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  • linux Daemon(转载)

    在Linux/UNIX系统引导的时候会开启很多服务，这些服务称为守护进程（也叫Daemon进程）。守护进程是脱离于控制终端并且在后台周期性地执行某种任务或等待处理某些事件的进程，脱离终端是为了避免进程在执行过程中的信息在任何终端上显示并且进程也不会被任何终端所产生的中断信息所终止。

    创建守护进程的一般步骤：

    (1) 创建子进程，退出父进程

    为了脱离控制终端需要退出父进程，之后的工作都由子进程完成。在Linux中父进程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进程的子进程。

    ps –ef | grep ProcName          通过PID/PPID查看进程的父子关系

    (2) 在子进程中创建新的会话

    使用系统函数setsid来完成。

    man 2 setsid    查看关于setsid函数的说明

    setsid – creates a session and sets theprocess group ID

    #include <unistd.h>

    pid_t setsid(void);

    setsid() creates a new session if thecalling process is not a process group leader. The calling process is theleader of the new session, the process group leader of the new process group,and has no controlling tty. The process group ID and session ID of the callingprocess are set to the PID of the calling process. The calling process will bethe only process in this new process group and in this new session.

    进程组：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。

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

    (a) 让进程摆脱原会话的控制；

    (b) 让进程摆脱原进程组的控制；

    (c) 让进程摆脱原控制终端的控制；

    使用setsid函数的目的：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退出。由于在调用fork函数时，子进程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了。使用setsid函数后，能够使进程完全独立出来，从而摆脱其他进程的控制。

     介绍一下Linux中的进程与控制终端，登录会话和进程组之间的关系：进程属于一个进程组，进程组号（GID）就是进程组长的进程号 （PID）。登录会话可以包含多个进程组。这些进程组共享一个控制终端。这个控制终端通常是创建进程的登录终端。 控制终端，登录会话和进程组通常是从父进程继承下来的。我们的目的就是要摆脱它们，使之不受它们的影响。方法是在第1点的基础上，调用setsid()使 进程成为会话组长.当进程是会话组长时setsid()调用失败。但第一点已经保证进程不是会话组长。setsid()调用成功后，进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的登录会话和进程组脱离。由于会话过程对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离。

    (3) 改变当前目录为根目录

    使用fork创建的子进程继承了父进程的当前的工作目录。由于在进程运行中，当前目录所在的文件系统是不能卸载的，这对以后的使用会造成诸多的麻烦。因此，通常的做法是让根目录”/”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。如有特殊的需求，也可以把当前工作目录换成其他的路径。改变工作目录的方法是使用chdir函数。

    (4) 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。例如，有个文件权限掩码是050，它就屏蔽了文件组拥有者的可读与可执行权限（对应二进制为，rwx, 101）。由于fork函数创建的子进程继承了父进程的文件权限掩码，这就给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（即，不屏蔽任何权限），可以增强该守护进程的灵活性。设置文件权限掩码的函数是umask。通常的使用方法为umask(0)。

    (5) 关闭文件描述符

    用fork创建的子进程也会从父进程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，而且可能导致所在的文件系统无法卸载。在使用setsid调用之后，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，文件描述符为0、1、2（即，标准输入、标准输出、标准错误输出）的三个文件已经失去了存在的价值，也应该关闭。

    (6) 守护进程退出处理

    当用户需要外部停止守护进程时，通常使用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，达到进程正常退出。

     这篇文章主要介绍了C语言编写Linux守护进程实例,本文讲解了守护进程及其特性、守护进程的编程要点、守护进程代码实例等内容,需要的朋友可以参考下

    守护进程（Daemon）是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。守护进程是一种很有用的进 程。Linux的大多数服务器就是用守护进程实现的。比如，Internet服务器inetd，Web服务器httpd等。同时，守护进程完成许多系统任 务。比如，作业规划进程crond，打印进程lpd等。

    守护进程的编程本身并不复杂，复杂的是各种版本的Unix的实现机制不尽相同，造成不同Unix环境下守护进程的编程规则并不一致。这需要读者注意，照搬 某些书上的规则（特别是BSD4.3和低版本的System V）到Linux会出现错误的。下面将全面介绍Linux下守护进程的编程要点并给出详细实例。

    一． 守护进程及其特性

    守护进程最重要的特性是后台运行。在这一点上DOS下的常驻内存程序TSR与之相似。其次，守护进程必须与其运行前的环境隔离开来。这些环境包括未关闭的 文件描述符，控制终端，会话和进程组，工作目录以及文件创建掩模等。这些环境通常是守护进程从执行它的父进程（特别是shell）中继承下来的。最后，守 护进程的启动方式有其特殊之处。它可以在Linux系统启动时从启动脚本/etc/rc.d中启动，可以由作业规划进程crond启动，还可以由用户终端 （通常是shell）执行。

    总之，除开这些特殊性以外，守护进程与普通进程基本上没有什么区别。因此，编写守护进程实际上是把一个普通进程按照上述的守护进程的特性改造成为守护进程。如果读者对进程有比较深入的认识就更容易理解和编程了。

    二． 守护进程的编程要点

    前面讲过，不同Unix环境下守护进程的编程规则并不一致。所幸的是守护进程的编程原则其实都一样，区别在于具体的实现细节不同。这个原则就是要满足守护 进程的特性。同时，Linux是基于Syetem V的SVR4并遵循Posix标准，实现起来与BSD4相比更方便。编程要点如下；

    1. 在后台运行。

    为避免挂起控制终端将Daemon放入后台执行。方法是在进程中调用fork使父进程终止，让Daemon在子进程中后台执行。 
    复制代码 代码如下:
    if(pid=fork())

    exit(0);//是父进程，结束父进程，子进程继续 

    2. 脱离控制终端，登录会话和进程组

    有必要先介绍一下Linux中的进程与控制终端，登录会话和进程组之间的关系：进程属于一个进程组，进程组号（GID）就是进程组长的进程号（PID）。登录会话可以包含多个进程组。这些进程组共享一个控制终端。这个控制终端通常是创建进程的登录终端。

    控制终端，登录会话和进程组通常是从父进程继承下来的。我们的目的就是要摆脱它们，使之不受它们的影响。方法是在第1点的基础上，调用setsid()使进程成为会话组长： 
    setsid();

    说明：当进程是会话组长时setsid()调用失败。但第一点已经保证进程不是会话组长。setsid()调用成功后，进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的登录会话和进程组脱离。由于会话过程对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离。

    3. 禁止进程重新打开控制终端

    现在，进程已经成为无终端的会话组长。但它可以重新申请打开一个控制终端。可以通过使进程不再成为会话组长来禁止进程重新打开控制终端： 
    复制代码 代码如下:
    if(pid=fork())

    exit(0);//结束第一子进程，第二子进程继续（第二子进程不再是会话组长） 

    4. 关闭打开的文件描述符

    进程从创建它的父进程那里继承了打开的文件描述符。如不关闭，将会浪费系统资源，造成进程所在的文件系统无法卸下以及引起无法预料的错误。按如下方法关闭它们：

    复制代码 代码如下:
    for(i=0;i 关闭打开的文件描述符close(i);> 

    5. 改变当前工作目录

    进程活动时，其工作目录所在的文件系统不能卸下。一般需要将工作目录改变到根目录。对于需要转储核心，写运行日志的进程将工作目录改变到特定目录如/tmpchdir(“/”)

    6. 重设文件创建掩模

    进程从创建它的父进程那里继承了文件创建掩模。它可能修改守护进程所创建的文件的存取位。为防止这一点，将文件创建掩模清除：umask(0);

    7. 处理SIGCHLD信号

    处理SIGCHLD信号并不是必须的。但对于某些进程，特别是服务器进程往往在请求到来时生成子进程处理请求。如果父进程不等待子进程结束，子进程将成为 僵尸进程（zombie）从而占用系统资源。如果父进程等待子进程结束，将增加父进程的负担，影响服务器进程的并发性能。在Linux下可以简单地将 SIGCHLD信号的操作设为SIG_IGN。

    signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

    这样，内核在子进程结束时不会产生僵尸进程。这一点与BSD4不同，BSD4下必须显式等待子进程结束才能释放僵尸进程。

    下面是一个简单的实现：

    [cpp] view plain copy
     
     print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. #include<stdio.h>  
    2. #include<stdlib.h>  
    3. #include<string.h>  
    4. #include<fcntl.h>// open  
    5. #include<sys/types.h>  
    6. #include<sys/stat.h>  
    7. #include<unistd.h>  
    8. #include<sys/wait.h>  
    9. #include<signal.h>  
    10.   
    11. #define MAXFILE 65535  
    12.   
    13. volatile sig_atomic_t _running = 1;  
    14. int fd;  
    15.   
    16. // signal handler  
    17. void sigterm_handler(int arg)  
    18. {  
    19.     _running = 0;  
    20. }  
    21.   
    22. int main()  
    23. {  
    24.     pid_t pid;  
    25.     char *buf = "This is a Daemon, wcdj ";  
    26.   
    27.     /* 屏蔽一些有关控制终端操作的信号 
    28.      * 防止在守护进程没有正常运转起来时，因控制终端受到干扰退出或挂起 
    29.      * */  
    30.     signal(SIGINT,  SIG_IGN);// 终端中断  
    31.     signal(SIGHUP,  SIG_IGN);// 连接挂断  
    32.     signal(SIGQUIT, SIG_IGN);// 终端退出  
    33.     signal(SIGPIPE, SIG_IGN);// 向无读进程的管道写数据  
    34.     signal(SIGTTOU, SIG_IGN);// 后台程序尝试写操作  
    35.     signal(SIGTTIN, SIG_IGN);// 后台程序尝试读操作  
    36.     signal(SIGTERM, SIG_IGN);// 终止  
    37.   
    38.     // test  
    39.     //sleep(20);// try cmd: ./test &; kill -s SIGTERM PID  
    40.   
    41.   
    42.     // [1] fork child process and exit father process  
    43.     pid = fork();  
    44.     if(pid < 0)  
    45.     {  
    46.         perror("fork error!");  
    47.         exit(1);  
    48.     }  
    49.     else if(pid > 0)  
    50.     {  
    51.         exit(0);  
    52.     }  
    53.   
    54.     // [2] create a new session  
    55.     setsid();  
    56.   
    57.     // [3] set current path  
    58.     char szPath[1024];  
    59.     if(getcwd(szPath, sizeof(szPath)) == NULL)  
    60.     {  
    61.         perror("getcwd");  
    62.         exit(1);  
    63.     }  
    64.     else  
    65.     {  
    66.         chdir(szPath);  
    67.         printf("set current path succ [%s] ", szPath);  
    68.     }  
    69.   
    70.     // [4] umask 0  
    71.     umask(0);  
    72.   
    73.     // [5] close useless fd  
    74.     int i;  
    75.     //for (i = 0; i < MAXFILE; ++i)  
    76.     for (i = 3; i < MAXFILE; ++i)  
    77.     {  
    78.         close(i);  
    79.     }  
    80.   
    81.     // [6] set termianl signal  
    82.     signal(SIGTERM, sigterm_handler);  
    83.   
    84.     // open file and set rw limit  
    85.     if((fd = open("outfile", O_CREAT|O_WRONLY|O_APPEND, 0600)) < 0)  
    86.     {  
    87.         perror("open");  
    88.         exit(1);  
    89.     }  
    90.   
    91.     printf(" Daemon begin to work..., and use kill -9 PID to terminate ");  
    92.   
    93.     // do sth in loop  
    94.     while(_running)  
    95.     {  
    96.         if (write(fd, buf, strlen(buf)) != strlen(buf))  
    97.         {  
    98.             perror("write");  
    99.             close(fd);  
    100.             exit(1);  
    101.         }  
    102.   
    103.         usleep(1000*1000);// 1 s  
    104.     }  
    105.     close(fd);  
    106.   
    107.   
    108.     // print data  
    109.     if((fd = open("outfile", O_RDONLY)) < 0)  
    110.     {  
    111.         perror("open");  
    112.         exit(1);  
    113.     }  
    114.     char szBuf[1024] = {0};  
    115.     if(read(fd, szBuf, sizeof(szBuf)) == -1)  
    116.     {  
    117.         perror("read");  
    118.         exit(1);  
    119.     }  
    120.     printf("read 1024 bytes: %s ", szBuf);  
    121.   
    122.     close(fd);  
    123.   
    124.     return 0;  
    125. }  
    126.   
    127. /* 
    128.    gcc -Wall -g -o test test.c 
    129.    ps ux | grep -v grep | grep test 
    130.    tail -f outfile 
    131.    kill -s SIGTERM PID 
    132.  */  



    参考：

    [1] 守护进程
    [2] 编写Linux/Unix守护进程
    [3] Linux 信号signal处理函数
    [4] The usage of sig_atomic_t in linux signal mask function
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