Linux 守护进程daemon

来源：互联网发布：nginx 安装禅道编辑：程序博客网时间：2024/05/01 22:20

1 守护进程（daemon）介绍

守护进程，也称为精灵进程，是一种运行在后台的特殊进程，它不存在控制终端，并周期性地执行某项任务或等待处理某项任务。

图8.1所示为使用ps命令查看Linux系统进程的情况。从图中可以看到守护进程的一些特点：所有的守护进程都是以超级用户启动的（UID为0）；没有控制终端（TTY为？）；终端进程组ID为-1（TPGID表示终端进程组ID，该值表示与控制终端相关的前台进程组，如果未和任何终端相关，其值为−1）。

所有的守护进程的父进程都为init进程（PID为1的进程），如图8.2所示。可以使用pstree命令列出Linux系统中进程树的结构来进行验证。

图8.1 ps命令显示的系统进程

8.2 创建守护进程

由于守护进程的特点，编写守护进程程序必须遵守一定的规则。本节将阐述这些规则的要点，并给出相关代码。

8.2.1 实现守护进程的步骤
在Linux系统中，要编程实现一个守护进程必须遵守如下的步骤。

1．让init进程成为新产生进程的父进程。
调用fork函数创建子进程后，使父进程立即退出。这样，产生的子进程将变成孤儿进程，并被init进程接管，同时，所产生的新进程将变为在后台运行。

2．调用setsid函数
通过调用setsid函数，使得新创建的进程脱离控制终端，同时创建新的进程组，并成为该进程组的首进程。为了使读者更好地理解这一步骤，下面介绍进程组、会话（session）的基本概念。

在Linux系统中，所有的进程都属于各自的进程组。进程组是一个或多个进程的集合。打个比方，可以认为某个班级是一个进程组，而其中成员就是进程。一个班级至少有一个成员。当一个班级的最后一个成员不存在的时候，这个班级也就不存在了，也就是进程组消亡了。

每个进程组都有类似于进程号的标识，称为进程组ID。进程组ID是由领头进程的进程号决定的，每个进程组都存在一个领头进程。进程组的存在与否与领头进程是否存在没有关系。

会话是一个或多个进程组的集合。与进程组类似，每个会话都存在一个领头进程。Linux是一个多用户的操作系统，在同一时刻系统中会存在属于不同用户的多个进程。如果用户在某个终端上发送了某个信号，例如，按下“Ctrl+C”发送SIGINT信号，如何确保信号被正确地发送到对应的进程，同时不会影响使用其他终端的用户的进程？

会话和进程组是Linux内核用于管理多用户情况下用户进程的方法。每个进程都属于一个进程组，而进程组又属于某个会话。当用户从终端登录系统（不管是终端还是伪终端），系统会创建一个新的会话。在该终端上启动的进程都会被系统划归到会话的进程组中。

会话中的进程通过该会话中的领头进程（常称其为控制进程）与一个终端相连。该终端是会话的控制终端。一个会话只能有一个控制终端，反之一样。如果会话存在一个控制终端，则它必然拥有一个前台进程组。属于该组的进程可以从控制终端获得输入。这时，其他的进程组都为后台进程组。图8.3所示为会话、进程组、进程与控制终端之间的关系。

图8.3 会话、进程组、进程与控制终端的关系

由于守护进程没有控制终端，而使用fork函数创建的子进程继承了父进程的控制终端、会话和进程组，因此，必须创建新的会话，以脱离父进程的影响。Linux系统提供了setsid函数用于创建新的会话。setsid函数的信息如表8.1所示。

表8.1 setsid函数

头文件

<unistd.h>

函数形式

pid_t setsid(void);

返回值

成功

失败

是否设置errno

调用进程的会话ID

−1

是

setsid函数将创建新的会话，并使得调用setsid函数的进程成为新会话的领头进程。调用setsid函数的进程是新创建会话中的惟一的进程组，进程组ID为调用进程的进程号。setsid函数产生这一结果还有个条件，即调用进程不为一个进程的领头进程。由于在第一步中调用fork的父进程退出，使得子进程不可能是进程组的领头进程。该会话的领头进程没有控制终端与其相连。至此，满足了守护进程没有控制终端的要求。

3．更改当前工作目录
使用fork函数产生的子进程将继承父进程的当前工作目录。当进程没有结束时，其工作目录是不能被卸载的。为了防止这种问题发生，守护进程一般会将其工作目录更改到根目录下（/目录）。更改工作目录使用的函数是chdir。

4．关闭文件描述符，并重定向标准输入、输出和错误输出
新产生的进程从父进程继承了某些打开的文件描述符，如果不使用这些文件描述符，则需要关闭它们。守护进程是运行在系统后台的，不应该在终端有任何的输出信息。可以使用dup函数将标准输入、输出和错误输出重定向到/dev/null设备上（/dev/null是一个空设备，向其写入数据不会有任何输出）。下面给出具体的代码：

 …int fd;//将标准输入输出重定向到空设备fd = open ("/dev/null", O_RDWR, 0);if (fd != -1){dup2 (fd, STDIN_FILENO);dup2 (fd, STDOUT_FILENO);dup2 (fd, STDERR_FILENO);if (fd > 2)close (fd);}…

5．设置守护进程的文件权限创建掩码
很多情况下，守护进程会创建一些临时文件。出于安全性的考虑，往往不希望这些文件被别的用户查看。这时，可以使用umask函数修改文件权限，创建掩码的取值，以满足守护进程的要求。

Daemon程序简介
      Daemon是长时间运行的进程，通常在系统启动后就运行，在系统关闭时才结束。一般说Daemon程序在后台运行，是因为它没有控制终端，无法和前台的用户交互。Daemon程序一般都作为服务程序使用，等待客户端程序与它通信。我们也把运行的Daemon程序称作守护进程。
      比如，我们的网络服务程序，可以在完成创建套接口，绑定套接口，设置套接口为监听模式后，变成守护进程进入后台执行而不占用控制终端，这是网络服务程序的常用模式。UNIX下的网络服务程序，如Web　 Server，FTP，Telnet一般都是由守护进程(Daemon)来实现的。守护进程不占用终端，在后台运行。UNIX的守护进程一般都命名为　 *d　的形式，如httpd，telnetd等等。　
     守护进程一旦脱离了终端，退出就成了问题。使用　ps axj　查出进程ID然后　kill ID　之。
######################################################################################################

之后的编写原则不是很理解！！

######################################################################################################
Daemon程序编写规则
   编写Daemon程序有一些基本的规则，以避免不必要的麻烦。
   1、首先是程序运行后调用fork，并让父进程退出。子进程获得一个新的进程ID，但继承了父进程的进程组ID。
   2、调用setsid创建一个新的session，使自己成为新session和新进程组的leader，并使进程没有控制终端(tty)。
   3、改变当前工作目录至根目录，以免影响可加载文件系统。或者也可以改变到某些特定的目录。
   4、设置文件创建mask为0，避免创建文件时权限的影响。
   5、关闭不需要的打开文件描述符。因为Daemon程序在后台执行，不需要于终端交互，通常就关闭STDIN、STDOUT和STDERR。其它根据实际情况处理。另一个问题是Daemon程序不能和终端交互，也就无法使用printf方法输出信息了。

    另一个问题是Daemon程序不能和终端交互，也就无法使用printf方法输出信息了。我们可以使用syslog机制来实现信息的输出，方便程序的调试。

下面是一个daemon程序的例子：（daemontest.c）

[c-sharp] view plaincopy
#include <unistd.h>  
#include <sys/types.h>  
#include <sys/stat.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <stdio.h>  
#include <syslog.h>  
#include <signal.h>  
int daemon_init(void)   
{   
    pid_t pid;   
  if((pid = fork()) < 0)   
    return(-1);   
  else if(pid != 0)   
    exit(0); /* parent exit */   
/* child continues */   
  setsid(); /* become session leader */   
  chdir("/"); /* change working directory */   
  umask(0); /* clear file mode creation mask */   
  close(0); /* close stdin */   
  close(1); /* close stdout */   
  close(2); /* close stderr */   
  return(0);   
}  
   
void sig_term(int signo)   
{   
    if(signo == SIGTERM)   
/* catched signal sent by kill(1) command */   
  {   
    syslog(LOG_INFO, "program terminated.");   
  closelog();   
  exit(0);   
  }   
}  
   
int main(void)   
{   
    if(daemon_init() == -1)   
  {   
    printf("can't fork self/n");   
    exit(0);   
  }   
  openlog("daemontest", LOG_PID, LOG_USER);   
  syslog(LOG_INFO, "program started.");   
  signal(SIGTERM, sig_term); /* arrange to catch the signal */   
  while(1)   
  {   
    sleep(1); /* put your main program here */   
  }   
  return(0);   
}  

使用如下命令编译该程序： gcc -Wall -o daemontest daemontest.c编译完成后生成名为daemontest的可执行

程序，执行./daemontest来测试程序的运行。

使用ps axj命令可以显示系统中已运行的daemon程序的信息，包括进程ID、session ID、控制终端等内容。

部分显示内容：

PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND

1 17765 17765 17765 ? -1 Ss 0 0:00 ./daemontest

从中可以看到daemontest程序运行的进程号为17765。

我们再来看看/var/log/messages文件中的信息：

Feb 3 17:09:30 localhost daemontest[17765]: program started.

显示了我们在程序中希望输出的信息。

使用kill 17765命令来杀死这个进程，/var/log/messages文件中就会有如下的信息：

Feb 3 17:12:26 localhost daemontest[17765]: program terminated.

再使用ps axj命令检查，发现系统中daemontest进程已经没有了。

使用ps axj命令可以显示系统中已运行的daemon程序的信息，包括进程ID、session ID、控制终端等内容。部

分显示内容：

PPID   PID PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
    1 17765 17765 17765 ?           -1 Ss       0   0:00 ./daemontest
     从中可以看到daemontest程序运行的进程号为17765。