一个简单的守护进程的编写

阳光穿透心脏的1/2处 2021-12-14 00:03 305阅读 0赞

守护进程，也就是通常说的Daemon [进程][Link 1]，是 [Linux][]中的 [后台][Link 2]服务进程。它是一个生存期较长的进程，通常独立于控制 [终端][Link 3]并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。守护进程常常在系统引导装入时启动，在系统关闭时终止。Linux系统有很多守护进程，大多数服务都是通过守护进程实现的，同时，守护进程还能完成许多系统任务，例如，作业规划进程crond、打印进程lqd等（这里的结尾字母d就是Daemon的意思）。

由于在Linux中，每一个系统与用户进行交流的界面称为终端，每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端，这个终端就称为这些进程的控制终端，当控制终端被关闭时，相应的进程都会自动关闭。但是守护进程却能够突破这种限制，它从被执行开始运转，直到整个系统关闭时才退出。如果想让某个进程不因为用户或终端或其他地变化而受到影响，那么就必须把这个进程变成一个守护进程。

###         创建子进程，父进程退出 ###

这是编写守护进程的第一步。由于守护进程是脱离控制终端的，因此，完成第一步后就会在Shell终端里造成一程序已经运行完毕的假象。之后的所有工作都在子进程中完成，而用户在Shell [终端][Link 3]里则可以执行其他命令，从而在形式上做到了与控制终端的脱离。

在Linux中 [父进程][Link 4]先于子进程退出会造成子进程成为孤儿进程，而每当系统发现一个孤儿进程时，就会自动由1号进程（init）收养它，这样，原先的子进程就会变成 [init进程][init]的子进程。

### 在子进程中创建新会话 ###

这个步骤是创建守护进程中最重要的一步，虽然它的实现非常简单，但它的意义却非常重大。在这里使用的是 [系统函数][Link 5]setsid，在具体介绍setsid之前，首先要了解两个概念：进程组和会话期

[进程组][Link 6]：是一个或多个进程的集合。进程组有进程组ID来唯一标识。除了进程号（PID）之外，进程组ID也是一个进程的必备属性。每个进程组都有一个组长进程，其组长进程的进程号等于进程组ID。且该进程组ID不会因组长进程的退出而受到影响。

[会话周期][Link 7]：会话期是一个或多个进程组的集合。通常，一个会话开始于用户登录，终止于用户退出，在此期间该用户运行的所有进程都属于这个会话期。

接下来就可以具体介绍setsid的相关内容：

（1）setsid函数作用：

setsid函数用于创建一个新的会话，并担任该会话组的组长。调用setsid有下面的3个作用：

让进程摆脱原会话的控制

让进程摆脱原进程组的控制

让进程摆脱原控制终端的控制

那么，在创建守护进程时为什么要调用setsid函数呢？由于创建守护进程的第一步调用了fork函数来创建子进程，再将 [父进程][Link 4]退出。由于在调用了fork函数时，子进程全盘拷贝了父进程的会话期、进程组、控制终端等，虽然父进程退出了，但会话期、进程组、控制终端等并没有改变，因此，这还不是真正意义上的独立开来，而setsid函数能够使进程完全独立出来，从而摆脱其他进程的控制。

这一步也是必要的步骤。使用fork创建的子进程继承了父进程的当前工作目录。由于在进程运行中，当前目录所在的文件系统（如“/mnt/usb”）是不能 [卸载][Link 8]的，这对以后的使用会造成诸多的麻烦（比如系统由于某种原因要进入单用户模式）。因此，通常的做法是让"/"作为守护进程的当前工作目录，这样就可以避免上述的问题，当然，如有特殊需要，也可以把当前工作目录换成其他的路径，如/tmp。改变工作目录的常见函数式chdir。

### 重设文件权限掩码 ###

文件权限掩码是指屏蔽掉文件权限中的对应位。比如，有个文件权限掩码是050，它就屏蔽了 [文件组][Link 9]拥有者的可读与可执行权限。由于使用fork函数新建的子进程继承了父进程的文件权限掩码，这就给该子进程使用文件带来了诸多的麻烦。因此，把文件权限掩码设置为0，可以大大增强该守护进程的灵活性。设置文件权限掩码的函数是umask。在这里，通常的使用方法为umask(0)。

### 关闭文件描述符 ###

同文件权限码一样，用fork函数新建的子进程会从 [父进程][Link 4]那里继承一些已经打开了的文件。这些被打开的文件可能永远不会被守护进程读写，但它们一样消耗 [系统资源][Link 10]，而且可能导致所在的文件系统无法卸下。

在上面的第二步之后，守护进程已经与所属的控制终端失去了联系。因此从 [终端][Link 3]输入的字符不可能达到守护进程，守护进程中用常规方法（如printf）输出的字符也不可能在终端上显示出来。所以， [文件描述符][Link 11]为0、1和2 的3个文件（常说的输入、输出和报错）已经失去了存在的价值，也应被关闭。在不同的操作系统中问文件描述符的最大值是不同的，这里用linux中的65535（16位表示）。通常按如下方式关闭文件描述符：

===============================

for(i=0;i<MAXFILE;i++)

close(i);

===============================

### 守护进程退出处理 ###

当用户需要外部停止守护进程运行时，往往会使用 kill命令停止该守护进程。所以，守护进程中需要

编码来实现kill发出的signal信号处理，达到进程的正常退出。

===============================

signal(SIGTERM, sigterm\_handler);

void sigterm\_handler(int arg)

\_running = 0;

===============================

这样，一个简单的守护进程就建立起来了。

示例代码：

/*daemon.c*/
    
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/wait.h>
    
    /*linux中文件描述符的最大值是16位表示的65535*/
    #define MAXFILE 65535
    
    int main(void)
    {
    	pid_t pid;
    	int i,fd,len;
    	char *buf = "This is daemon log!\n";
    
    	len = strlen(buf);
    	if( (pid=fork()) < 0 )
    	{
    		perror("Fork");
    		exit(1);
    	}
    /*将父进程结束，实现终端脱离第一步*/
    	else if( pid > 0 )
    		exit(0);
    /*这一步有三个功能
     * 1.让进程摆脱原会话的控制
     * 2.让进程摆脱原进程组的控制
     * 3.让进程摆脱原控制终端的控制*/
    	setsid();
    /*改变当前目录为根目录*/
    	chdir("/");
    /*重新设置文件权限掩码*/
    	umask(0);
    /*关闭文件描述符*/
    	for(i=0;i<MAXFILE;i++)
    	{
    		close(i);
    	}
    /*守护进程的服务部分
     * 他的功能是每隔一秒向/tmp/daemon.log文件中输入字符串*/
    	if( (fd=open("/tmp/daemon.log",O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND,0600)) < 0 )
    	{
    		perror("open");
    		exit(1);
    	}
    	while(1)
    	{
    		write(fd,buf,len);
    		sleep(1);
    	}
    	close(fd);
    
    	return 0;
    }

这里执行的时候，可以使用tail -f /tmp/daemon.log命令来动态追踪文件的内容，结束进程可以用ps -e | grep daemon来找到进程号，然后kill掉。

转载于:https://www.cnblogs.com/james1207/p/3317837.html

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/19746.htm
[Linux]: http://baike.baidu.com/view/1634.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/179243.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/105503.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/8507578.htm
[init]: http://baike.baidu.com/view/2965338.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/710031.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/1545127.htm
[Link 7]: http://baike.baidu.com/view/6621448.htm
[Link 8]: http://baike.baidu.com/view/386432.htm
[Link 9]: http://baike.baidu.com/view/701355.htm
[Link 10]: http://baike.baidu.com/view/53557.htm
[Link 11]: http://baike.baidu.com/view/1303430.htm