该系列文章为《Linux/Unix系统编程手册》的学习笔记，由于该书太过冗长，属于工具书的类别，这里对书中的一些核心内容加以提炼和整理。 书中的编程练习这里不做展示和说明。
概念
- 进程组：一组相关进程的集合。作业即进程组。
- 进程组ID：PGID，创建进程组的进程为进程组首进程，这个进程的PID为进程组ID，子进程会继承父进程的进程组ID。
- 会话：一组进程组的集合。
- 会话ID：SID，创建会话的进程为会话首进程，其PID为会话ID，子进程会继承父进程的会话ID。
- 控制终端：会话首进程首次打开一个的终端设备，一个终端设备最多可以成为一个一个会话的控制终端，拥有控制终端的进程可以通过一个特殊的设备文件
/dev/tty获取控制终端的文件描述符。 - 前台进程组：在任意时刻，会话中的一个进程组会成为终端的前台进程组，其余进程组为后台进程组。只有前台进程组中的进程才能从终端中读取输入，在控制中端中键入字符产生的信号也只会发给前台进程组中的进程。
- 终端控制进程：建立控制终端后，会话的首进程成为该终端的控制进程。
- shell：具有特殊用途的程序，用于读取用户输入的命令以执行相应的程序响应命令，又称为命令解释器。
- 登陆shell：用户登陆系统时，由系统创建用于运行shell的进程。
当登陆一台Linux服务器后，登陆shell成为登陆会话的首进程和终端的控制进程，后续执行的每一个命令都会导致一个或多个进程创建，shell会把这些进程放在一个新进程组中，这些进程组都是进程会话的一部分。
与作业控制相关的信号：
- SIGINT：终端中断，键入CTRL+C字符生成。
- SIGQUIT：终端退出，键入CTRL+\生成。
- SIGSTP：中断挂起，键入CTRL+Z生成。
- SIGHUP：当控制进程断开与终端的连接时内核会向控制进程发送此信号。
- SIGTTIN：后台进程组尝试从终端读取字符串时会受到此信号，默认停止作业。
- SIGTTOU：后台进程组尝试向设置了TOSTOP（终端输出停止）标识的终端输出内容时收到此信号，默认停止作业。
进程组与会话行为
进程组
int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);
setpgid系统调用用于将进程id为pid的进程的进程组id变更为pgid。
- pid若为0则会将该值替换为当前进程的pid。
- pgid若为0会以pid的值创建新的进程组，并将pid进程设置为进程组首进程。
改变进程组id存在限制：
- pid仅可以指定当前进程及其子进程。
- pid指定的进程不能使会话首进程。
- 子进程如果已经执行了
exec，则不能被修改进程组id了。 - pgid仅可以指定相同会话内的pgid，创建的新进程组也属于当前会话。
会话
pid_t setsid(void);
setsid系统调用将会创建新会话：
- 调用进程将成为会话首进程以及会话中新进程组的首进程。
- 调用进程没有控制终端。之前与控制终端的连接会被断开。
限制：
- 进程组首进程不能创建新会话。避免该限制的方法为fork出一个子进程并让父进程终止，之后由子进程调用
setsid，由于子进程会继承父进程的PGID，因此子进程不可能是进程组首进程。
只有会话首进程能够打开终端设备并建立控制终端，之后次进程成为终端的控制进程，若控制进程终止：
- 会话中的所有进程会失去与终端的关联关系。
- 终端可以被其他会话的首进程控制。
- 内核会向前台进程组的所有成员发送SIGHUP信号。
大多数会话的首进程都是shell，shell为SIGHUP信号设置了信号处理程序，会关闭shell并向由这个shell创建的所有进程组成员发送SIGHUP信号。
作业控制
作业控制是shell的特性，允许在一个shell上同时执行多个命令（即作业/进程组），其中一个命令在前台运行，其余命令在后台运行。作业可以被停止或恢复运行以及在前后台之间来回切换。
➜ ~ sleep 3 &
[1] 10428
在命令后加&可使进程组在后台运行，同时shell上会显示两个数字，方框内的数字为shell赋予每个作业的作业号num，后面的数字为执行命令的进程id或管道内最后一个进程的进程id。
作业控制命令
在shell的作业控制中用%num来引用某个作业
jobs：列出所有的后台作业fg %num：将某个后台作业移动到前台Type Ctrl+Z：键入Ctrl+Z挂起字符会向前台进程组发送SIGTSTP信号停止前台进程组。bg %num：向某个作业发送SIGCONT信号恢复执行stty tostop：设置TOSTOP（终端输出停止）标识
Daemon进程
概述
Deamon进程应具备以下特征：
- 生命周期很长：一般会在系统启动时创建并一直运行到系统关闭。
- 在后台运行并且不拥有控制终端：终端缺失保证内核永远无法为Deamon进程生成终端相关信号，如SIGINT、SIGTSTP和SIGHUP。
Linux常用Deamon进程：
- cron：定时任务。
- sshd：安全shell，允许远程主机使用安全通信协议登录系统。
- httpd：http服务器deamon。
- inetd：Internet超级服务器deamon，监听指定TCP/IP端口上的网络连接并启动响应服务器程序处理这些链接。
创建流程
- 执行
fork()，之后父进程退出，子进程继续运行。（防止进程为进程组首进程，确保其可以创建会话） - 调用
setsid()开启新会话。（使进程断开所有控制终端） - 第二次调用
fork()，父进程退出，子进程继续运行。（防止进程为会话首进程，确保其不会控制任何终端） - 清除进程的umask。 （确保拥有创建文件和目录的权限）
- 将进程的工作目录修改为根目录（/）。（确保当前工作目录无法被卸载）
- 关闭从父进程继承的打开的文件描述符，关闭指向终端的0、1、2文件描述符。
- 打开
/dev/null，并使用dup2将0、1、2文件描述符指向这个设备。（确保在0、1、2上的io库函数不会失败，也防止使用这些文件描述符打开其他的文件）
重新初始化Deamon
由于Deamon永远不会建立控制终端，因此不会收到SIGHUP信号，Deamon可以选择为SIGHUP信号建立信号处理函数来重新初始化自身。
syslog
Deamon程序编写的一个问题是如何显示错误信息，Linux提供了一个集中日志工具，系统中的所有应用程序都可以使用这个工具来记录日志信息。syslog包含两个组件：
- syslogd deamon：从两个不同的源接收日志，一个UNIX domain socket
/dev/log，保存本地产生的消息；另一个Internet domain socket（UNP端口514），保存通过TCP/IP发送的消息。 - syslog(3) 函数：供进程调用来记录消息，会使用传入的参数以标准格式构建一条消息，将其写入
/dev/logsocket供syslogd读取。
由syslogd处理的消息包括两个特性：
- facility：指定了消息产生的程序类型
- level：指定了消息的严重程度（优先级）
syslogd根据这两个特性，以及配置文件/etc/syslog.conf中的指令将消息传递到几个目录中的一个或多个：
- 终端或虚拟控制台
- 磁盘文件
- FIFO
- 一个或多个登陆过的用户
- 位于另一个系统上的通过TCP/IP网络连接的进程
API
void openlog(const char *ident, int log_options, int facility);
openlog()会建立一个到系统日志的连接，调用是可选的，如果没有建立连接，在调用syslog()时会使用默认设置建立连接。
ident为一个指向字符串的指针，syslog()输出的每个消息都会包含这个字符串。facility的默认值为LOG_USER，表示用户进程生成的消息。
void syslog(int priority, const char *format, ...);
syslog()会记录一条日志消息。
priority是facility和level的OR值，如果省略这个参数，会采用前一个openlog()调用中指定的facility值，如果没有调用或没有facility参数时会设置为LOG_USER。format参数是一个格式字符串。在调用syslog时如果使用参数传入字符串需要在前面先指定%s参数，如syslog(priority, %s, user_string)，而不应该是syslog(priority, user_string)。
void closelog(void);
closelog()会关闭到系统日志的连接并释放分配给/dev/logsocket的文件描述符。deamon进程通常缺失这个调用。
int setlogmask(int mask_priority);
setlogmask()会设置一个掩码，所有level不在这个掩码中的消息都会被过滤。有两个宏可以将level替换为mask_priority参数，分别是LOG_MASK与LOG_UPTO。
配置文件
/etc/syslog.conf配置文件控制了syslogd deamon的行为，配置规则如下
facility.level action
下面是一个例子，表示所有level为err或者更高级别的消息被发送到/dev/tty10控制台设备上。
*.err /dev/tty10
在修改配置文件后需要发送SIGHUP信号来初始化syslogd。
$ killall -HUP syslogd
(End)