重学计算机（十二、守护进程）

重学计算机（十二、守护进程）

时隔多年，每次碰到守护进程就想起当年，当年在大学学linux的时候，需要做个大作业，然后老师给了好多个题目，翻来翻去，发现就这个守护进程最简单，那就选守护进程吧。

选了守护进程的题目之后，发现还是不会做（哎，当年就没想过做linux相关的，真是人算不如天算）。不会做怎么办呢？那就找同学借鉴了（说是借鉴其实就是抄），然后就找到了叶某人的抄了过来，好像当时是完全抄过来的，因为当年确实对守护进程很懵逼。抄完了，那就交作业了。

交了作业，就开始答辩了，我们组是在前面答辩，答辩说了一些，也忘记具体说啥了，反正最后的评分，比抄叶某人的评分高了很多，抄的人分数反而更高，那时候嘲笑了叶某人好久，哈哈哈。

回忆总是美好的，现在该卷还是要卷，开始我们今天的守护进程之旅吧。

12.1 前后台进程

其实前后台进程，不应该放在这里讲的，不过都安排在这里了，就在这里吧，这样也好区别守护进程。

12.1.1 前台进程

先来看看前台进程，前台进程很简单就是运行在前台的，绑定了控制终端的，可以接受控制终端的信号。

我们来写一个前台进程：

#include 

int main()
{
    printf("testn");
    while(1);
    return 0;
}

当然真正的代码不能像我这样写，这是一个测试代码，我们接着来编译运行：

root@ubuntu:~/c_test/12# gcc test.c -o test
root@ubuntu:~/c_test/12# ./test
test



ls		# 输入ls没有反应

ls		# 输入ls没有反应
^C		# 输入中断键，退出了
root@ubuntu:~/c_test/12# 

这种就是前台进程，我们再来看看属性：

  PPID    PID   PGID    SID TTY       TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
  1415   1513   1513   1415 pts/0      1513 R+       0   0:09 ./test

R+：表示正在运行的进程，+是前台进程

TTY：就是控制终端，pts就是网络终端

TPGID：进程连接到的tty(终端)所在的前台进程组的ID

12.1.2 后台进程

接着我们来看看后台进程，后台进程其实也比较简单，启动的时候加一个&，就可以了

root@ubuntu:~/c_test/12# ./test &
[1] 1571
test
root@ubuntu:~/c_test/12# 

接着我们来看看状态：

PPID    PID   PGID    SID TTY       TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
1415   1571   1571   1415 pts/0      1415 R        0   0:19 ./test

STAT：后面没有+，说明不是前台进程。

TTY：但是终端还是pts/0

但是我们通过终端去发送中断信号，后台进程是接收不到的，只能是关闭终端，终端都关闭了，终端下的进程自然都会关闭。

这个实验，只能自己看了。

12.1.3 nohup命令

在上家公司工作的时候，就发现了这个命令来启动后端程序，现在我们来看看：

root@ubuntu:~/c_test/12# nohup ./test &
[1] 1673
root@ubuntu:~/c_test/12# nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'

root@ubuntu:~/c_test/12# ls
nohup.out  test  test.c
root@ubuntu:~/c_test/12# cat nohup.out 

好像有那么点像模像样，我们查看一下状态：

PPID    PID   PGID    SID TTY       TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
1653   1673   1673   1653 pts/0      1653 R        0   0:13 ./test

好像还是有控制终端，我们把控制终端关闭了测试一下。

PPID    PID   PGID    SID TTY       TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
   1   1673   1673   1653 ?            -1 R        0   5:42 ./test

好神奇哦，关闭了终端，TTY也跟着改了，这样看着就是真正的守护进程了。

nohup命令做了一下事情：

• 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。

这一篇文章不错：[Linux 守护进程的启动方法]

12.2 守护进程

上面吹了这么多水，终于来到了今天的重点，守护进程的实现，我们在代码中实现守护进程，启动的的时候不用带nohup和&，直接./就可以了。

12.2.1 守护进程步骤

1. 创建子进程，父进程退出（必须的）

   有如下原因：

   第一：父进程有可能是进程组组长（在命令行启动下是肯定的），从而不能够执行后面的setsid函数，子进程继承了父进程的进程组ID，所以子进程一定不是进程组组长，所以子进程一定可以执行setsid。

   第二：父进程的退出，shell会以为这条命令执行结束了，从而让子进程在后台执行，也就是变成孤儿进程。

2. 在子进程创建新会话（必须）

   这一步是调用setsid函数，也是关键的一步，这一步是脱离了终端，因此终端发送的信号，都不会影响到子进程。子进程调用这个函数之后，会成为新会话的首进程，成为一个新进程组的组长进程，没有控制终端

3. 修改当前目录为根目录（不是必须）

   只有根目录是一定存在的，如果是其他目录，有可能存在卸载等问题，所以可以修改成根目录。chdir("/")

4. 重设文件权限掩码（不是必须）

   文件权限掩码是继承父进程的，有可能父进程的权限有点低，所以为了增加守护进程的灵活性，需要重新设置文件掩码。umask(0)。

5. 再次fork，父进程退出（不是必须）

   daemon可能会打开一个终端设备，这个打开终端设备可能会成为daemon进程的控制终端。既然如此，为了确保万无一失，只有确保daemon不是会话首进程，所以需要再次fork。

6. 关闭文件描述符（不是必须）

   文件描述符也是继承自父进程的，在守护进程中是不需要这些的，所以都需要关闭。标准输入，标准输出，标准错误这些都不需要，统一关闭。

12.2.2 守护进程的简单实现

先按照上面的步骤写一波守护进程的实现

#include 
#include 
#include 
#include 

void daemonize()
{
    pid_t pid	= -1;
    struct rlimit rl;
    
    // 获取父进程打开文件
    if(getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
    	printf("getrlimit errn");
        
    // 1.fork，父进程退出
    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        printf("fork errn");
        return 0;
    } else if(pid > 0)
    {
        //父进程退出
        _exit(0);
    }
    
    // 下面都是子进程
   	
    // 2.设置新会话 setsid
    // 创建一个新会话，并且是进程组的组长
    setsid();
    
    // 3.设置根目录 chdir
    chdir("/");
    
    // 4.设置文件掩码 umask
    umask(0);
    
    // 5.再次fork，防止创建一个新的终端
    if((pid = fork()) < 0)
    {
        printf("fork errn");
        return 0;
    } else if(pid > 0)
    {
        _exit(0);
    }
    
    // 6.关闭标准输入，标准输出，标准错误
    if(rl.rlim_max == RLIM_INFINITY)
        	rl.rlim_max = 1024;
    for(int i=0; i 
就这样吧。
 
12.2.3 守护进程的进化版 
有些守护进程需要做单实例，可以使用文件和记录锁来做单实例，第一次启动守护进程，就会创建文件，并且加一把写锁，之后如果再有守护进程创建，再去写这个文件，就会失败，从而做到了单实例。
 
还有守护进程有以下的惯例：
 
若守护进程使用锁文件，那么该文件通常存储在/var/run目录中，需要超级用户权限才能在此目录下创建文件，锁文件名字通常是name.pid
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，配置文件名字为name.conf
守护进程可用命令行启动，但是也可以在系统初始化脚本启动。（/etc/rc*或/etc/init.d
				__close_nocancel_nostatus (fd);
				__set_errno (ENODEV);
				return -1;
			}
		} else {
			__close_nocancel_nostatus (fd);
			return -1;
		}
	}
	return (0);
}

其实看这个源码跟我们上面讲的也差不多，只不多这是有两个参数。

nochdir：用来控制是否将当前目录切换到根目录。（看代码也理解了）

noclose ：用来控制是否将标准输入，标准输出，标准错误重定向到/dev/null。（这个看代码也理解）

12.3 总结

虽然这篇守护进程的代码没有写全，但是原理也都介绍了，具体到项目的时候，在把守护进程写全，因为服务器的代码基本都是守护进程的方式存在的，不急，未来的路还很长。