Linux菜鸟笔记——守护进程的创建

一、概念

守护进程是一个在后台运行并且不受任何终端控制的进程，脱离于终端是为了避免进程被终端打断，其在执行过程中也不向终端打印任何信息。

二、查看守护进程

在终端敲：ps axj
a 表示不仅列当前用户的进程，也列出所有其他用户的进程
x 表示不仅列有控制终端的进程，也列出所有无控制终端的进程
j 表示列出与作业控制相关的信息

从上图可以看出守护进行的一些特点：
1、守护进程基本上都是以超级用户启动（ UID 为 0 ）
2、没有控制终端（ TTY 为 ？）
3、终端进程组 ID 为 -1 （ TPGID 表示终端进程组 ID）


一般情况下，守护进程可以通过以下方式启动：
1、在系统启动时由启动脚本启动，这些启动脚本通常放在 /etc/rc.d 目录下；
2、利用 inetd 超级服务器启动，如 telnet 等；
3、由 cron 定时启动以及在终端用 nohup 启动的进程也是守护进程。

三、创建一个守护进程

1、屏蔽控制终端操作的信号
防止守护进行在没有运行起来前，控制终端受到干扰退出或挂起。

signal(SIGTTOU,SIG_IGN);   signal(SIGTTIN,SIG_IGN);   signal(SIGTSTP,SIG_IGN);   signal(SIGHUP ,SIG_IGN);

2、在后台进行

避免挂起控制终端将守护进程放入后台执行。方法是在进程中调用 fork() 使父进程终止， 让守护进行在子进程中后台执行。 

if( pid = fork() ){ // 父进程      exit(0);        //结束父进程，子进程继续  }  

3、脱离控制终端、登录会话和进程组（成为新的会话组长）

 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 shell 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。因此需要调用 setsid() 使子进程成为新的会话组长，示例代码如下：

setsid();  

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。 

4、防止重新打开控制终端

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，采用的方法是再次创建一个子进程，使父进程终止，示例代码如下：

if( pid=fork() ){ // 父进程      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）   }  

5、关闭所有文件描述符

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。

// NOFILE 为 <sys/param.h> 的宏定义  // NOFILE 为文件描述符最大个数，不同系统有不同限制  for(i=0; i< NOFILE; ++i){// 关闭打开的文件描述符      close(i);  }  

6、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。

chdir("/"); 

7、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权限。为防止这一点，将文件创建掩模清除：

umask(0);  

8、处理 SIGCHLD 信号

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（关于僵尸进程的更多详情，请看《僵尸进程》）。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);

四、示例代码

#include <unistd.h>   #include <signal.h>   #include <fcntl.h>  #include <sys/syslog.h>  #include <sys/param.h>   #include <sys/types.h>   #include <sys/stat.h>   #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <time.h>    int init_daemon(void)  {       int pid;       int i;            // 1）屏蔽一些控制终端操作的信号      signal(SIGTTOU,SIG_IGN);       signal(SIGTTIN,SIG_IGN);       signal(SIGTSTP,SIG_IGN);       signal(SIGHUP ,SIG_IGN);         // 2）在后台运行      if( pid=fork() ){ // 父进程          exit(0); //结束父进程，子进程继续      }else if(pid< 0){ // 出错          perror("fork");          exit(EXIT_FAILURE);      }            // 3）脱离控制终端、登录会话和进程组      setsid();              // 4）禁止进程重新打开控制终端      if( pid=fork() ){ // 父进程          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）       }else if(pid< 0){ // 出错          perror("fork");          exit(EXIT_FAILURE);      }              // 5）关闭打开的文件描述符      // NOFILE 为 <sys/param.h> 的宏定义      // NOFILE 为文件描述符最大个数，不同系统有不同限制      for(i=0; i< NOFILE; ++i){          close(i);      }            // 6）改变当前工作目录      chdir("/tmp");             // 7）重设文件创建掩模      umask(0);              // 8）处理 SIGCHLD 信号      signal(SIGCHLD,SIG_IGN);            return 0;   }     int main(int argc, char *argv[])   {      init_daemon();            while(1);        return 0;  }