編寫linux守護(hù)進(jìn)程

幸福的樂土 2012-02-16

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1、守護(hù)進(jìn)程，也就是通常說的Daemon進(jìn)程，是Linux中的后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程。它是一個(gè)生存期較長的進(jìn)程，通常獨(dú)立于控制終端并且周期性地執(zhí)行某種任務(wù)或等待處理某些發(fā)生的事件。如果想讓某個(gè)進(jìn)程不因?yàn)橛脩艋蚪K端或其他地變化而受到影響，那么就必須把這個(gè)進(jìn)程變成一個(gè)守護(hù)進(jìn)程。

2、創(chuàng)建守護(hù)進(jìn)程步驟

1）創(chuàng)建子進(jìn)程，父進(jìn)程退出

之后的所有工作都在子進(jìn)程中完成，而用戶在Shell終端里則可以執(zhí)行其他命令，從而在形式上做到了與控制終端的脫離。

在Linux中父進(jìn)程先于子進(jìn)程退出會(huì)造成子進(jìn)程成為孤兒進(jìn)程，而每當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)孤兒進(jìn)程時(shí)，就會(huì)自動(dòng)由1號(hào)進(jìn)程（init）收養(yǎng)它，這樣，原先的子進(jìn)程就會(huì)變成init進(jìn)程的子進(jìn)程。

2）在子進(jìn)程中創(chuàng)建新會(huì)話

進(jìn)程組：是一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程的集合。進(jìn)程組有進(jìn)程組ID來唯一標(biāo)識(shí)。除了進(jìn)程號(hào)（PID）之外，進(jìn)程組ID也是一個(gè)進(jìn)程的必備屬性。每個(gè)進(jìn)程組都有一個(gè)組長進(jìn)程，其組長進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)等于進(jìn)程組ID。且該進(jìn)程組ID不會(huì)因組長進(jìn)程的退出而受到影響。

會(huì)話周期：會(huì)話期是一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程組的集合。通常，一個(gè)會(huì)話開始于用戶登錄，終止于用戶退出，在此期間該用戶運(yùn)行的所有進(jìn)程都屬于這個(gè)會(huì)話期。

（1）pid_t setsid(void);

setsid() creates a new session if the calling process is not a process group leader. The calling process will be the only process in this new process group and in this new session.

setsid函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)新的會(huì)話，并擔(dān)任該會(huì)話組的組長。調(diào)用setsid有下面的3個(gè)作用：

① 讓進(jìn)程擺脫原會(huì)話的控制

② 讓進(jìn)程擺脫原進(jìn)程組的控制

③ 讓進(jìn)程擺脫原控制終端的控制

有以下三個(gè)結(jié)果：

（a)成為新會(huì)話的首進(jìn)程

（b）成為一個(gè)新進(jìn)程組的組長進(jìn)程

（c）沒有控制終端。

有些人建議在此時(shí)再次調(diào)用fork，并使父進(jìn)程終止。第二個(gè)子進(jìn)程作為守護(hù)進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。這樣就保證了該守護(hù)進(jìn)程不是會(huì)話首進(jìn)程?！?/span>4】

setsid函數(shù)能夠使進(jìn)程完全獨(dú)立出來，從而擺脫其他進(jìn)程的控制。

setsid()調(diào)用成功后，進(jìn)程成為新的會(huì)話組長和新的進(jìn)程組長，并與原來的登錄會(huì)話和進(jìn)程組脫離。由于會(huì)話過程對(duì)控制終端的獨(dú)占性，進(jìn)程同時(shí)與控制終端脫離。

使用fork創(chuàng)建的子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄；進(jìn)程活動(dòng)時(shí)，其工作目錄所在的文件系統(tǒng)不能卸下。通常的做法是讓"/"作為守護(hù)進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄，也可以是其他目錄，如/tmp，使用chdir。

4）重設(shè)文件權(quán)限掩碼

文件權(quán)限掩碼是指屏蔽掉文件權(quán)限中的對(duì)應(yīng)位。比如，有個(gè)文件權(quán)限掩碼是050，它就屏蔽了文件組擁有者的可讀與可執(zhí)行權(quán)限。mask = mask & ~050

通常，把文件權(quán)限掩碼設(shè)置為0，umask(0)。

5）關(guān)閉文件描述符

用fork函數(shù)新建的子進(jìn)程會(huì)從父進(jìn)程那里繼承已經(jīng)打開了的文件描述符。這些被打開的文件可能永遠(yuǎn)不會(huì)被守護(hù)進(jìn)程讀寫，但它們一樣消耗系統(tǒng)資源，而且可能導(dǎo)致所在的文件系統(tǒng)無法卸下。

在上面的第二步之后，守護(hù)進(jìn)程已經(jīng)與所屬的控制終端失去了聯(lián)系。因此從終端輸入的字符不可能達(dá)到守護(hù)進(jìn)程，守護(hù)進(jìn)程中用常規(guī)方法（如printf）輸出的字符也不可能在終端上顯示出來。所以，文件描述符為0、1和2 的3個(gè)文件（常說的輸入、輸出和報(bào)錯(cuò)）已經(jīng)失去了存在的價(jià)值，也應(yīng)被關(guān)閉。

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

close(i);

6）守護(hù)進(jìn)程退出處理

當(dāng)用戶需要外部停止守護(hù)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，往往會(huì)使用 kill命令停止該守護(hù)進(jìn)程。所以，守護(hù)進(jìn)程中需要編碼來實(shí)現(xiàn)kill發(fā)出的signal信號(hào)處理，達(dá)到進(jìn)程的正常退出。

signal(SIGTERM, sigterm_handler);

void sigterm_handler(int arg)

{

_running = 0;

}

7）處理SIGCHLD信號(hào)

處理SIGCHLD信號(hào)并不是必須的。但對(duì)于某些進(jìn)程，特別是服務(wù)器進(jìn)程往往在請(qǐng)求到來時(shí)生成子進(jìn)程處理請(qǐng)求。如果父進(jìn)程不等待子進(jìn)程結(jié)束，子進(jìn)程將成為僵尸進(jìn)程（zombie）從而占用系統(tǒng)資源。如果父進(jìn)程等待子進(jìn)程結(jié)束，將增加父進(jìn)程的負(fù)擔(dān)，影響服務(wù)器進(jìn)程的并發(fā)性能。在Linux下可以簡單地將 SIGCHLD信號(hào)的操作設(shè)為SIG_IGN。

signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

這樣，內(nèi)核在子進(jìn)程結(jié)束時(shí)不會(huì)產(chǎn)生僵尸進(jìn)程。

3、示例代碼

sig_atomic_t：This is an integral type of an object that can be accessed as an atomic entity, even in the presence of asynchronous signals.

示例：C++

#include <cstring>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

const int MAXFILE = 65535;
volatile sig_atomic_t _running = 1;

void sig_handler(int arg)
{
    _running = 0;
}

int main()
{
    pid_t pid;
    int fd, len;
    char *buf = "This is a Dameon\n";
    len = strlen(buf);
    
    pid = fork();
    if (pid < 0)
    {
        cerr << "fork error!" << endl;
        exit(1);
    }
    else if (pid > 0)
    {
        exit(0); //父進(jìn)程中，則退出
    }
    
    //以下為在子進(jìn)程中操作
    cout << getpid() << endl;
    setsid();
    chdir("/home/edward/altraman/tmp");
    umask(0);
    for (int i = 0; i < MAXFILE; i++)
    {
        close(i);
    }
    
    signal(SIGTERM, sig_handler);
    while(_running)
    {
        ofstream file_rw("/home/edward/altraman/tmp/demon.log", ios::out | ios::app);
        if (!file_rw)
        {
            cerr << "open file failed" << endl;
            exit(1);
        }
        file_rw.write(buf, len);
        file_rw.close();
        usleep(10 * 1000); //10毫秒
    }
    return 0;
}

C語言：

#include "apue.h"

const int MAXFILE = 65535;

volatile sig_atomic_t _running = 1;

void sig_handler(int arg)

{

_running = 0;

}

int main()

{

pid_t pid;

int fd, len;

char *buf = "This is a Dameon\n";

len = strlen(buf);

FILE *fp;

pid = fork();

if (pid < 0)

{

err_sys("fork error");

exit(1);

}

else if (pid > 0)

{

exit(0); //父進(jìn)程中，則退出

}

//以下為在子進(jìn)程中操作

printf("the first child id= %d\n",getpid());

setsid();

chdir("D:\\cygwin\\home\\Administrator\\unix\\homeWork");

umask(0);

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

{

close(i);

}

signal(SIGTERM, sig_handler);

while(_running)

{

fp = fopen("D:\\cygwin\\home\\Administrator\\unix\\homeWork\\daemon.txt","ab");

if (fp == NULL)

{

err_sys("can't open log.txt");

exit(1);

}

fputs(buf,fp);

fclose(fp);

sleep(3); //3秒

}

return 0;

}

參考

【1】 http://linux./man/2/setsid

【2】 http://baike.baidu.com/view/2124050.htm

【3】 http://baike.baidu.com/view/53123.htm

【4】 http://hi.baidu.com/skyforum/blog/item/c7ec25383f6131f3b211c7b0.html

【5】 UNIX環(huán)境高級(jí)編程

http://www./tankzhouqiang/archive/2011/06/29/149778.aspx

【6】 http://www./program/htm/tetx/blog/view/blog_id/1291521391/index.htm

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來自：幸福的樂土 > 《APUE》

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