本文主要介绍了Linux中TTY/PTS的区别，非常详细，有一定的参考价值。有兴趣的朋友一定要看！

TTY历史

在支持多任务处理的计算机出现之前，

在计算机出现之前，人们一直在使用一种叫做电传打字机的设备相互传送信息，它看起来像下面这样：

-体检-

|电传打字机|-|电传打字机|

-(我觉得图片一头打，一头印)

这些都是老套的，完全没动过，只能简单推测。

支持多任务的计算机出现之后

电脑支持多任务处理后，人们就想到把这些电传打字机连接到电脑上作为电脑的终端，这样就可以操作电脑了。

使用电传打字机有两个主要原因(个人观点):

实际上，有大量来自不同制造商的电传打字机，可以充分利用现有资源

电传相关网络成熟且易于连接

这种联系是这样发展起来的：

-

------------|

|终端|-|调制解调器|-|调制解调器|-|通用异步收发器|-|计算机

- - - - ||

-左边的终端是各种电传打字机

调制解调器用在物理线路的两边，也就是我们常说的“猫”，因为网络已经逐渐发展，每个人都可以共享连接。(猜测，可能没有)

通用异步收发器可以理解为将电传信号转换成计算机可以识别的信号的设备

内核TTY子系统

为了支持这些电传打字机，计算机设计了一个名为TTY的子系统，其内部结构如下：

-

|内核

| - |

| - - ||| -

| |通用异步收发器| |线路| | TTY |-|用户进程|

- ||-||-||| -

| |驱动程序| |学科| |驱动程序|-|用户进程B|

| - - ||| -

| - |

||

-通用异步收发器驱动程序连接到外部的通用异步收发器设备

线路规程主要处理输入输出，可以理解为是TTY驱动的一部分

TTY驱动程序用于处理各种终端设备

用户空间进程通过TTY驱动程序处理终端

为了简单起见，通用异步收发器驱动程序和线路规程在下面的介绍中不再单独列出，它们可以被认为是TTY驱动程序的一部分

TTY设备

对于每个终端，TTY驱动程序将创建一个与之对应的TTY设备。如果连接了多个终端，则如下所示：

-

|TTYDriver|

||

| - | -

- ||| - gt

;|UserprocessA| |TerminalA|<--------->|ttyS0||+----------------+ +------------+|||<---------->|UserprocessB| |+-------+|+----------------+ || |+-------+|+----------------+ +------------+|||<---------->|UserprocessC| |TerminalB|<--------->|ttyS1||+----------------+ +------------+|||<---------->|UserprocessD| |+-------+|+----------------+ || +----------------+

当驱动收到一个终端的连接时，就会根据终端的型号和参数创建相应的tty设备（上图中设备名称叫ttyS0是因为大部分终端的连接都是串行连接），由于每个终端可能都不一样，有自己的特殊命令和使用习惯，于是每个tty设备的配置可能都不一样。比如按delete键的时候，有些可能是要删前面的字符，而有些可能是删后面的，如果没配置对，就会导致某些按键不是自己想要的行为，这也是我们在使用模拟终端时，如果默认的配置跟我们的习惯不符，需要做一些个性化配置的原因。

后来随着计算机的不断发展，teletype这些设备逐渐消失，我们不再需要专门的终端设备了，每个机器都有自己的键盘和显示器，每台机器都可以是其它机器的终端，远程的操作通过ssh来实现，但是内核TTY驱动这一架构没有发生变化，我们想要和系统中的进程进行I/O交互，还是需要通过TTY设备，于是出现了各种终端模拟软件，并且模拟的也是常见的几种终端，如VT100、VT220、XTerm等。

• 可以通过命令toe -a列出系统支持的所有终端类型

• 可以通过命令infocmp来比较两个终端的区别，比如infocmp vt100 vt220将会输出vt100和vt220的区别。

程序如何和TTY打交道

在讨论TTY设备是如何被创建及配置之前，我们先来看看TTY是如何被进程使用的：

#先用tty命令看看当前bash关联到了哪个tty
dev@debian:~$tty
/dev/pts/1
#看tty都被哪些进程打开了
dev@debian:~$lsof/dev/pts/1
COMMANDPIDUSERFDTYPEDEVICESIZE/OFFNODENAME
bash907dev0uCHR136,10t04/dev/pts/1
bash907dev1uCHR136,10t04/dev/pts/1
bash907dev2uCHR136,10t04/dev/pts/1
bash907dev255uCHR136,10t04/dev/pts/1
lsof1118dev0uCHR136,10t04/dev/pts/1
lsof1118dev1uCHR136,10t04/dev/pts/1
lsof1118dev2uCHR136,10t04/dev/pts/1
#往tty里面直接写数据跟写标准输出是一样的效果
dev@dev:~$echoaaa>/dev/pts/2
aaa

pts也是tty设备，它们的关系后面会介绍到

通过上面的lsof可以看出，当前运行的bash和lsof进程的stdin(0u)、stdout(1u)、stderr(2u)都绑定到了这个TTY上。

下面是tty和进程以及I/O设备交互的结构图：

Input+--------------------------+R/W+------+
----------->||<---------->|bash|
|pts/1|+------+
<-----------||<---------->|lsof|
Output|Foregroundprocessgroup|R/W+------+
+--------------------------+

• 可以把tty理解成一个管道（pipe），在一端写的内容可以从另一端读取出来，反之亦然。

• 这里input和output可以简单的理解为键盘和显示器，后面会介绍在各种情况下input/ouput都连接的什么东西。

• tty里面有一个很重要的属性，叫Foreground process group，记录了当前前端的进程组是哪一个。process group的概念会在下一篇文章中介绍，这里可以简单的认为process group里面只有一个进程。

• 当pts/1收到input的输入后，会检查当前前端进程组是哪一个，然后将输入放到进程组的leader的输入缓存中，这样相应的leader进程就可以通过read函数得到用户的输入

• 当前端进程组里面的进程往tty设备上写数据时，tty就会将数据输出到output设备上

• 当在shell中执行不同的命令时，前端进程组在不断的变化，而这种变化会由shell负责更新到tty设备中

从上面可以看出，进程和tty打交道很简单，只要保证后台进程不要读写tty就可以了，即写后台程序时，要将stdin/stdout/stderr重定向到其它地方（当然deamon程序还需要做很多其它处理）。

先抛出两个问题(后面有答案)：

• 当非前端进程组里面的进程（后台进程）往tty设备上写数据时，会发生什么？会输出到outpu上吗？

• 当非前端进程组里面的进程（后台进程）从tty设备上读数据时，会发生什么？进程会阻塞吗？

TTY是如何被创建的

下面介绍几种常见的情况下tty设备是如何创建的，以及input和output设备都是啥。

键盘显示器直连（终端）

先看图再说话：

+-----------------------------------------+
|Kernel|
|+--------+|+----------------+
+----------+|+-------------------+|tty1|<---------->|Userprocesses|
|Keyboard|--------->||+--------+|+----------------+
+----------+||TerminalEmulator|<->|tty2|<---------->|Userprocesses|
|Monitor|<---------||+--------+|+----------------+
+----------+|+-------------------+|tty3|<---------->|Userprocesses|
|+--------+|+----------------+
||
+-----------------------------------------+

键盘、显示器都和内核中的终端模拟器相连，由模拟器决定创建多少tty，比如你在键盘上输入ctrl+alt+F1时，模拟器首先捕获到该输入，然后激活tty1，这样键盘的输入会转发到tty1，而tty1的输出会转发到显示器，同理用输入ctrl+alt+F2，就会切换到tty2。

当模拟器激活tty时如果发现没有进程与之关联，意味着这是第一次打开该tty，于是会启动配置好的进程并和该tty绑定，一般该进程就是负责login的进程。

当切换到tty2后，tty1里面的输出会输出到哪里呢？tty1的输出还是会输出给模拟器，模拟器里会有每个tty的缓存，不过由于模拟器的缓存空间有限，所以下次切回tty1的时候，只能看到最新的输出，以前的输出已经不在了。

不确定这里的终端模拟器对应内核中具体的哪个模块，但肯定有这么个东西存在

SSH远程访问

+----------++------------+
|Keyboard|------>||
+----------+|Terminal|
|Monitor|<------||
+----------++------------+
|
|sshprotocol
|
↓
+------------+
||
|sshserver|--------------------------+
||fork|
+------------+|
|↑|
|||
write||read|
|||
+-----|---|-------------------+|
||||↓
|↓|+-------+|+-------+
|+--------+|pts/0|<---------->|shell|
|||+-------+|+-------+
||ptmx|<->|pts/1|<---------->|shell|
|||+-------+|+-------+
|+--------+|pts/2|<---------->|shell|
|+-------+|+-------+
|Kernel|
+-----------------------------+

这里的Terminal可能是任何地方的程序，比如windows上的putty，所以不讨论客户端的Terminal程序是怎么和键盘、显示器交互的。由于Terminal要和ssh服务器打交道，所以肯定要实现ssh的客户端功能。

这里将建立连接和收发数据分两条线路解释，为了描述简洁，这里以sshd代替ssh服务器程序：

建立连接

1.Terminal请求和sshd建立连接

2.如果验证通过，sshd将创建一个新的session

3.调用API（posix_openpt()）请求ptmx创建一个pts，创建成功后，sshd将得到和ptmx关联的fd，并将该fd和session关联起来。

#pty（pseudoterminaldevice）由两部分构成，ptmx是master端，pts是slave端，
#进程可以通过调用API请求ptmx创建一个pts，然后将会得到连接到ptmx的读写fd和一个新创建的pts，
#ptmx在内部会维护该fd和pts的对应关系，随后往这个fd的读写会被ptmx转发到对应的pts。
#这里可以看到sshd已经打开了/dev/ptmx
dev@debian:~$sudolsof/dev/ptmx
COMMANDPIDUSERFDTYPEDEVICESIZE/OFFNODENAME
sshd1191dev8uCHR5,20t06531/dev/ptmx
sshd1191dev10uCHR5,20t06531/dev/ptmx
sshd1191dev11uCHR5,20t06531/dev/ptmx

4.同时sshd创建shell进程，将新创建的pts和shell绑定

收发消息

1.Terminal收到键盘的输入，Terminal通过ssh协议将数据发往sshd

2.sshd收到客户端的数据后，根据它自己管理的session，找到该客户端对应的关联到ptmx上的fd

3.往找到的fd上写入客户端发过来的数据

4.ptmx收到数据后，根据fd找到对应的pts（该对应关系由ptmx自动维护），将数据包转发给对应的pts

5.pts收到数据包后，检查绑定到自己上面的当前前端进程组，将数据包发给该进程组的leader

6.由于pts上只有shell，所以shell的read函数就收到了该数据包

7.shell对收到的数据包进行处理，然后输出处理结果（也可能没有输出）

8.shell通过write函数将结果写入pts

9.pts将结果转发给ptmx

10.ptmx根据pts找到对应的fd，往该fd写入结果

11.sshd收到该fd的结果后，找到对应的session，然后将结果发给对应的客户端

键盘显示器直连（图形界面）

+----------++------------+
|Keyboard|------>||
+----------+|Terminal|--------------------------+
|Monitor|<------||fork|
+----------++------------+|
|↑|
|||
write||read|
|||
+-----|---|-------------------+|
||||↓
|↓|+-------+|+-------+
|+--------+|pts/0|<---------->|shell|
|||+-------+|+-------+
||ptmx|<->|pts/1|<---------->|shell|
|||+-------+|+-------+
|+--------+|pts/2|<---------->|shell|
|+-------+|+-------+
|Kernel|
+-----------------------------+

为了简化起见，本篇不讨论Linux下图形界面里Terminal程序是怎么和键盘、显示器交互的。

这里和上面的不同点就是，这里的Terminal不需要实现ssh客户端，但需要把ssh服务器要干的活也干了（当然ssh通信相关的除外）。

SSH + Screen/Tmux

常用Linux的同学应该对screen和tmux不陌生，通过它们启动的进程，就算网络断开了，也不会受到影响继续执行，下次连上去时还能看到进程的所有输出，还能继续接着干活。

这里以tmux为例介绍其原理：

+----------++------------+
|Keyboard|------>||
+----------+|Terminal|
|Monitor|<------||
+----------++------------+
|
|sshprotocol
|
↓
+------------+
||
|sshserver|--------------------------+
||fork|
+------------+|
|↑|
|||
write||read|
|||
+-----|---|-------------------+|
|↓||↓
|+--------++-------+|+-------+fork+-------------+
||ptmx|<->|pts/0|<---------->|shell|-------->|tmuxclient|
|+--------++-------+|+-------++-------------+
||||↑
|+--------++-------+|+-------+|
||ptmx|<->|pts/2|<---------->|shell||
|+--------++-------+|+-------+|
|↑|Kernel|↑|
+-----|---|-------------------+||
||||
|w/r|+---------------------------+|
|||fork|
|↓||
+-------------+|
|||
|tmuxserver|<--------------------------------------------+
||
+-------------+

系统中的ptmx只有一个，上图中画出来了两个，目的是为了表明tmux服务器和sshd都用ptmx，但它们之间又互不干涉。

这种情况要稍微复杂一点，不过原理都是一样的，前半部分和普通ssh的方式是一样的，只是pts/0关联的前端进程不是shell了，而是变成了tmux客户端，所以ssh客户端发过来的数据包都会被tmux客户端收到，然后由tmux客户端转发给tmux服务器，而tmux服务器干的活和ssh的类似，也是维护一堆的session，为每个session创建一个pts，然后将tmux客户端发过来的数据转发给相应的pts。

由于tmux服务器只和tmux客户端打交道，和sshd没有关系，当终端和sshd的连接断开时，虽然pts/0会被关闭，和它相关的shell和tmux客户端也将被kill掉，但不会影响tmux服务器，当下次再用tmux客户端连上tmux服务器时，看到的还是上次的内容。

TTY和PTS的区别

从上面的流程中应该可以看出来了，对用户空间的程序来说，他们没有区别，都是一样的；从内核里面来看，pts的另一端连接的是ptmx，而tty的另一端连接的是内核的终端模拟器，ptmx和终端模拟器都只是负责维护会话和转发数据包；再看看ptmx和内核终端模拟器的另一端，ptmx的另一端连接的是用户空间的应用程序，如sshd、tmux等，而内核终端模拟器的另一端连接的是具体的硬件，如键盘和显示器。

常见的TTY配置

先先来看看当前tty的所有配置：

dev@dev:~$stty-a
speed38400baud;rows51;columns204;line=0;
intr=^C;quit=^\;erase=^?;kill=^U;eof=^D;eol=M-^?;eol2=M-^?;swtch=<undef>;start=^Q;stop=^S;susp=^Z;rprnt=^R;werase=^W;lnext=^V;discard=^O;min=1;time=0;
-parenb-parodd-cmsparcs8-hupcl-cstopbcread-clocal-crtscts
-ignbrk-brkint-ignpar-parmrk-inpck-istrip-inlcr-igncricrnlixon-ixoff-iuclcixanyimaxbel-iutf8
opost-olcuc-ocrnlonlcr-onocr-onlret-ofill-ofdelnl0cr0tab0bs0vt0ff0
isigicanoniextenechoechoeechok-echonl-noflsh-xcase-tostop-echoprtechoctlechoke-flusho-extproc

stty还可以用来修改tty的参数，用法请参考man stty

只要是有权限的程序，都可以通过Linux提供的API来修改TTY的配置，下面介绍一些常见的的配置项。

rows 51; columns 204;

这个配置一般由终端控制，当终端的窗口大小发生变化时，需要通过一定的手段修改该配置，比如ssh协议里面就有修改窗口大小的参数，sshd收到客户端的请求后，会通过API修改tty的这个参数，然后由tty通过信号SIGWINCH通知前端程序（比如shell或者vim），前端程序收到信号后，再去读tty的这个参数，然后就知道如何调整自己的输出排版了。

intr = ^C

tty除了在终端和前端进程之间转发数据之外，还支持很多控制命令，比如终端输入了CTRL+C，那么tty不会将该输入串转发给前端进程，而是将它转换成信号SIGINT发送给前端进程。这个就是用来配置控制命令对应的输入组合的，比如我们可以配置“intr = ^E”表示用CTRL+E代替CTRL+C。

start = ^Q; stop = ^S;

这是两个特殊的控制命令，估计经常有人会碰到，在键盘上不小心输入CTRL+S后，终端没反应了，即没输出，也不响应任何输入。这是因为这个命令会告诉TTY暂停，阻塞所有读写操作，即不转发任何数据，只有按了CTRL+Q后，才会继续。这个功能应该是历史遗留，以前终端和服务器之间没有流量控制功能，所以有可能服务器发送数据过快，导致终端处理不过来，于是需要这样一个命令告诉服务器不要再发了，等终端处理完了后在通知服务器继续。

该命令现在比较常用的一个场景就是用tail -f命令监控日志文件的内容时，可以随时按CTRL+S让屏幕停止刷新，看完后再按CTRL+Q让它继续刷，如果不这样的话，需要先CTRL+C退出，看完后在重新运行tail -f命令。

echo

在终端输入字符的时候，之所以我们能及时看到我们输入的字符，那是因为TTY在收到终端发过去的字符后，会先将字符原路返回一份，然后才交给前端进程处理，这样终端就能及时的显示输入的字符。echo就是用来控制该功能的配置项，如果是-echo的话表示disable echo功能。

-tostop

如果你在shell中运行程序的时候，后面添加了&，比如./myapp &，这样myapp这个进程就会在后台运行，但如果这个进程继续往tty上写数据呢？这个参数就用来控制是不是将输出转发给终端，也即结果会不会在终端显示，这里“-tostop”表示会输出到终端，如果配置为“tostop”的话，将不输出到终端，并且tty会发送信号SIGTTOU给myapp，该信号的默认行为是将暂停myapp的执行。

TTY相关信号

除了上面介绍配置时提到的SIGINT，SIGTTOU，SIGWINCHU外，还有这么几个跟TTY相关的信号

SIGTTIN

当后台进程读tty时，tty将发送该信号给相应的进程组，默认行为是暂停进程组中进程的执行。暂停的进程如何继续执行呢？请参考下一篇文章中的SIGCONT。

SIGHUP

当tty的另一端挂掉的时候，比如ssh的session断开了，于是sshd关闭了和ptmx关联的fd，内核将会给和该tty相关的所有进程发送SIGHUP信号，进程收到该信号后的默认行为是退出进程。

SIGTSTP

终端输入CTRL+Z时，tty收到后就会发送SIGTSTP给前端进程组，其默认行为是将前端进程组放到后端，并且暂停进程组里所有进程的执行。

跟tty相关的信号都是可以捕获的，可以修改它的默认行为

以上是“Linux中TTY/PTS的区别是什么”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！希望分享的内容对大家有帮助，更多相关知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道！