守护进程

2018-04-02 阅读量

守护进程daemon，一般是指不受终端控制，不能直接和用户交互，自动运行在系统后台的进程。

一般对于 UNIX / LINUX 来说，守护进程往往都是托管在 init 的孤儿进程。命名上普遍是以 d 结尾，比如 httpd、mysqld、memcached、crond、sshd 等。进程属性分辨上一般通过 TPGID、TTY 等：

[wettper@web-lovers experiment_demo]$ ps axj
 PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    0     1     1     1 ?           -1 Ss       0   0:00 /sbin/init
    0     2     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [kthreadd]
    2     3     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [migration/0]
    2     4     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [ksoftirqd/0]
    2     5     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [stopper/0]
    2     6     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [watchdog/0]
    2     7     0     0 ?           -1 S        0   0:01 [events/0]
    2     8     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [events/0]
    2     9     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [events_long/0]
    1   446   446   446 ?           -1 S<s      0   0:00 /sbin/udevd -d
    2    20     0     0 ?           -1 S        0   0:00 [kacpid]
    1  1089  1083   782 ?           -1 Sl       0   0:00 /sbin/rsyslogd -i /var/run/syslogd.pid -c 5
 .....

凡是TPGID一栏写着-1的都是没有控制终端的进程，也就是守护进程。在COMMAND一列用[]括起来的名字表示内核线程，这些线程在内核里创建，没有用户空间代码，因此没有程序文件名和命令行，通常采用以k开头的名字，表示Kernel。init进程我们已经很熟悉了，udevd负责维护/dev目录下的设备文件，acpid负责电源管理，syslogd负责维护/var/log下的日志文件，可以看出，守护进程通常采用以d结尾的名字，表示Daemon。

会话、进程组、控制终端

会话：又称为session，我们正常登录 shell 之后整个 shell 程序可以看做一个会话
进程组：一个会话可以有多个进程组，如果此会话有控制终端，则会有一个前台进程组和若干个后台进程组

控制终端：一个会话最多只有一个控制终端或者没有，如果 ssh登录或通过命令 gnome-terminal 打开一个 shell ，则默认会打开一个终端与此 shell 对应，在Linux上，通常指的是虚拟终端，也就是 /dev/pts/x，可以执行 tty 命令查看目前 shell 对应的终端

[wettper@web-lovers experiment_demo]$ ps -o pid,ppid,pgid,sid,tty,comm | more
  PID  PPID  PGID   SID TT       COMMAND
 8921  2813  8921  8921 pts/7    bash
13624  8921 13624  8921 pts/7    ps
13625  8921 13624  8921 pts/7    more
[wettper@web-lovers experiment_demo]$ tty
/dev/pts/7

三个进程的 SID 都一样 8921，属于同一个会话，对应终端为 pts/7
ps 和 more 的 PPID 是一样的 8921，而 8921 进程号对应的是 COMMAND 为 bash ，证明 bash 为这个会话的首领（父进程）
ps 和 more 的 PGID 是一样的，证明他们同属一个进程组

守护进程特征

后台运行
脱离会话和进程组
禁止进程重新打开控制终端
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
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
重设文件描述符：守护进程可能需要创建日志文件，因此将umask置为0，默认文件权限则为：666-000
处理 SIGCHLD 型号：忽略或者处理信号SIGHUP（进程和控制终端分离时收到SIGHUP）、 SIGTERM（系统关机之前收到SIGTERM

守护进程实例

示例项目源码: daemonize.c

/*守护进程实例*/
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
int daemonize ()
{
    int fd;
    switch (fork()) {
        case -1:
            return -1;
        case 0:
            break;
        default:
            //退出父进程
            exit(0);
    }
    // 在子进程中创建新会话
    if (setsid() == -1) {
        return -1;
    }
    // 改变当前目录为工作目录
    if (chdir("/tmp") != 0) {
        perror("chdir error");
        return -1;
    }
    // 重设文件权限掩码
    umask(0);
    
    if ((fd = open("/dev/null", O_RDWR, 0)) != -1) {
        if (dup2(fd, STDIN_FILENO) < 0) {
            perror("dup2 stdin");
            return -1;
        } 
        if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) < 0) {
            perror("dup2 stdout");
            return -1;
        } 
        if (dup2(fd, STDERR_FILENO) < 0) {
            perror("dup2 stderr");
            return -1;
        }
        if (fd > STDERR_FILENO) {
            if (close(fd)) {
                perror("close error");
                return -1;
            }
        }
    }
    return 0;
}
int main ()
{
    int fp;
    char *datetime;
    time_t t;
    if (daemonize() < 0) {
        printf("daemonize faild \n");
        exit(0);
    }
    // 后台写日志
    while (1) {
        if ((fp = open("/tmp/daemonize.log", O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND, 0600)) >= 0) {
            t = time(0);
            datetime = asctime(localtime(&t));
            write(fp, datetime, strlen(datetime));
            close(fp);
        }
        sleep(3);
    }
    
    return 0;
}

[wettper@web-lovers experiment_demo]$ gcc -g daemonize.c -o daemonize
[wettper@web-lovers experiment_demo]$ ./daemonize
[wettper@web-lovers experiment_demo]$ ps axj | grep daemonize
    1 13960 13960 13960 ?           -1 Ss     500   0:00 ./daemonize
 8921 13967 13966  8921 pts/7    13966 S+     500   0:00 grep --color=auto daemonize
[wettper@web-lovers experiment_demo]$ tail -f /tmp/daemonize.log
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本文作者： wettper
本文链接： http://www.web-lovers.com/c-daemonize.html
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