:00 ps
    tianfang >

可以通過jobs命令只查看所有job（後台進程）：

    tianfang > jobs
    [1]+ Done run
    tianfang >

前後台間切換

可以通過bg <jobid>（background）和fg<jobid>（foreground）命令將其在前後台間狀態切換。例如，對於一個前台執行的進程，可以通過Ctrl+Z命令將其切換到後台，但此時是進程被掛起了：

    tianfang > run
    ^Z
    [1]+ Stopped run

此時通過bg就可以讓其繼續執行：

    tianfang > bg 1
    [1]+ run &
    tianfang >

在後台執行後，又可以通過fg命令將其切換回前台：

    tianfang > fg 1
    run
    ^C
    tianfang >

Shell退出後進程繼續執行

當Shell退出後，該Shell下啟動並執行job會收到SIGHUB訊號，進而使其退出。然而，很多時候，我們不想讓其長期運行，不想受到Shell退出的影響。一種方式就是通過disown -h <psID>命令，讓特定job忽略SIGHUB訊號

    tianfang > run &
    [1] 24582
    tianfang > disown -h 24582
    tianfang >

由於需要動態進程號作為參數，要用指令碼啟動並執行話，則可以通過%1來擷取這個進程號：

    tianfang > run &
    [1] 25659
    tianfang > disown -h %1
    tianfang >

退出Shell的繼續執行的方法不知這一種，文章讓進程在後台可靠運行中就介紹了幾種常用的方法，我就喜歡其中所說的帶括弧的啟動方式。

    tianfang > (run &)
    tianfang >

守護進程

如果一個進程永遠都是以後台方式啟動，並且不能受到Shell退出影響而退出，一個正統的做法是將其建立為守護進程。守護進程值得是系統長期啟動並執行後台進程，類似Windows服務。守護進程資訊通過ps –a無法查看到，需要用到–x參數，當使用這條命令的時候，往往還附上-j參數以查看作業控制資訊，其中TPGID一欄為-1就是守護進程。

    tianfang > ps xj
     PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
     953 1190 1190 1190 ? -1 Ss 1000 0:00 /bin/sh /usr/bin/startkde
     1 1490 1482 1482 ? -1 Sl 1000 0:00 /usr/bin/VBoxClient –seamless
     1 1491 1477 1477 ? -1 Sl 1000 0:00 /usr/bin/VBoxClient –display

建立守護進程最關鍵的一步是調用setsid函數建立一個新的Session，並成為Session Leader。成功調用該函數的結果是：

• 建立一個新的Session，當前進程成為Session Leader，當前進程的id就是Session的id
  
• 建立一個新的進程組，當前進程成為進程組的Leader，當前進程的id就是進程組的id
  
• 如果當前進程原本有一個控制終端，則它失去這個控制終端，成為一個沒有控制終端的進程。
  

一個樣本如下：

    #include
<stdlib.h>
    #include
<stdio.h>
    #include
<fcntl.h>

    void daemonize(void)
    {
        pid_t pid;

        /*
         * Become a session leader to lose controlling TTY.
         */
        if ((pid = fork()) < 0) {
            perror("fork");
            exit(1);
        } else
if (pid != 0) /* parent */
            exit(0);
        setsid();

        /*
         * Change the current working directory to the root.
         */
        if (chdir("/") < 0) {
            perror("chdir");
            exit(1);
        }

        /*
         * Attach file descriptors 0, 1, and 2 to /dev/null.
         */
        close(0);
        open("/dev/null", O_RDWR);
        dup2(0, 1);
        dup2(0, 2);
    }

    int main(void)
    {
        daemonize();
        while(1)
            sleep(1);
    }

為了確保調用setsid的進程不是進程組的Leader，首先fork出一個子進程，父進程退出，然後子進程調用setsid建立新的Session，成為守護進程。

按照守護進程的慣例，通常將當前工作目錄切換到根目錄，將檔案描述符0、1、2重新導向到/dev/null。Linux也提供了一個庫函數daemon(3)實現我們的daemonize函數的功能，它帶兩個參數指示要不要切換工作目錄到根目錄，以及要不要把檔案描述符0、1、2重新導向到/dev/null。

    tianfang > run
    tianfang > ps xj | grep run
        1 2665 1868 1868 ? -1 Sl 1000 0:05 kdeinit4: krunner [kdeinit]
        1 27506 27506 27506 ? -1 Ss 1000 0:00 run
    25662 27508 27507 25662 pts/2 27507 S+ 1000 0:00 grep --color=auto run
    tianfang >

運行這個程式，它變成一個守護進程，不再和當前終端關聯。用ps命令看不到，必須運行帶x參數的ps命令才能看到。另外還可以看到，使用者關閉終端視窗或登出也不會影響守護進程的運行。