編寫linux守護進程

幸福的樂土 2012-02-16

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1、守護進程，也就是通常說的Daemon進程，是Linux中的后臺服務(wù)進程。它是一個生存期較長的進程，通常獨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。如果想讓某個進程不因為用戶或終端或其他地變化而受到影響，那么就必須把這個進程變成一個守護進程。

2、創(chuàng)建守護進程步驟

1）創(chuàng)建子進程，父進程退出

之后的所有工作都在子進程中完成，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中父進程先于子進程退出會造成子進程成為孤兒進程，而每當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一個孤兒進程時，就會自動由1號進程（init）收養(yǎng)它，這樣，原先的子進程就會變成init進程的子進程。

2）在子進程中創(chuàng)建新會話

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

會話周期：會話期是一個或多個進程組的集合。通常，一個會話開始于用戶登錄，終止于用戶退出，在此期間該用戶運行的所有進程都屬于這個會話期。

（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)建一個新的會話，并擔(dān)任該會話組的組長。調(diào)用setsid有下面的3個作用：

① 讓進程擺脫原會話的控制

② 讓進程擺脫原進程組的控制

③ 讓進程擺脫原控制終端的控制

有以下三個結(jié)果：

（a)成為新會話的首進程

（b）成為一個新進程組的組長進程

（c）沒有控制終端。

有些人建議在此時再次調(diào)用fork，并使父進程終止。第二個子進程作為守護進程繼續(xù)運行。這樣就保證了該守護進程不是會話首進程?！?/span>4】

setsid函數(shù)能夠使進程完全獨立出來，從而擺脫其他進程的控制。

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

使用fork創(chuàng)建的子進程繼承了父進程的當(dāng)前工作目錄；進程活動時，其工作目錄所在的文件系統(tǒng)不能卸下。通常的做法是讓"/"作為守護進程的當(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)限中的對應(yīng)位。比如，有個文件權(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)新建的子進程會從父進程那里繼承已經(jīng)打開了的文件描述符。這些被打開的文件可能永遠不會被守護進程讀寫，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，守護進程已經(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到守護進程，守護進程中用常規(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個文件（常說的輸入、輸出和報錯）已經(jīng)失去了存在的價值，也應(yīng)被關(guān)閉。

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

close(i);

6）守護進程退出處理

當(dāng)用戶需要外部停止守護進程運行時，往往會使用 kill命令停止該守護進程。所以，守護進程中需要編碼來實現(xiàn)kill發(fā)出的signal信號處理，達到進程的正常退出。

signal(SIGTERM, sigterm_handler);

void sigterm_handler(int arg)

{

_running = 0;

}

7）處理SIGCHLD信號

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

signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

這樣，內(nèi)核在子進程結(jié)束時不會產(chǎn)生僵尸進程。

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); //父進程中，則退出
    }
    
    //以下為在子進程中操作
    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;
}