Сеансы и группы процессов Linux: управление заданиями

Одним из основных применений сигналов при интерактивной работе пользователя в системе является  механизм управления «заданиями», которыми пользуются командные интерпретаторы и подобные интерактивные программы, например lftp.

Для удобства управления процессами при помощи сигналов они объединяются в группы и сеансы (см. credentials), проиллюстрированные в листинге ниже при помощи команды ps атрибутами PGID (process group identifier) и SID (session identifier).

Процесс (создавший группу), чей идентификатор PID совпадает с идентификатором PGID, группы, носит название лидера группы.

Процесс (создавший сеанс), чей идентификатор PID совпадает  с идентификатором SID сеанса, называется лидером сеанса. Нужно отметить, что лидер сеанса в столбце STAT отмечается флагом s, а процессы группы переднего фона — флагом +.

Только одна группа сеанса, называемая «терминальной» TGPID, является группой «переднего» (foreground) фона, остальные группы сеанса являются группами «заднего» (background) фона.

Командный интерпретатор формирует свои задания «заднего» О или «переднего» фона ©, Помещая процессы заданий в соответствующие группы. Механизм управления заданиями всегда посылает «терминальные» сигналы ^C SIGINT, ^\SIGQUIT всем процессам текущей «терминальной» группы.

Для смены терминальной группы используется сигнал № 20 SIGTSTP (terminal stop signal), также отсылаемый всем процессам «терминальной» группы при получении драйвером терминала управляющего символа ^Z (SUB), генерируемого клавишами Ctrl+Z.

Обработчик сигнала SIGTSTP по умолчанию приостанавливает процессы, и управление возвращается к командному интерпретатору ©, группа которого, становится «терминальной». При помощи встроенных команд fg (foreground), bg (background) можно продолжить (SIGCONT) выполнение указанного задания (всех процессов .его группы) на «переднем» или «заднем» фоне, а при помощи команды jobs -l получить список всех заданий вместе с номерами их групп процессов.

Сеансы и группы процессов — задания интерпретатора

Кроме переключения группы «переднего» фона, механизм управления заданиями координирует «совместный» доступ процессов к управляющему терминалу. При «одновременном» вводе информации с одного терминала несколькими процессами результат оказывается  непредсказуем, т, к. нет возможности предугадать порядок и объемы считываемой информации.

Поэтому ввод (input) разрешен только процессам группы «переднего» фона, а группа формируется так, что только один из них в реальности будет производить чтение.

Процессам группы «заднего» фона ввод запрещен, а любые попытки подавляются при помощи сигнала SIGTTIN (terminal stop on input signal), доставка которого, приводит к приостановке процесса.

В примере из листинга ниже при составлении текста письма посредством команды mail ее процесс был временно приостановлен при помощи ^Z и SIGTSTP для получения доступа к командному интерпретатору.

Попытка продолжить в выполнение задания mail на «заднем» фоне не увенчалась успехом, т. к. была подавлена за чтение терминала. Продолжение задания на «переднем» фоне дает возможность закончить ввод текста, письма и завершить ввод управляющим символом ^Z (EOT).

Приостановка при вводе из заднего фона (SIGTTIN)

При «одновременном» выводе информации на один терминал несколькими процессами результат точно так же непредсказуем, как и при вводе. В итоге будет получена смесь перемежающихся строчек разных процессов, однако по умолчанию вывод (output) разрешен как процессам группы «переднего» фона, так и процессам всех групп «заднего» фона.

Настроечный флаг драйвера терминала tostop (terminal output stop) позволяет запретить вывод из заднего фона так же, как и ввод. При запрещенном выводе из заднего фона все попытки будут подавляться сигналом SIGTTOU (terminal stop on output signal), приостанавливающим процесс. В листинге ниже проиллюстрировано действие сигнала SIGTTOU при включении настроечного флага tostop посредством команды stty.

Приостановка при выводе из заднего фона (SIGTTOU)