全面理解shell进程、终端、控制终端的概念，以及它们之间有什么区别与联系？（系列文章第一篇）

前言

• 进程，shell，shell进程，终端，控制终端，前台进程，后台进程，控制进程，前台进程组，后台进程组，会话，守护进程，init进程，用户进程，系统进程 它们之间的联系与区别

那么接下来，就请我一点一点为大家解开，这里的庐山真面目

shell进程与终端的基础概念

Shell 是操作系统的一个接口，提供了一个命令行界面，用户可以通过这个界面与操作系统交互。在 Unix/Linux 系统中，Shell 是一个命令行解释器，它解释用户输入的命令并调用相应的程序执行。Shell 还是一个编程环境，可以编写复杂的 shell 脚本。

进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程之间是相互独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内。

更多的具体的关于进程的基础概念大家可以看我的这篇文章：

• 进程的基础概念
• 进程的多种状态，状态间如何转换，以及进程相关的命令

• 终端（Terminal）最初是指物理设备，如键盘和显示器。在 Unix/Linux 系统中，终端成为了一种抽象概念，指的是通过某种方式（物理或网络）与系统交互的一个接口。
• 现在的终端更多的是指一种设备或者是一个应用程序（如你在使用的ssh终端或图形界面下的终端模拟器），它为用户与操作系统交互提供了环境。在Unix/Linux中，每个终端都会对应一个设备文件，例如/dev/tty1，/dev/tty2等。

shell进程与终端之间的关系

• 当你打开一个终端窗口（例如，通过 ssh 登录，或者在 GUI 下打开一个控制台窗口）时，会创建一个 Shell 进程。这个 Shell 进程会在终端接收你的输入，解析这些输入，然后执行相应的命令。因此，Shell 进程就像是终端（用户）和操作系统之间的媒介。

• 为了更好地理解，我们可以想象这样一种场景：你在终端窗口中键入命令 “ls”，然后按回车。此时，Shell 进程接收到 “ls” 命令，解析它，并调用 “ls” 程序。 “ls” 程序运行后，将输出发送回 Shell 进程，Shell 进程再将这些输出显示在终端窗口中。这就是 Shell 进程与终端之间的基本交互方式。

再一次的，更进一步的深入了解进程与终端之间的关系

• 在 UNIX 系统中，当用户通过终端登录系统后，的确会得到一个 shell 进程，这个终端成为 shell 进程的控制终端。这里的 "控制终端" 是指能够接收用户输入并显示程序输出的设备或虚拟设备。

• 对于每一个进程，它的控制终端信息是保存在它的进程控制块（Process Control Block，PCB）中的。当 shell 进程使用 fork() 创建新的进程时，新的进程会继承 shell 进程的 PCB 信息，包括控制终端的信息，因此新的进程的控制终端也是同一个终端。

• 在 UNIX 系统中，每个进程都有三个默认的文件描述符：标准输入（stdin，文件描述符为 0），标准输出（stdout，文件描述符为 1），以及标准错误输出（stderr，文件描述符为 2）。

  • 默认情况下（没有重定向），这些文件描述符都指向控制终端。因此，进程从标准输入读取数据，就是读取用户在终端的键盘输入；进程向标准输出或标准错误输出写数据，就是向终端的显示器输出。

• 控制终端还有一个重要的功能，就是能够向前台进程发送信号。在 UNIX 系统中，有一些特殊的键盘输入可以产生信号。例如:

  • Ctrl + C 会产生 SIGINT 信号，这是一个中断信号，用来请求进程终止运行；
  • Ctrl + \ 会产生 SIGQUIT 信号，这也是一个请求进程终止运行的信号，但与 SIGINT 不同，SIGQUIT 还会产生 core dump 文件，用来保存进程终止时的状态，以供后续分析。

再再再次的深入了解到底什么是控制终端，从产生到作用

• 当我们通过SSH等远程登录工具连接到Linux主机时，远程登录服务会启动一个shell进程来处理你的命令请求，这个新启动的shell进程会创建一个新的会话，并将你的远程终端设置为这个会话的控制终端。
  • 也就是说，Linux主机同意与我们的终端建立连接的时候：
    • 第一步：系统会启动一个shell进程
    • 第二步：shell进程会创建一个新的会话，并自己成为该会话的领头进程
    • 第三步：shell进程将我们的远程终端设置成为这个会话的控制终端。
• 控制终端的作用是：
  • 输入输出设备：控制终端通常用作会话中所有进程的默认输入和输出设备。
  • 信号发送：控制终端可以用来向前台进程组中的进程发送信号。
  • 作业控制：控制终端也用于实现 Unix 的作业控制功能。
  • 终端设备的参数控制：通过控制终端，可以对终端设备的各种参数进行控制，比如字符的显示方式、输入输出速度等。
  • 会话的划分：控制终端是划分不同会话的一个重要标志。每个会话都有一个与之关联的控制终端，通过这个控制终端，用户可以与会话中的进程进行交互。

总之，当我们的那个登录终端，成为了一个会话的控制终端后，才会具有以上的这些功能，拥有了这些功能，我们才能在Linux系统上展开一些工作。这也就是我对控制终端的理解。

总结

• Shell 进程：当你打开一个终端窗口时，会启动一个 Shell 进程。这个 Shell 进程提供一个命令行界面，用于接收用户的输入，解析这些输入，然后执行相应的命令。

• 终端：终端是用户与操作系统交互的接口。用户在终端输入命令，这些命令由 Shell 进程接收并执行。执行的结果再通过 Shell 进程返回到终端显示。

• 交互方式：用户在终端输入命令，Shell 进程接收并解析这些命令，然后调用相应的程序执行。执行的结果再通过 Shell 进程返回到终端，显示给用户。

• 关系：Shell 进程和终端之间的关系非常密切。Shell 进程就像是终端（用户）和操作系统之间的桥梁，它接收用户在终端的输入，解析并执行这些输入，然后将执行结果返回到终端显示给用户。

简而言之，Shell 进程与终端之间的关系就像是一个传声筒和人们之间的关系：人们通过传声筒（Shell 进程）说话，传声筒将声音（命令）传递出去，并将回声（执行结果）传回给人们（用户）。

• 系列文章第二篇：进程组，会话的基础概念，以及进程组，会话，控制终端，前台后台之间的联系

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