linux进程管理总结

  • 2019-04-06
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一、进程相关的概念

进程需要了解 进程,父进程,进程组,会话和控制终端的相关概念。

  1. 进程和父进程:每个进程都有父进程,而所有的进程以init进程为根,形成一个树状结构

  2. 进程组:每个进程都会属于一个进程组(process group),每个进程组中可以包含多个进程。进程组会有一个进程组领导进程 (process group leader),领导进程的PID成为进程组的ID (process group ID, PGID),以识别进程组。

    kill给组发送信号进程组号前加负号如:kill -9 -2189

  3. 会话:一个或是多个进程组集合。 进程可以通过调用 pid_t setsid(); 来建立一个新会话,如果调用此函数的进程不是进程组长,就会创建一个新的会话,那么此时会:
    1. 该进程称为会话首进程 (session leader)
    2. 该进程称为进程组组长
    3. 该进程没有控制终端,即使之前有控制终端这种联系也会断掉

      可以使用第三个特性来创建 daemon 进程。 调用 getsid 可以获得会话首进程进程组 pid,也就是会话首进程进程 id。

  4. 控制终端:
    1. 一个会话持有一个控制终端 (controlling terminal),可以是终端设备也可以是伪终端
    2. 建立与控制终端连接的会话首进程被称为控制进程 (controlling process)
    3. 一个会话有多个进程组,允许存在多个后台进程组 (backgroup process group) 和一个前台进程组 (foregroup process group)
    4. 键入终端的中断键 (Ctrl+C) 会发送中断信号给前台进程组所有进程
    5. 键入终端的退出键 (Ctrl+) 会发送退出信号给前台进程组所有进程
    6. 终端或是网络断开会将挂断信号发送给会话首进程

可以看到执行ps -fj结果如下:

 UID         PID   PPID   PGID    SID  C STIME TTY          TIME CMD chen      36829  36825  36829  36829  0 10:56 pts/0    00:00:00 -bash chen      37247  36829  37247  36829  0 10:57 pts/0    00:00:00 vim chen      90490  36829  90490  36829  0 11:57 pts/0    00:00:00 ps -fj 

其中PID就是进程id,PPID是父进程id,PGID为进程组id,SID为会话ID

二、关闭会话时子进程进程被杀死

终端在关闭时会发送SIGHUP信号给session leader,此处就是bash进程,bash收到后向session内的所有进程发送SIGHUP然后退出。
SIGHUP信号如果为注册处理函数默认行为就是退出。所以会话退出时子进程都被杀死。

解决方案:

  1. 注册SIGHUP信号处理函数:可以在代码中处理或者使用nohup命令
  2. 重新设置setsid:可以在代码中处理或者使用setsid命令

三、nohup的原理

其实很简单就是注册了SIGHUP的一个处理函数,忽略这个信号,然后去执行实际的命令。
源码地址:https://github.com/MaiZure/coreutils-8.3/blob/master/src/nohup.c

关键代码:

   // 注册处理函数   signal (SIGHUP, SIG_IGN);    char **cmd = argv + optind;   //执行实际的代码   execvp (*cmd, cmd);

四、setsid原理

fork进程之后的子进程共享父进程的很多东西,并且会话组长就是父进程的会长组长,所以会收到来自父进程会话组长的信号。
setsid用余新建一个会话,调用这个函数之后会当当前进程成为进程组组长和会话组组长,那么原来的会话产生的信号便不会发送到这个进程,从而不会受影响。

五、daemon &和守护进程的区别

六、服务进程为什么要fork两次

首先说明两次不是必须的,有很多程序都采用了一次fork。

第一次:为了调用setsid,这也解释了为什么调用setsid之前需要先fork的原因:
linux规定调用这个函数之前,当前进程不允许是session leader。进程组leader是该进程组的第一个进程,fork出来的进程必定不是第一个,所以可以调用setsid。另外父进程一般直接退出,可以让shell收到进程结束的通知继续执行,而不是等待他结束。

第二次:为了限制进程打开控制终端,只有会话组长能打开控制终端(非必须,相当于加了个限制条件Daemon不需要打开终端)

七、systemd管理daemon

现在很多的linux发行版都采用systemd来代替原来的init程序,systemd提供了很优秀的进程管理功能,我们需要注册服务时可以利用systemd功能,可以参看鸟哥的systemd介绍。

另外补充点内核进程和Systemd进程:
0号进程为内核进程,1号为Systemd进程,其他还有些内核进程在ps命令查看时以[]包裹。具体关系见:LINUX PID 1 和 SYSTEMD

八、僵尸进程

这个定义摘抄自维基百科:在类UNIX系统中,僵尸进程是指完成执行(通过exit系统调用,或运行时发生致命错误或收到终止信号所致)但在操作系统的进程表中仍然有一个表项(进程控制块PCB),处于"终止状态"的进程。这发生于子进程需要保留表项以允许其父进程读取子进程的exit status:一旦退出态通过wait系统调用读取,僵尸进程条目就从进程表中删除,称之为"回收(reaped)"。

九、进程名字和启动时指定进程名字

kill,ps,top,pstree这些命令都比较熟悉就不再提了。

至于还有一组命令则不是通过进程号而是通过进程名字来操作进程,pkill和killall一样都是通过名字来杀死进程,而pgrep是通过名字来寻找进程。
他们的原理都是通过查找/proc这个内存文件系统。

在启动的时候可以通过exec命令重命名:
bash -c "exec -a myname sleep 500 &"

你可以通过ps -ef|grep myname来查看进程的详细信息

十、source command和./command 和exec命令的区别

通常执行脚本有三种方式

  1. ./command(同sh command)
  2. source command(同. command)
  3. exec command

简单说明下上面三种方式:

第一种其实就是对应了linux的fork系统调用,在执行command时候,command是在子进程中执行的,当前shell等待直到子进程的command运行完毕在返回到当前shell。第二种则是直接在当前的进程中直接执行,执行完继续接受用户输入。第三种则对应了linux的exec系统调用,当前进程的执行流程会转向command,command是在当前进程直接执行,但是执行完之后便会直接退出。

所以我们一般用的是第一和第二两种,这种的主要区别就是开不开新的进程(开进程是要一定开销的),另外因为第二种是在当前进程执行的,所以如果在command中设置了变量,那么相当于在当前进程中设置了变量,所以我们一般是用第一种去执行避免当前进程的变量被污染。

思考:

现在加入你在终端已经运行了一个非常耗时的任务,你按ctrl+z放入了后台,然后利用bg开始任务,因为终端断开就会收到SIGHUP信号,有没有办法忽略这个信号或者终端断开不收到这个信号?

遗留:

进程调试工具:ltrace strace ftrace

参考链接:

  1. Linux进程组和会话
  2. 在线APUE译文
  3. linux终端关闭时为什么会导致在其上启动的进程退出?

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原文地址:https://www.cnblogs.com/chenfangzhi/p/10660355.html

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