Linux下创建维护服务进程Daemon的注意点，附有详细案例讲解

unix系统下所有进程都工作在前台和后台，在前台工作的进程通常和用户直接交互（通常是通过terminal，比如我们ls -ltr,会在当前terminal显示文件列表），但是在后台运行的进程都是自己运行。用户可以检查它的工作状态,但是不知道它在干嘛。维护进程指的就是这种工作在后台的进程。

接下来分几步来讲解下如何创建一个维护进程，并且实现标准输入输出重定向的工作。

1. 维护进程化（让进程工作在后台程序）【fork】

fork（）函数会让系统调复制我们当前的进程，然后让父进程退出（此时，子进程就会被unix第一进程init（）接管）我们称这样的子进程为孤儿进程，作为此时的结果，子进程会完全脱离它之前的父进程开始在后台工作。

        i=fork();if (i<0) exit(1); /* fork error */if (i>0) exit(0); /* parent exits *//* child (daemon) continues */

2. 让子进程独立【setsid】

一个进程通常通过tty来接受一些信号，任何继承这个进程的子进程也会被tty控制，一个服务进程不应该从开始它的进程中接受信息（父进程），所以它必须完全脱离控制它的tty。

在unix系统中，进程在一个进程组中运行，所以，在同一个进程组的所有进程都会被认为一个整体，进程组和对话组也会被继承。服务进程应当和其他所有进程独立开来。

setsid() ; // obtain a new process group

上面这个函数会将服务进程放在一个新的进程组，并且完全脱离它的控制tty。 setpgrp() 同样也适用于这种情况

3. 继承的文件符，标准输入输出文件

打开的文件号同样会被子进程继承，这样同样会导致系统中可用的文件符不够用，不必要的文件号需要在fork（）前被关闭，

for (i=getdtablesize();i>=0;--i) close(i); /* close all descriptors */

在unix系统中，通常会有三个默认的输入输出，stdin,stdout,stderr。

i=open("/dev/null",O_RDWR); /* open stdin */dup(i); /* stdout */dup(i); /* stderr */

由于unix系统顺次分配文件符，fopen会stdin（0）然后dup会提供一份复制给stdout，stderr。

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4.文件符mask 【umask】

绝大部分服务进程以超级用户运行，处于安全因素考虑，他们理应保护他们生成的文件，设置文件保护属性会防止不安全文件属性的产生。

umask(027);

上述会限制文件权限为750， （027相补）

5. 运行文件路径 【chdir】

一个服务进程应该在一个确定的路径下运行，这有很多优势，同样的也会有很多坏处，试想在用户更目录下运行，它不可能找到输入输出文件。

chdir("/servers/");

6.文件互斥锁【open,lockf，getpid】

大部分服务进程要求同一时间下只有一个进程访问，文件锁是一个很好地方法来解决进程之间的互斥，只有第一个实例可以访问，操作，其他的所有进程需要等待文件锁的释放。这保证了文件的安全。

        lfp=open("exampled.lock",O_RDWR|O_CREAT,0640);if (lfp<0) exit(1); /* can not open */if (lockf(lfp,F_TLOCK,0)<0) exit(0); /* can not lock *//* only first instance continues */sprintf(str,"%d\n",getpid());write(lfp,str,strlen(str)); /* record pid to lockfile */

7. 信号处理 【signal()】

进程可以从用户或者其他进程获取信号，最好是对这些信号进行适当处理。子进程会释放SIGCHLD信号当他们结束的时候。服务进程必须忽略或者正确处理这些信号。

    signal(SIG_IGN,SIGCHLD); /* child terminate signal */

上面的代码会忽略子进程释放出来的SIGCHLD，

        void Signal_Handler(sig) /* signal handler function */     int sig;{switch(sig){case SIGHUP:/* rehash the server */break;case SIGTERM:/* finalize the server */exit(0)break;}}signal(SIGHUP,Signal_Handler); /* hangup signal */signal(SIGTERM,Signal_Handler); /* software termination signal from kill */

我们先建立一个信号处理函数，然后把信号和它捆绑。

8. 记录信息【syslogd,syslog.conf,openlog,syslog,closelog】

服务进程通常会创建一些信息，有些会很重要。对之后的维护很重要，因此文件重定向也变得尤为重要。

#mydeamon 2> erro.log

上一行代码会将输出信息重定向到文件中，当然这是最为简单的terminal重定向。

通常我们会使用unix系统自带的syslog进程。该进程会收集信息加以分类，syslog同时使用配置文件/etc/syslog.conf来重定向

        openlog("mydaemon",LOG_PID,LOG_DAEMON)syslog(LOG_INFO, "Connection from host %d", callinghostname);syslog(LOG_ALERT, "Database Error !");closelog();

openlog中，mydeamon用来识别我们的进程，LOG_PID使用syslog来记录信息，第一个参数是优先级，其余的类似于sprintf的信息。

这里也附上常用的重定向方法：

#include <sys/stat.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <io.h>int main(void){   #define STDOUT 1   //标准输出文件描述符 号   int nul, oldstdout;   char msg[] = "This is a test";   /* create a file *///打开一个文件，操作者具有读写权限 如果文件不存在就创建   nul = open("DUMMY.FIL", O_CREAT | O_RDWR,      S_IREAD | S_IWRITE);   /* create a duplicate handle for standard      output *///创建STDOUT的描述符备份   oldstdout = dup(STDOUT);   /*      redirect standard output to DUMMY.FIL      by duplicating the file handle onto the      file handle for standard output.   *///重定向nul到STDOUT   dup2(nul, STDOUT);   /* close the handle for DUMMY.FIL *///重定向之后要关闭nul   close(nul);   /* will be redirected into DUMMY.FIL *///写入数据   write(STDOUT, msg, strlen(msg));   /* restore original standard output      handle *///还原   dup2(oldstdout, STDOUT);   /* close duplicate handle for STDOUT */   close(oldstdout);   return 0;} //结果就是msg写到了文件中而不是STDOUT

9. 完整的案例：

该案例来自Levent Karakas：

/*UNIX Daemon Server Programming Sample ProgramLevent Karakas <levent at mektup dot at> May 2001To compile:cc -o exampled examped.cTo run:./exampledTo test daemon:ps -ef|grep exampled (or ps -aux on BSD systems)To test log:tail -f /tmp/exampled.logTo test signal:kill -HUP `cat /tmp/exampled.lock`To terminate:kill `cat /tmp/exampled.lock`*/#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <signal.h>#include <unistd.h>#define RUNNING_DIR"/tmp"#define LOCK_FILE"exampled.lock"#define LOG_FILE"exampled.log"void log_message(filename,message)char *filename;char *message;{FILE *logfile;logfile=fopen(filename,"a");if(!logfile) return;fprintf(logfile,"%s\n",message);fclose(logfile);}void signal_handler(sig)int sig;{switch(sig) {case SIGHUP:log_message(LOG_FILE,"hangup signal catched");break;case SIGTERM:log_message(LOG_FILE,"terminate signal catched");exit(0);break;}}void daemonize(){int i,lfp;char str[10];if(getppid()==1) return; /* already a daemon */i=fork();if (i<0) exit(1); /* fork error */if (i>0) exit(0); /* parent exits *//* child (daemon) continues */setsid(); /* obtain a new process group */for (i=getdtablesize();i>=0;--i) close(i); /* close all descriptors */i=open("/dev/null",O_RDWR); dup(i); dup(i); /* handle standart I/O */umask(027); /* set newly created file permissions */chdir(RUNNING_DIR); /* change running directory */lfp=open(LOCK_FILE,O_RDWR|O_CREAT,0640);if (lfp<0) exit(1); /* can not open */if (lockf(lfp,F_TLOCK,0)<0) exit(0); /* can not lock *//* first instance continues */sprintf(str,"%d\n",getpid());write(lfp,str,strlen(str)); /* record pid to lockfile */signal(SIGCHLD,SIG_IGN); /* ignore child */signal(SIGTSTP,SIG_IGN); /* ignore tty signals */signal(SIGTTOU,SIG_IGN);signal(SIGTTIN,SIG_IGN);signal(SIGHUP,signal_handler); /* catch hangup signal */signal(SIGTERM,signal_handler); /* catch kill signal */}main(){daemonize();while(1) sleep(1); /* run */}/* EOF */