linux 守護進(jìn)程編寫

守護進(jìn)程(Daemon)是運行在后臺的一種特殊進(jìn)程。它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。守護進(jìn)程是一種很有用的進(jìn)程。

Linux的大多數(shù)服務(wù)器就是用守護進(jìn)程實現(xiàn)的。比如，Internet服務(wù)器inetd，Web服務(wù)器httpd等。

同時，守護進(jìn)程完成許多系統(tǒng)任務(wù)。比如，作業(yè)規(guī)劃進(jìn)程crond，打印進(jìn)程lpd等。

守護進(jìn)程的編程本身并不復(fù)雜，復(fù)雜的是各種版本的Unix的實現(xiàn)機制不盡相同，

造成不同 Unix環(huán)境下守護進(jìn)程的編程規(guī)則并不一致。

需要注意，照搬某些書上的規(guī)則(特別是BSD4.3和低版本的System V)到Linux會出現(xiàn)錯誤的。

下面結(jié)合一些前輩的文檔和自己的例子說說守護進(jìn)程的編程。

.基本概念

.進(jìn)程

.每個進(jìn)程都有一個父進(jìn)程

.當(dāng)子進(jìn)程終止時，父進(jìn)程會得到通知并能取得子進(jìn)程的退出狀態(tài)。

.進(jìn)程組

.每個進(jìn)程也屬于一個進(jìn)程組

.每個進(jìn)程主都有一個進(jìn)程組號，該號等于該進(jìn)程組組長的PID號

.一個進(jìn)程只能為它自己或子進(jìn)程設(shè)置進(jìn)程組ID號

.會話期

.對話期(session)是一個或多個進(jìn)程組的集合。

.setsid()函數(shù)可以建立一個對話期：

如果，調(diào)用setsid的進(jìn)程不是一個進(jìn)程組的組長，此函數(shù)創(chuàng)建一個新的會話期。

(1)此進(jìn)程變成該對話期的首進(jìn)程

(2)此進(jìn)程變成一個新進(jìn)程組的組長進(jìn)程。

(3)此進(jìn)程沒有控制終端，如果在調(diào)用setsid前，該進(jìn)程有控制終端，那么與該終端的聯(lián)系被解除。

如果該進(jìn)程是一個進(jìn)程組的組長，此函數(shù)返回錯誤。

(4)為了保證這一點，我們先調(diào)用fork()然后exit()，此時只有子進(jìn)程在運行，

子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的進(jìn)程組ID，但是進(jìn)程PID卻是新分配的，所以不可能是新會話的進(jìn)程組的PID。

從而保證了這一點。

if((pid=fork())>0) //parent

exit(0);

else if(pid==0){ //th1 child

setsid(); //th1是成為會話期組長

if(fork() ==0){ //th2不會是會話期組長(變成孤兒進(jìn)程組)

...

}

}

一. 守護進(jìn)程及其特性

(1)守護進(jìn)程最重要的特性是后臺運行。在這一點上DOS下的常駐內(nèi)存程序TSR與之相似。

(2)其次，守護進(jìn)程必須與其運行前的環(huán)境隔離開來。這些環(huán)境包括未關(guān)閉的文件描述符，控制終端，

會話和進(jìn)程組，工作目錄以及文件創(chuàng)建掩模等。這些環(huán)境通常是守護進(jìn)程從執(zhí)行它的父進(jìn)程(特別是shell)

中繼承下來的。

(3)最后，守護進(jìn)程的啟動方式有其特殊之處。它可以在Linux系統(tǒng)啟動時從啟動腳本/etc/rc.d中啟動，

可以由作業(yè)規(guī)劃進(jìn)程crond啟動，還可以由用戶終端(通常是 shell)執(zhí)行。

總之，除開這些特殊性以外，守護進(jìn)程與普通進(jìn)程基本上沒有什么區(qū)別。

因此，編寫守護進(jìn)程實際上是把一個普通進(jìn)程按照上述的守護進(jìn)程的特性改造成為守護進(jìn)程。

二. 守護進(jìn)程的編程要點 (來自UEAP)

前面講過，不同Unix環(huán)境下守護進(jìn)程的編程規(guī)則并不一致。所幸的是守護進(jìn)程的編程原則其實都一樣，

區(qū)別在于具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)不同。這個原則就是要滿足守護進(jìn)程的特性。

同時，Linux是基于Syetem V的SVR4并遵循Posix標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)起來與BSD4相比更方便。編程要點如下;

1. 在后臺運行。

為避免掛起控制終端將Daemon放入后臺執(zhí)行。方法是在進(jìn)程中調(diào)用fork使父進(jìn)程終止，

讓Daemon在子進(jìn)程中后臺執(zhí)行。

if(pid=fork())

exit(0); //是父進(jìn)程，結(jié)束父進(jìn)程，子進(jìn)程繼續(xù)

2. 脫離控制終端，登錄會話和進(jìn)程組

進(jìn)程屬于一個進(jìn)程組，進(jìn)程組號(GID)就是進(jìn)程組長的進(jìn)程號(PID)。登錄會話可以包含多個進(jìn)程組。

這些進(jìn)程組共享一個控制終端。這個控制終端通常是創(chuàng)建進(jìn)程的登錄終端。

控制終端，登錄會話和進(jìn)程組通常是從父進(jìn)程繼承下來的。

我們的目的就是要擺脫它們，使之不受它們的影響。

方法是在第1點的基礎(chǔ)上，調(diào)用setsid()使進(jìn)程成為會話組長：

setsid();

說明：當(dāng)進(jìn)程是會話組長時setsid()調(diào)用失敗。但第一點已經(jīng)保證進(jìn)程不是會話組長。

setsid()調(diào)用成功后，進(jìn)程成為新的會話組長和新的進(jìn)程組長，并與原來的登錄會話和進(jìn)程組脫離。

由于會話過程對控制終端的獨占性，進(jìn)程同時與控制終端脫離。

3. 禁止進(jìn)程重新打開控制終端

現(xiàn)在，進(jìn)程已經(jīng)成為無終端的會話組長。但它可以重新申請打開一個控制終端。

可以通過使進(jìn)程不再成為會話組長來禁止進(jìn)程重新打開控制終端：

if(pid=fork())

exit(0); //結(jié)束第一子進(jìn)程，第二子進(jìn)程繼續(xù)(第二子進(jìn)程不再是會話組長)

4. 關(guān)閉打開的文件描述符

進(jìn)程從創(chuàng)建它的父進(jìn)程那里繼承了打開的文件描述符。如不關(guān)閉，將會浪費系統(tǒng)資源，

造成進(jìn)程所在的文件系統(tǒng)無法卸下以及引起無法預(yù)料的錯誤。按如下方法關(guān)閉它們：

for(i=0;i 關(guān)閉打開的文件描述符close(i);>

5. 改變當(dāng)前工作目錄

進(jìn)程活動時，其工作目錄所在的文件系統(tǒng)不能卸下。一般需要將工作目錄改變到根目錄。

對于需要轉(zhuǎn)儲核心，寫運行日志的進(jìn)程將工作目錄改變到特定目錄如 /tmpchdir(/)

6. 重設(shè)文件創(chuàng)建掩模

進(jìn)程從創(chuàng)建它的父進(jìn)程那里繼承了文件創(chuàng)建掩模。它可能修改守護進(jìn)程所創(chuàng)建的文件的存取位。

為防止這一點，將文件創(chuàng)建掩模清除：umask(0);

7. 處理SIGCHLD信號

處理SIGCHLD信號并不是必須的。

但對于某些進(jìn)程，特別是服務(wù)器進(jìn)程往往在請求到來時生成子進(jìn)程處理請求。

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)束時不會產(chǎn)生僵尸進(jìn)程。