关于在我的虚拟外壳中使用 fork() 和子进程的后台进程

Question

我正在尝试用 C 创建一个简单的 shell 程序。我需要它为用户提供一个提示，让他们可以在其中运行其他本地程序。我可以很好地完成这部分，使用一个 fork()，其中父进程 waits() 在子进程上，子进程 execvp() 是程序。

但是，如果 '&' 字符附加到用户命令的末尾，我需要他们的程序在后台运行，这意味着我需要父进程不要等待子进程，而是立即返回提示用户，同时允许后台进程继续运行，但不允许它在屏幕上显示任何内容。我只是希望能够通过 ps 命令检查它是否仍然存在。

我试图理解使用 fork() 创建子进程背后的想法，然后让子进程 fork() 再次创建各种孙子进程，然后立即 exit()-ing 子进程。即，使孙子成为孤儿。假设这允许父母仍然等待孩子，但由于孩子几乎立即有效地结束，就像它根本不等待？关于僵尸疯狂的事情？我不知道。我遇到的几个站点似乎都建议将此作为在后台运行进程的一种方式。

但是，当我尝试执行此操作时，程序流程中发生了一些疯狂的事情，“后台”进程继续在屏幕上显示输入，我真的不知道从哪里开始。

这是我的代码实现，我敢肯定这是完全错误的。我只是想知道这整个孙子的事情是否甚至是我需要采取的路线，如果是这样，我的代码有什么问题？

36 int main(int argc, char *argv[])
37 {
38     char buffer[512];
39     char *args[16];
40     int background;
41     int *status;
42     size_t arg_ct;
43     pid_t pid;
44 
45     while(1)
46     {
47         printf("> ");
48         fgets(buffer, 512, stdin);
49         parse_args(buffer, args, 16, &arg_ct);
50 
51         if (arg_ct == 0) continue;
52 
53         if (!strcmp(args[0], "exit"))
54         {
55             exit(0);
56         }
57 
58         pid = fork();  //here I fork and create a child process
61 
62         if (pid && !background)  //i.e. if it's the parent process and don't need to run in the background (this is the part that seems to work)
63         {
64             printf("Waiting on child (%d).\n", pid);
65             pid = wait(status);
66             printf("Child (%d) finished.\n", pid);
67         }
68         else
69         {
70             if (background && pid == 0) { //if it's a child process and i need to run the command in background
71                
72                 pid = fork(); //fork child and create a grandchild
73                 if (pid) exit(0); //exit child and orphan grandchild
74                 
75                 execvp(args[0], args); //orphan execs the command then exits
76                 exit(1);
77 
78             } else exit(0);
79         }
80     }
81     return 0;
82 }

P.S. 明确地说，我需要我在后台运行的进程不再发出声音，即使它有无限循环的打印语句或其他东西。我只是想确保它仍然通过 ps -a 或其他方式在后台运行。

对不起，我只是不知道如何更好地解释它。

提前致谢

P.P.S我将实现它，以便每个后续命令都将确定“背景”的布尔值，抱歉造成混淆

Answer 1

您不想在 shell 中使用 double-fork() 方法 - 这是为了编写特别想逃避运行它们的 shell 监督的守护程序。

相反，在现有 shell 中复制 & 行为的方法是调用 fork()，然后在子进程中调用 setpgid(0, 0); 以将子进程放入一个新的进程组。父母只是继续（也许在打印孩子的PID 之后） - 它不会调用wait()。

每个终端只能有一个前台进程组，即当前允许向终端发送输出的进程组。这将保留您的 shell 所属的进程组，因此您的 shell 将保留在前台。

如果后台进程组试图从终端读取，它将被发送一个信号来停止它。仍然允许输出到终端 - 这是正常的（在您的常规 shell 中尝试ls &）。要在您的 shell 中实现 fg 命令，您将需要 tcsetpgrp() 函数来更改前台进程组。

您还需要定期使用WNOHANG 选项调用waitpid() - 例如，在您显示shell 提示符之前。这将允许您检测后台进程何时退出或停止（或者，您可以处理SIGCHLD 信号）。