二十七、Linux 进程与信号---进程组和组长进程

27.1 进程组

27.1.1 进程组介绍

• 进程组为一个或多个进程的集合
• 进程组可以接受同一终端的各种信号，同一个信号发送进程组等于发送给组中的所有进程
• 每个进程组有唯一的进程组 ID
• 进程组的消亡要等到组中所有的进程结束
• 进程组的消亡：kill 发送信号给进程组
  • kill -9  -进程组号

27.1.2 进程组 ID 获取--- getpgrp 和 getpgid

（1）getpgrp --- 获取调用进程的进程组ID

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

• 函数说明
  • getpgrp()用来取得目前进程所属的组识别码。此函数相当于调用 getpgid(0)；
• 返回值
  • 返回目前进程所属的组识别码。

（2）getpgid --- 获取 pid 所在进程组的 ID　　

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

• 函数说明
  • getpgid()用来取得参数 pid 指定进程所属的组识别码。如果参数 pid 为0，则会取得目前进程的组识别码。
• 返回值
  • 执行成功则返回组识别码，如果有错误则返回 -1 ，错误原因存于 errno 中。
• 错误代码
  • ESRCH 找不到符合参数 pid 指定的进程。
• getpgid(getpid()) 获取指定进程的进程组
• getpgid(0) 获取当前进程的进程组

27.2 组长进程

27.2.1 概念

• 每个进程组可以有个组长进程，组长进程的ID就是进程组的ID
• 组长进程可以创建进程组以及该组中的进程
• 进程组的创建从第一个进程（组长进程）加入开始
• 进程组的组号取第一个加入组的进程（组长进程）编号

27.2.2 设置进程组 ID--- setpgid（创建进程组或将指定进程加入到指定的进程组中）

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

• 函数说明
  • setpgid() 将参数 pid 指定进程所属的组 ID 设为参数 pgid 指定的组 ID。如果参数 pid 为 0 ，则会用来设置目前进程的组识别码，如果参数 pgid 为0，则会以目前进程的进程 ID 来取代。
• 函数功能：将进程加入到指定的进程组中， pid 为进程号， pgid 为组号
• 返回值
  • 执行成功则返回组 ID，如果有错误则返回-1，错误原因存于 errno 中。
• 错误代码
  • EINVAL 参数 pgid 小于0。
  • EPERM 进程权限不足，无法完成调用。
  • ESRCH 找不到符合参数 pid 指定的进程。

27.3 例子

27.3.1 构建进程扇组

　　构建一个进程扇，要求每两个进程为一个进程组，如下所示

　　

　　

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

int main(void)
{

    //创建进程组，组长进程为父进程
    setpgid(getpid(), getpid());

    /* 组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) {//父进程
            //父进程中执行和子进程相同的操作
            if(i == 0) {
                //要注意fork 在父进程中返回的是子进程的 pid
                setpgid(pid, group1);
            }

            //第二个子进程作为组长进程，要创建进程组
            if(i == 1) {
                setpgid(pid, pid);
                group2 = getpgid(pid);
            }

            if(i == 2) {
                //第三个子进程加入到 group2
                setpgid(pid, group2);
            }
        } else {//子进程
            //将第一个子进程加入到 group1
            if(i == 0) {
                setpgid(getpid(), group1);
            }

            //第二个子进程作为组长进程，要创建进程组
            if(i == 1){
                setpgid(getpid(), getpid());
                group2 = getpgid(getpid());
            }

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

            //因为是进程扇，每一个子进程要退出循环
            //父进程继续循环 fork
            break;
        }
    }

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

    //防止僵尸进程产生
    for(i = 0; i < 3; i++) {
        wait(0);
    }

    exit(0);
}

　　编译运行：

　　

27.3.2 构建进程链组

　　

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

int main()
{
    //创建进程组1，父进程为组长进程
    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) {
                //创建进程组2，第一个子进程作为组长进程
                setpgid(pid, pid);
            }

            if(i == 1) {
                //将第二个子进程加入到 group1中
                setpgid(pid, group1);
            }

            // 在进程链中，父进程操作完退出循环
            break;
        } else if(pid == 0) {
            
            if(i == 0) {
                //创建进程组2，第一个子进程作为组长进程
                setpgid(getpid(), getpid());
            }

            if(i == 1) {
                //将第二个子进程加入到 group1中
                setpgid(getpid(), group1);
            }
        }
    }

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

    //防止僵尸进程产生
    for(i = 0; i < 2; i++) {
        wait(0);
    }

    return 0;
}

　　编译运行：

　　

27.3.3 进程组删除

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

int main(void)
{
    //创建进程组，父进程作为组长进程
    setpgid(getpid(), getpid());

    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid > 0) {
        //将子进程加入到父进程所在的组
        setpgid(pid, getpgid(getpid()));
    } else {
        //将子进程加入到父进程所在的组
        setpgid(getpid(), getpgid(getppid()));
    }

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

    pause();//进程暂停，等待信号

    return 0;
}

　　编译运行：

（1）杀掉进程组

　　

　　

（2）杀掉父进程

　　

　　

　　杀掉父进程后，子进程依然存在，只不过变成了孤儿进程，并被2323进程所领养

（3）杀掉子进程

 　　

　　

　　子进程变为了僵尸进程，子进程被杀死，但是父进程并没有回收子进程。

　　杀掉父进程：

　　

　　僵尸进程被回收

27.3.4 子进程不加入父进程组中

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

int main(void)
{
    //创建进程组，父进程作为组长进程
    setpgid(getpid(), getpid());

    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid > 0) {
        //将子进程加入到父进程所在的组
        setpgid(pid, getpgid(getpid()));
    } else {
        //将子进程加入到父进程所在的组
        //setpgid(getpid(), getpgid(getppid()));
    }

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

    pause();//进程暂停，等待信号

    return 0;
}

　　编译运行：

　　

　　

　　没有将子进程加入到组中，依然将子进程加入到父进程组了。

　　注意：从 shell 上启动一个父进程，然后从父进程上创建若干个子进程，默认情况下都加入到父进程所在的组中，组号就是父进程的 PID，组长就为父进程。