二十七、Linux 進程與信號---進程組和組長進程

27.1 進程組

27.1.1 進程組介紹

• 進程組為一個或多個進程的集合
• 進程組可以接受同一終端的各種信號，同一個信號發送進程組等於發送給組中的所有進程
• 每個進程組有唯一的進程組 ID
• 進程組的消亡要等到組中所有的進程結束
• 進程組的消亡：kill 發送信號給進程組
  • kill -9  -進程組號

27.1.2 進程組 ID 獲取--- getpgrp 和 getpgid

（1）getpgrp --- 獲取調用進程的進程組ID

#include <unistd.h>
pid_t getpgrp(void);

• 函數說明
  • getpgrp()用來取得目前進程所屬的組識別碼。此函數相當於調用 getpgid(0)；
• 返回值
  • 返回目前進程所屬的組識別碼。

（2）getpgid --- 獲取 pid 所在進程組的 ID　　

#include <unistd.h>
pid_t getpgid( pid_t pid);

• 函數說明
  • getpgid()用來取得參數 pid 指定進程所屬的組識別碼。如果參數 pid 為0，則會取得目前進程的組識別碼。
• 返回值
  • 執行成功則返回組識別碼，如果有錯誤則返回 -1 ，錯誤原因存於 errno 中。
• 錯誤代碼
  • ESRCH 找不到符合參數 pid 指定的進程。
• getpgid(getpid()) 獲取指定進程的進程組
• getpgid(0) 獲取當前進程的進程組

27.2 組長進程

27.2.1 概念

• 每個進程組可以有個組長進程，組長進程的ID就是進程組的ID
• 組長進程可以創建進程組以及該組中的進程
• 進程組的創建從第一個進程（組長進程）加入開始
• 進程組的組號取第一個加入組的進程（組長進程）編號

27.2.2 設置進程組 ID--- setpgid（創建進程組或將指定進程加入到指定的進程組中）

#include <unistd.h>
int setpgid(pid_t pid,pid_t pgid);

• 函數說明
  • setpgid() 將參數 pid 指定進程所屬的組 ID 設為參數 pgid 指定的組 ID。如果參數 pid 為 0 ，則會用來設置目前進程的組識別碼，如果參數 pgid 為0，則會以目前進程的進程 ID 來取代。
• 函數功能：將進程加入到指定的進程組中， pid 為進程號， pgid 為組號
• 返回值
  • 執行成功則返回組 ID，如果有錯誤則返回-1，錯誤原因存於 errno 中。
• 錯誤代碼
  • EINVAL 參數 pgid 小於0。
  • EPERM 進程權限不足，無法完成調用。
  • ESRCH 找不到符合參數 pid 指定的進程。

27.3 例子

27.3.1 構建進程扇組

　　構建一個進程扇，要求每兩個進程為一個進程組，如下所示

　　

　　

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{

    //創建進程組，組長進程為父進程
    setpgid(getpid(), getpid());

    /* 組1 */
    // 或 pid_t group1 = getpgid(0);
    pid_t group1 = getpgid(getpid());
    pid_t group2;

    int i = 0;
    pid_t pid;

    for(; i < 3; i++) {
        pid = fork();
        if(pid < 0) {
            perror("fork error`");
            exit(1);
        } else if(pid > 0) {//父進程
            //父進程中執行和子進程相同的操作
            if(i == 0) {
                //要注意fork 在父進程中返回的是子進程的 pid
                setpgid(pid, group1);
            }

            //第二個子進程作為組長進程，要創建進程組
            if(i == 1) {
                setpgid(pid, pid);
                group2 = getpgid(pid);
            }

            if(i == 2) {
                //第三個子進程加入到 group2
                setpgid(pid, group2);
            }
        } else {//子進程
            //將第一個子進程加入到 group1
            if(i == 0) {
                setpgid(getpid(), group1);
            }

            //第二個子進程作為組長進程，要創建進程組
            if(i == 1){
                setpgid(getpid(), getpid());
                group2 = getpgid(getpid());
            }

            if(i == 2) {
                setpgid(getpid(), group2);
            }

            //因為是進程扇，每一個子進程要退出循環
            //父進程繼續循環 fork
            break;
        }
    }

    printf("pid: %d, ppid: %d, pgid: %d\n", getpid(), getppid(), getpgid(0));

    //防止僵屍進程產生
    for(i = 0; i < 3; i++) {
        wait(0);
    }

    exit(0);
}

　　編譯運行：

　　

27.3.2 構建進程鏈組

　　

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    //創建進程組1，父進程為組長進程
    setpgid(getpid(), getpid());
    pid_t group1 = getpgid(getpid());

    pid_t pid;
    int i = 0;
    for(;i < 2; i++) {
        pid = fork();
        if(pid < 0) {
            perror("fork error");
            exit(1);
        } else if(pid > 0) {
            if(i == 0) {
                //創建進程組2，第一個子進程作為組長進程
                setpgid(pid, pid);
            }

            if(i == 1) {
                //將第二個子進程加入到 group1中
                setpgid(pid, group1);
            }

            // 在進程鏈中，父進程操作完退出循環
            break;
        } else if(pid == 0) {
            
            if(i == 0) {
                //創建進程組2，第一個子進程作為組長進程
                setpgid(getpid(), getpid());
            }

            if(i == 1) {
                //將第二個子進程加入到 group1中
                setpgid(getpid(), group1);
            }
        }
    }

    printf("pid: %d, ppid: %d, pgid: %d\n", getpid(), getppid(), getpgid(0));

    //防止僵屍進程產生
    for(i = 0; i < 2; i++) {
        wait(0);
    }

    return 0;
}

　　編譯運行：

　　

27.3.3 進程組刪除

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    //創建進程組，父進程作為組長進程
    setpgid(getpid(), getpid());

    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid > 0) {
        //將子進程加入到父進程所在的組
        setpgid(pid, getpgid(getpid()));
    } else {
        //將子進程加入到父進程所在的組
        setpgid(getpid(), getpgid(getppid()));
    }

    printf("pid: %d, ppid: %d, pgid: %d\n", getpid(), getppid(), getpgid(0));

    pause();//進程暫停，等待信號

    return 0;
}

　　編譯運行：

（1）殺掉進程組

　　

　　

（2）殺掉父進程

　　

　　

　　殺掉父進程后，子進程依然存在，只不過變成了孤兒進程，並被2323進程所領養

（3）殺掉子進程

 　　

　　

　　子進程變為了僵屍進程，子進程被殺死，但是父進程並沒有回收子進程。

　　殺掉父進程：

　　

　　僵屍進程被回收

27.3.4 子進程不加入父進程組中

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    //創建進程組，父進程作為組長進程
    setpgid(getpid(), getpid());

    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid > 0) {
        //將子進程加入到父進程所在的組
        setpgid(pid, getpgid(getpid()));
    } else {
        //將子進程加入到父進程所在的組
        //setpgid(getpid(), getpgid(getppid()));
    }

    printf("pid: %d, ppid: %d, pgid: %d\n", getpid(), getppid(), getpgid(0));

    pause();//進程暫停，等待信號

    return 0;
}

　　編譯運行：

　　

　　

　　沒有將子進程加入到組中，依然將子進程加入到父進程組了。

　　注意：從 shell 上啟動一個父進程，然后從父進程上創建若干個子進程，默認情況下都加入到父進程所在的組中，組號就是父進程的 PID，組長就為父進程。