Linux系统编程（会话和进程）

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前言

本篇文章我们来讲解会话和进程的概念，会话大家可能比较少见，他的英文名称叫session。

一、会话的概念

在Linux中，会话（Session）是指用户与操作系统交互的一段时间。Linux下的会话概念是基于终端（Terminal）的，而终端可以是物理终端、虚拟终端（例如TTY）或远程连接（如SSH）。
以下是Linux中会话的几个关键概念：

1.控制终端：
在一个会话中，通常会存在一个控制终端，为用户提供输入和输出的交互界面。用户通过控制终端与操作系统进行交互，包括输入命令、运行程序和查看输出。

2.终端会话：
一个用户可以在控制终端上启动一个或多个终端会话。每个终端会话都是一个独立的进程组，包含一个前台进程组和零个或多个后台进程组。

3.前台进程组：
前台进程组是当前用户正在交互的进程组。当用户从控制终端输入命令时，命令将发送给前台进程组的前台进程进行处理。只有一个进程组可以处于前台状态。

4.后台进程组：
后台进程组是在终端会话中运行的进程组，但没有用户输入交互。用户可以将进程从前台切换到后台，使其在后台运行而不阻塞终端。

5.会话管理程序：
Linux通过会话管理程序（session manager）来管理终端会话。会话管理程序负责创建和管理会话，设置控制终端，并在会话结束时清理资源。

6.会话注销和断开：
当用户注销或断开与终端的连接时，会话通常会终止。会话终止会导致终端上的所有进程（前台和后台）收到相应的信号来进行清理和终止。

会话在Linux中是重要的概念，它提供了用户与操作系统之间的交互环境，并管理用户的进程组。了解和理解Linux中的会话概念对于正确地管理和控制用户的交互行为是至关重要的。

二、会话和终端的区别

会话（Session）和终端（Terminal）是两个相关但不完全相同的概念。

会话是指用户与操作系统或应用程序之间的交互过程，涉及到用户的身份验证、持久性连接、状态保持等方面。在会话中，用户可以通过终端或其他交互方式与系统进行通信。

终端是一个提供用户与计算机交互的设备或界面，用户可以通过终端输入命令、查看输出和与系统进行交互。终端可以是物理设备（如物理终端设备、控制台）或虚拟设备（如虚拟终端、SSH连接）。终端提供了用户与系统之间的输入和输出通道。

下面是它们之间的区别：

1.概念层面：

会话是指用户与操作系统或应用程序之间的交互过程，包括用户的身份验证、持久性连接和状态保持等。
终端是用户与计算机交互的设备或界面，它提供了用户输入和输出的通道。

2.关联：

会话和终端通常是相关的。一个用户可以通过终端设备或虚拟终端启动一个会话，并在会话中与系统进行交互。
一个终端可以有多个会话，例如在同一终端设备上打开多个虚拟终端会话。

3.功能：

会话涉及用户的身份验证、状态保持和持久性连接等功能，用于管理用户与系统之间的交互。
终端提供了用户输入命令、查看输出和与系统进行交互的功能。

4.物理性质：

会话是一个抽象的概念，表示用户与系统的交互过程，不涉及具体的物理设备。
终端可以是物理设备（如键盘、显示器）或虚拟设备（如虚拟终端、SSH连接）。

当命令行shell执行新的命令创建出新的进程时：

使用&创建新的进程，新建的进程是后台进程，自己依然是前台进程。

不使用&创建新的进程，新建的进程是前台进程，自己被设置为后台进程。

三、终端进程组标识

在Linux中，每个终端会话都有一个唯一的进程组标识符（Process Group ID，PGID）。终端进程组标识是为了实现作业控制和进程管理而引入的。
每个终端会话中的进程都隶属于一个进程组。当用户在终端上启动一个新的进程时，默认情况下，该进程会被分配到同一终端会话的进程组中。

终端进程组标识具有以下特点：

1.会话首进程的进程组标识：
在每个会话中，会有一个会话首进程（session leader）创建该会话，会话首进程的进程组标识与会话ID（Session ID，SID）相同。

2.前台进程组：
在终端会话中，只能有一个前台进程组（foreground process group）。该前台进程组通常接收来自终端的用户输入，并将输出发送到终端。用户在终端上输入的命令会被发送给前台进程组中的前台进程。

3.后台进程组：
终端会话可以同时包含多个后台进程组（background process group）。后台进程组是在终端会话中运行的进程组，但不接受用户输入。后台进程组可以在终端会话运行而不阻塞终端。

通过使用终端进程组标识，系统可以实现对作业控制的管理，包括在前台或后台运行进程组、切换前后台进程组、发送信号等。
要查看当前终端进程组标识，您可以使用echo $$命令。该命令会输出当前Shell进程的进程ID（PID），该Shell进程所在的进程组ID就是终端进程组标识。

四、创建会话

#include 
#include 
#include 

int main() {
    pid_t pid;

    // 创建一个子进程
    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        fprintf(stderr, "无法创建子进程\n");
        return 1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程

        // 创建一个新的会话
        if (setsid() < 0) {
            fprintf(stderr, "无法创建新会话\n");
            return 1;
        }

        // 关闭标准输入、输出和错误输出
        close(STDIN_FILENO);
        close(STDOUT_FILENO);
        close(STDERR_FILENO);

        // 从这里开始，子进程就可以执行会话中的任务

        // 示例：打开一个日志文件并写入日志
        FILE* logFile = fopen("/var/log/mylog.txt", "w");
        if (logFile == NULL) {
            fprintf(stderr, "无法打开日志文件\n");
            return 1;
        }

        fprintf(logFile, "会话已启动\n");
        fprintf(logFile, "执行一些任务\n");

        // 关闭日志文件
        fclose(logFile);

        // 子进程完成任务后退出
        exit(0);
    } else {
        // 父进程
        // 这里可以选择等待子进程完成或继续执行其他任务
        printf("子进程的PID：%d\n", pid);
    }

    return 0;
}

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这个示例程序创建了一个子进程，子进程通过调用setsid()函数创建一个新的会话，然后关闭标准输入、输出和错误输出，开始执行会话中的任务（这里仅为示例，可以根据具体需求进行修改）。父进程可以选择等待子进程完成或继续执行其他任务。

总结

本篇文章就讲解到这里。