Linux系统中的守护进程讲解

守护进程daemon，是生存期较长的一种进程。它们常常在系统自举时启动，仅在系统关闭时才终止。因为它们没有控制终端，所以说它们是在后台运行的。UNIX系统有很多守护进程，它们执行日常事务活动。

1、系统自举

自举（bootstrapping）一词来自于人都是靠自身的自举机构站立起来的这一思想。计算机必须具备自举能力将自己所有的元件激活，以便能完成加载 *** 作系统这一目的，然后再由 *** 作系统承担起那些单靠自举代码无法完成的更复杂的任务。

自举只有两个功能：加电自检和磁盘引导。

加电自检：当我们按下计算机电源开关时，头几秒钟机器似乎什么反应也没有，其实，这时的计算机正在进行加电自检，以断定它的所有元件都在正确地工作。如果某个元件有故障，显示器上就会出现报警提示信息（如果显示器也不能正常工作，则以一串嘟嘟声来报警）。由于大多数计算机工作非常可靠，加电自检报警非常罕见。

磁盘引导：查找装有 *** 作系统的磁盘驱动器。从磁盘加载 *** 作系统的原因有二，一是 *** 作系统升级简单容易，二是使用户拥有选择 *** 作系统的自由。

当加电自检和磁盘引导完成时，自举 *** 作就启动一个读写 *** 作系统文件和将它们复制到随机存储器中的过程，此时的机器才是真正意义上的计算机。计算机的启动可以有冷启动和热启动两种方式 ，它们之间的差别是热启动不进行机器的自检（机器本身配置的检查与测试），当计算机在使用过程中由于某些原因造成死机时，可以对计算机进行热启动处理。

2、守护进程的概念

通过ps axj命令可以查看到守护进程：

参数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，参数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，参数j表示列出与作业控制相关的信息。

代码如下:PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND 0 1 1 1 ? -1 Ss 0 0:01 /sbin/init 0 2 0 0 ? -1 S<0 0:00 [kthreadd] 2 3 0 0 ? -1 S<0 0:00 [migration/0] 2 4 0 0 ? -1 S<0 0:00 [ksoftirqd/0]... 1 2373 2373 2373 ? -1 S<s 0 0:00 /sbin/udevd --daemon... 1 4680 4680 4680 ? -1 Ss 0 0:00 /usr/sbin/acpid -c /etc... 1 4808 4808 4808 ? -1 Ss 102 0:00 /sbin/syslogd -u syslog...

凡是TPGID一栏写着-1的都是没有控制终端的进程，也就是守护进程。在COMMAND一列用[]括起来的名字表示内核线程，这些线程在内核里创建，没有用户空间代码，因此没有程序文件名和命令行，通常采用以k开头的名字，表示Kernel。init进程我们已经很熟悉了，udevd负责维护/dev目录下的设备文件，acpid负责电源管理，syslogd负责维护/var/log下的日志文件，可以看出，守护进程通常采用以d结尾的`名字，表示Daemon。 创建守护进程最关键的一步是调用setsid函数创建一个新的Session，并成为Session Leader。 例子： C/C++ Code复制内容到剪贴板 void daemonize(void) { pid_t pidprintf("into deamonizen")if (pid=fork() <0) { perror("fork")exit(1)} else if (pid !=0) { exit(0)} setsid()if (chdir("/") <0) { perror("chdir")exit(1)} close(0)open("/dev/null", O_RDWR)dup2(0, 1)dup2(0, 2)printf("out deamonizen")}

3、编写守护进程 在编写守护进程程序时，需遵循一些基本规则：

（1）首先要做的是调用umask将文件模式创建屏蔽字设置为0。

（2）调用fork，然后使父进程退出。

（3）调用setsid以创建一个新会话。

（4）将当前工作目录更改为根目录。

（5）关闭不再需要的文件描述符。

（6）某些守护进程打开/dev/null使其具有文件描述符0、1和2，任何一个试图读标准输入、写标准输出或标准出错的库例程都不会产生任何效果。 与守护进程有关的一个问题是如何处理出错消息，需要有一个集中的守护进程出错记录设施，这就是syslogd进程。

4、守护进程惯例 为了正常运作，某些守护进程实现为单实例的，有就是在任一时刻只运行该守护进程的一个副本。文件锁和记录锁机制是一种方法的基础，该方法用来保证一个守护进程只有一个副本在运行。

在UNIX系统中，守护进程遵循下列公共惯例：

（1）若守护进程使用锁文件，那么该文件通常存放在/var/run目录中。锁文件的名字通常是name.pid，name是该守护进程或服务的名字。

（2）若守护进程支持配置选项，那么配置文件通常存放在/etc目录中。配置文件的名字通常是name.conf。

（3）守护进程可用命令行启动，但通常它们是由系统初始化脚本启动的。

（4）若一守护进程有一配置文件，那么当该守护进程启动时，它读该文件，但在此之后一般就不会再查看它。

在Linux服务器实际应用中，经常会有需要长时间执行的任务。这类任务若在前台运行，用户无法进行其他 *** 作或者断开与服务器的连接，否则任务将被中止。此时适合使用守护进程。为了使用守护进程，需要了解Linux前台、后台、守护进程的概念与使用，本文将对此进行讲解。

可以看出，”后台任务”与”前台任务”的重要区别： 是否继承标准输入 。所以，执行后台任务的同时，用户还可以输入其他命令。

为了理解守护任务为何在结束session时也不退出，需要先了解Linux下退出session时发生的 *** 作。

Session退出时，linux系统设计如下：

前台任务会随着session的退出而退出是因为它收到了 SIGHUP信号 。

后台任务是否会受到SIGNUP信号，取决于shell的 huponexit 参数。可以通过 $ shopt | grep huponexit 查看该参数的值。大多数Linux系统，这个参数默认关闭（off）。因此，session退出的时候，不会把SIGHUP信号发给”后台任务”，即此时的后台任务是守护进程，但这显然不够安全。并不保险，因为有的系统的 huponexit 参数可能是打开的（on）状态。

更保险的方法是使用 disown命令。它可以将指定任务从”后台任务”列表（jobs命令的返回结果）之中移除 。一个”后台任务”只要不在这个列表之中，session 就肯定不会向它发出SIGHUP信号。

执行上面的命令以后， server.js 进程就被移出了”后台任务”列表。你可以执行 jobs 命令验证，输出结果里面，不会有这个进程。

但是，这样还存在问题。因为 ”后台任务”的标准 I/O 继承自当前 session， disown 命令并没有改变这一点 。一旦”后台任务”读写标准 I/O，就会发现它已经不存在了，所以就 报错终止执行 。 为了解决这个问题，需要对”后台任务”的 标准 I/O 进行重定向 。

这样基本上就没有问题了。

注：

/dev/null 文件的作用

这是一个无底洞，任何东西都可以定向到这里，但是却无法打开。

所以一般很大的stdou和stderr当你不关心的时候可以利用stdout和stderr定向到这里

nohup命令对server.js进程做了三件事。

阻止SIGHUP信号发到这个进程。

关闭标准输入。该进程不再能够接收任何输入，即使运行在前台。

重定向标准输出和标准错误到文件nohup.out。

也就是说，nohup命令实际上将子进程与它所在的 session 分离了。 注意，nohup命令不会自动把进程变为”后台任务”，所以必须加上&符号

守护进程创建方法：

方法一：

方法二：

方法三：

fg、bg、jobs、&、nohup、ctrl+z、ctrl+c 命令

一、&

加在一个命令的最后，可以把这个命令放到后台执行，如：

二、ctrl + z

可以将一个正在前台执行的命令放到后台，并且处于暂停状态。

CTRL+Z 和 CTRL+C的对比

CTRL+Z 和 CTRL+C 都是中断命令,但是他们的作用却不一样.

CTRL+C 是强制中断程序的执行，而 CTRL+Z 的是将任务中断,但是此任务并没有结束,仍然在进程中，只是维持挂起的状态，用户可以使用 fg/bg *** 作继续前台或后台的任务。

三、jobs

查看当前有多少在后台运行的进程

jobs -l选项可显示所有任务的PID，jobs的状态可以是running, stopped, Terminated。但是如果任务被终止了（kill），shell 从当前的shell环境已知的列表中删除任务的进程标识。

四、fg

将后台中的命令调至前台继续运行。如果后台中有多个命令，可以用 fg %jobnumber （jobnumber是命令编号，不是进程号）将选中的命令调出。

五、bg

将一个在后台暂停的命令，变成在后台继续执行。

如果后台中有多个命令，可以用 bg %jobnumber 将选中的命令调出。

六、kill

方法1：通过jobs命令查看job号（假设为num），然后执行

方法2：通过ps命令查看job的进程号（PID，假设为pid），然后执行

前台进程的终止：Ctrl+c

七、nohup

如果想让程序即使在关闭当前的终端后也始终在后台执行（之前的&做不到），需要使用nohup命令。

nohup命令可以在你退出帐户/关闭终端之后继续运行相应的进程。

关闭终端后，在另一个终端jobs已经无法看到后台跑的程序了，此时利用ps（进程查看命令）查看进程。

http://m.2cto.com/os/201301/185701.html

http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/3980334.html

http://m.blog.csdn.net/article/details?id=50766752

    昨天在Linux做个进程守护脚本时发生了几个小问题，实属不该。先总结如下，在以后的实践中一个避免这样的问题。同时针对cron，再次深入学习实践。

1、换行符问题

    脚本与运行报错“：badinterpreter:Nosuchfileordirectory”。

    脚本在windows下编辑，有几条命令是直接复制过来使用的，虽然vs code可以在右下角选择行尾序列，但是在实际运行时还是提示无法识别/r，每一行都多了个^M  。

  \r\n： Dos和Windows采用回车+换行（CR+LF）表示下一行，即^M$

\n： 而UNIX/Linux采用换行符（LF）表示下一行

\r： 苹果机(MAC OS系统)则采用回车符（CR）表示下一行 

2、= 赋值问题

    笔者在使用if条件表达式时，知道条件要放在方括号之间，并且要有空格。误以为变量赋值=也要空格，运行时发现变量无法识=识别，后来才知道变量赋值=不能有空格。

3、cron定时任务的环境变量问题

    用户的crontab定时任务不会使用默认的变量， 需要写全路径，包括crontab调用的脚本里面 。而系统cron定时任务是由定义环境变量的。MAILTO是表示例行性命令发生错误时，会将错误讯息邮件传给root，服务器中关闭postfix，导致邮件发送不成功，全部小文件堆积在/var/spool/postfix/maildrop/里面。

4、cron中执行的程序有输出内容，输出内容会以邮件形式发给cron的用户，而sendmail没有启动所以就产生了/var/spool/mail目录下的那些文件，日积月累可能撑破磁盘。在cron中命令后面加上 >/dev/null 2>&1 来不输出。

5、crontab中的指令需要root，配置/etc/sudoers文件来保证sudo可用，其实可用使用系统任务计划，指定root来执行即可。

     最后，笔者专注于使用cron，现在在以前的文章（树莓派上测试）- Linux crontab定时任务详细分解 的基础上，在腾讯云服务器centos上补充以下cron的知识。

用户计划任务 ：

1、crond时cron的守护进程，crond是由多个配置文件和系统范围内的文件控制的，每个用户对应一个配置文件。crond守护进程是cronie软件的一部分。用户的配置文件在/var/spool/cron/username。

2、crontab命令

    crontab -e 编辑当前用户的定时计划

    crontab -l 列出当前用户的定时计划

     crontab -r 删除当前用户的所有定时计划

       crontab filename 删除当前用户的所有定时计划，并从filename中读取作业，如果未指定任何文件，则使用stdin 。

3、格式，另外*/x表示间隔x个周期。 用户计划任务没有user-name字段！

  */7  9-16  *  jul 5 command表示7月的每周五的上午9到下午5点 间，每七分钟执行一次。

系统计划任务：

1、系统cron不是由crontab来执行的，而是在一组配置文件中定义的，配置文件多了一个字段-用户字段，指定作业在那个用户下运行。

2、系统计划任务储存在/etc/crontab、 /etc/cron.d/*  以及/etc/cron.* ，/etc/crontab的语法规则参照上面的图。 /etc/cron.d/时软件产生的一些更新任务，一般不在里面做 *** 作。

3、预定义作业，cron.daily、cron.hourly、cron.monthly、cron.weekly下面储存的是可执行脚本。

    /etc/cron.hourly/*脚本是使用runparts命令从/etc/cron.d/0hourly中定义的，表示每小时的第一分钟将 /etc/cron.hourly/下面的脚本全部执行。

    /etc/cron.daily、 /etc/cron.monthly、 /etc/cron.weekly也是使用runparts命令，但是是从/etc/anacrontab中执行的。

4、/etc/anacrontab语法规则

       START_HOURS_RANGE=3-22，表示Anacron jobs will start between 3am and 10pm.

       RANDOM_DELAY=45，The RANDOM_DELAY variable denotes the maximum number of minutes that will be added to the delay in minutes variable  which  is specified for each job.

     上图中，对于 /etc/cron.daily，那么delay 会是 5 minutes + RANDOM_DELAY  。

    接下来就是4个重要的参数：

      period in days ，delay in minutes ，job-identifier，   command

    The period in days variable表示执行周期，每多少天运行一次该作业。

    delay in minutes：上面提到的执行的延时，启动作业前，crond等待的时间。

    job-identifier：标识作业的唯一名称，用做日志记录。是/var/spool/anacron中文件的名称，检查该作业是否已运行，/etc/anacrontab启动作业时，会更新此文件的时间戳，检查作业上次运行的时间。anacron 会分析现在的时间与时间记录文件所记载的上次执行 anacron 的时间，将两者进行比较，如果两个时间的差值超过 anacron 的指定时间差值（一般是 1 天、7 天和一个月），就说明有定时任务没有执行，这时 anacron 会介入并执行这个漏掉的定时任务，从而保证在关机时没有执行的定时任务不会被漏掉。这也是为什么/etc/cron.{daily，weekly，monthly} 目录中的定时任务只会被 anacron 调用，而 /etc/cron.hourly/被cron调用 。

     command：执行命令可以是普通命令或者脚本。

5、cron的访问控制

    /etc/cron.allow、    /etc/cron.deny ，以决定哪些用户可以使用调度服务。

    如果只有cron.deny文件，而cron.allow文件不存在，则除了黑名单之外的所有用户都可以使用；

    如果只有cron.allow文件存在，而cron.deny文件不存在时，则只有白名单用户才可以使用,，包括root。

    如果两个文件都存在，则忽略cron.allow文件。

    如果两个文件都不存在，每个用户都可以访问。

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