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分类： LINUX
2011-04-05 20:16:20
（12）守护进程
注：所以文章红色字体代表需要特别注意和有问题还未解决的地方，蓝色字体表示需要注意的地方
1. 本文所介绍的程序平台
开发板：arm9-mini2440
虚拟机为：Red Hat Enterprise Linux 5
开发板上系统内核版本：linux-2.6.32.2
2. 守护进程概述
也称精灵进程是生存期长的一种进程，它们常常在系统引导装入时启动，在系统管比时终止。精灵进程没有控制终端，所以它们是在后台运行的。守护进程是一种很有用的进程。 Linux的大多数服务器就是用守护进程实现的。比如，Internet服务器inetd，Web服务器httpd等。同时，守护进程完成许多系统任务。比如，作业规划进程crond，打印进程lpd等。
所有精灵进程都以超级用户（用户ID为0）的优先权运行。没有一个精灵进程具有控制终端—控制名称设置为问号、终端前台进程组ID设置为-1。除update以外的所有精灵进程都是组的首进程，对话期的首进程，而且是这些进程组和对话期中的唯一进程。所以的精灵进程的父进程都是init进程。
守护进程最重要的特性是后台运行。在这一点上DOS下的常驻内存程序TSR与之相似。其次，守护进程必须与其运行前的环境隔离开来。这些环境包括未关闭的文件描述符，控制终端，会话和进程组，工作目录以及文件创建掩模等。这些环境通常是守护进程从执行它的父进程（特别是shell）中继承下来的。最后，守护进程的启动方式有其特殊之处。它可以在Linux系统启动时从启动脚本/etc/rc.d中启动，可以由作业规划进程crond启动，还可以由用户终端（通常是shell）执行。
3. 输出守护进程消息
Unix系统提供syslogd来解决守护进程消息输出的问题，syslogd是一种守护进程，一直运行到系统退出。
Syslogd通过读取/etc/syslog.conf文件配置来决定如何处理收到的消息，通常有下面几种方式：
（1） 将消息添加到某一文件末尾
（2） 将消息输出到控制台
（3） 将消息发送给某一登陆用户
（4） 将消息发送给其他主机上的syslogd
Syslogd在启动的时候将产生3个描述符:
（1） unix域套接字并绑定到路径/var/run/log目录下
（2） UDP套接字并绑定到端口514上
（3） 打开/dev/klog，该设备接收来自系统内核的错误消息
4. syslog()函数
函数声明：
#include
void syslog(int priority, const char *message, arguments...);
priority参数的格式（severity level|facility code），unix系统来决定消息发往何处。
消息优先级：
LOG_ERR|LOG_USER
severity level：
Priority Level Description
LOG_EMERG An emergency situation
LOG_ALERT High-priority problem, such as database corruption
LOG_CRIT Critical error, such as hardware failure
LOG_ERR Errors
LOG_WARNING Warning
LOG_NOTICE Special conditions requiring attention
LOG_INFO Informational messages
LOG_DEBUG Debug messages
facility value（转自syslog.h头文件）：
/* facility codes */
#define LOG_KERN (0<<3) /* kernel messages */
#define LOG_USER (1<<3) /* random user-level messages */
#define LOG_MAIL (2<<3) /* mail system */
#define LOG_DAEMON (3<<3) /* system daemons */
#define LOG_AUTH (4<<3) /* security/authorization messages */
#define LOG_SYSLOG (5<<3) /* messages generated internally by syslogd */
#define LOG_LPR (6<<3) /* line printer subsystem */
#define LOG_NEWS (7<<3) /* network news subsystem */
#define LOG_UUCP (8<<3) /* UUCP subsystem */
#define LOG_CRON (9<<3) /* clock daemon */
#define LOG_AUTHPRIV (10<<3) /* security/authorization messages (private) */
#define LOG_FTP (11<<3) /* ftp daemon */
5. openlog()函数
进程通过openlog函数连接到syslogd创建的套接字上。
#include
void openlog(const char *ident, int logopt, int facility);
ident：指向消息的前缀，该前缀会自动添加到消息的前面。
facility：syslog()函数参数
logopt参数的选项：
logopt Parameter Description
LOG_PID Includes the process identifier, a unique number allocated to each process by the system, in the messages.
LOG_CONS Sends messages to the console if they can’t be logged.
LOG_ODELAY Opens the log facility at first call to .
LOG_NDELAY Opens the log facility immediately, rather than at first log.
6. closelog ()函数
进程可以通过closelog函数来关闭与syslogd的连接。
#include
void closelog(void);
7. 创建守护进程
创建精灵进程的步骤是：
1. 调用fork，然后使父进程exit.
2. 调用setsid以创建一个新对话期。
3. 将当前工作目录更改为根目录。
4. 将文件方式创建屏蔽字设置为0。
5. 关闭不需要的文件描述符。
6．某些守护进程打开/dev/null使其具有文件描述符0，1，2这样任何一个试图读标准输入写标准输出或标准出错的库历程都不会产生任何效果。
详细步骤：
1. 在后台运行。
为避免挂起控制终端将Daemon放入后台执行。方法是在进程中调用fork使父进程终止，让Daemon在子进程中后台执行。
if(pid=fork())
exit(0);//是父进程，结束父进程，子进程继续
2. 脱离控制终端，登录会话和进程组
有必要先介绍一下Linux中的进程与控制终端，登录会话和进程组之间的关系：进程属于一个进程组，进程组号（GID）就是进程组长的进程号（PID）。登录会话可以包含多个进程组。这些进程组共享一个控制终端。这个控制终端通常是创建进程的登录终端。
控制终端，登录会话和进程组通常是从父进程继承下来的。我们的目的就是要摆脱它们，使之不受它们的影响。方法是在第1点的基础上，调用setsid()使进程成为会话组长：
setsid();
说明：当进程是会话组长时setsid()调用失败。但第一点已经保证进程不是会话组长。setsid()调用成功后，进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的登录会话和进程组脱离。由于会话过程对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离。
3. 禁止进程重新打开控制终端
现在，进程已经成为无终端的会话组长。但它可以重新申请打开一个控制终端。可以通过使进程不再成为会话组长来禁止进程重新打开控制终端：
if(pid=fork())
exit(0);//结束第一子进程，第二子进程继续（第二子进程不再是会话组长）
4. 关闭打开的文件描述符
进程从创建它的父进程那里继承了打开的文件描述符。如不关闭，将会浪费系统资源，造成进程所在的文件系统无法卸下以及引起无法预料的错误。按如下方法关闭它们：
for(i=0;i 关闭打开的文件描述符close(i);>
5. 改变当前工作目录
进程活动时，其工作目录所在的文件系统不能卸下。一般需要将工作目录改变到根目录。对于需要转储核心，写运行日志的进程将工作目录改变到特定目录如/tmpchdir("/")
6. 重设文件创建掩模
进程从创建它的父进程那里继承了文件创建掩模。它可能修改守护进程所创建的文件的存取位。为防止这一点，将文件创建掩模清除：umask(0);
7. 处理SIGCHLD信号
处理SIGCHLD信号并不是必须的。但对于某些进程，特别是服务器进程往往在请求到来时生成子进程处理请求。如果父进程不等待子进程结束，子进程将成为僵尸进程（zombie）从而占用系统资源。如果父进程等待子进程结束，将增加父进程的负担，影响服务器进程的并发性能。在Linux下可以简单地将 SIGCHLD信号的操作设为SIG_IGN。
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
这样，内核在子进程结束时不会产生僵尸进程。这一点与BSD4不同，BSD4下必须显式等待子进程结束才能释放僵尸进程。
创建一个守护进程的例子。
|
#include #include #include #include #include #include #include #include #include
void err_quit(const char *str, const char *cmd) { printf("%s %s\n", cmd, str); exit(-1);
}
void daemonize(const char *cmd) { int i, fd0, fd1, fd2; pid_t pid; struct rlimit rl; struct sigaction sa;
umask(0);
if(getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0) { err_quit("can't get file limit", cmd); } if((pid = fork()) < 0) err_quit("can't fork", cmd); else if(pid != 0) exit(0); setsid(); sa.sa_handler = SIG_IGN; sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_flags = 0; if(sigaction(SIGHUP, &sa, NULL) < 0) err_quit("can't ignore SIGHUP", cmd); if((pid = fork()) < 0) err_quit("can't fork ", cmd); else if(pid != 0) exit(0);
if(chdir("/") < 0) err_quit("can not change diretory to /", cmd);
if(rl.rlim_max = RLIM_INFINITY) rl.rlim_max = 1024; for(i = 0; i< rl.rlim_max; i++) close(i);
//不懂？？ fd0 = open("/dev/null", O_RDWR); fd1 = dup(0); fd2 = dup(0);
openlog(cmd,LOG_CONS, LOG_DAEMON); if(fd0 != 0 || fd1 != 1 || fd2 != 2) { syslog(LOG_ERR, "unexcept file descriptors %d %d %d",fd0,fd1,fd2); exit(1); } }
int main() { daemonize("daemonize"); sleep(100);
return 0; }
|
我们运行后可以用ps命令检查该精灵进程的状态。
#ps –axj
PPID PID PGID SID TT TPGID UID COMMAND
1 735 735 735 ? -1 224 ./jingling
二．为了正常运作，某些守护进程实现为单实例的，也就是在任一时刻只运行该守护进程的一个副本。
8. 守护进程服务器实例
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 1234 /* Port that will be opened */
#define BACKLOG 2 /* Number of allowed connections */
#define MAXDATASIZE 1000
void process_cli(int connectfd, sockaddr_in client);
void sig_handler(int s);
void
err_quit(const char *str, const char *cmd)
{
printf("%s %s\n", cmd, str);
exit(-1);
}
void
daemonize(const char *cmd)
{
int i, fd0, fd1, fd2;
pid_t pid;
struct rlimit rl;
struct sigaction sa;
umask(0);
if(getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
{
err_quit("can't get file limit", cmd);
}
if((pid = fork()) < 0)
err_quit("can't fork", cmd);
else if(pid != 0)
exit(0);
setsid();
sa.sa_handler = SIG_IGN;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sa.sa_flags = 0;
if(sigaction(SIGHUP, &sa, NULL) < 0)
err_quit("can't ignore SIGHUP", cmd);
if((pid = fork()) < 0)
err_quit("can't fork ", cmd);
else if(pid != 0)
exit(0);
if(chdir("/") < 0)
err_quit("can not change diretory to /", cmd);
if(rl.rlim_max = RLIM_INFINITY)
rl.rlim_max = 1024;
for(i = 0; i< rl.rlim_max; i++)
close(i);
//这里建立一个文件来保存信息
if((fd0 = open("server", O_RDWR|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR)) == -1)
{
printf("creat error");
exit(1);
}
else write(fd0, "server \n",20);
dup2(fd0,1);
close(fd0);
/*
//不懂？？？
fd0 = open("/dev/null", O_RDWR);
fd1 = dup(0);
fd2 = dup(0);
openlog(cmd,LOG_CONS, LOG_DAEMON);
if(fd0 != 0 || fd1 != 1 || fd2 != 2)
{
syslog(LOG_ERR, "unexcept file descriptors %d %d %d",fd0,fd1,fd2);
exit(1);
}
*/
}
int main()
{
int listenfd, connectfd; /* socket descriptors */
pid_t pid;
struct sockaddr_in server; /* server's address information */
struct sockaddr_in client; /* client's address information */
socklen_t sin_size;
daemonize("daemonize");
sleep(20);
struct sigaction act, oact;
act.sa_handler = sig_handler;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
if (sigaction(SIGCHLD, &act, &oact) < 0) {
perror("Sigaction failed!");
exit(1);
}
/* Create TCP socket */
if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
/* handle exception */
perror("Creating socket failed.");
exit(1);
}
int opt = SO_REUSEADDR;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
bzero(&server,sizeof(server));
server.sin_family=AF_INET;
server.sin_port=htons(PORT);
server.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
/* handle exception */
perror("Bind error.");
exit(1);
}
if(listen(listenfd,BACKLOG) == -1){ /* calls listen() */
perror("listen() error\n");
exit(1);
}
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
while(1)
{
/* accept connection */
if ((connectfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&client,&sin_size))==-1) {
if (errno == EINTR) continue;
perror("accept() error\n");
exit(1);
}
/* create child process */
if ((pid=fork())>0) {
/* parent process */
close(connectfd);
continue;
}
else if (pid==0) {
/* child process */
close(listenfd);
process_cli(connectfd, client);
exit(0);
}
else {
printf("fork error\n");
exit(0);
}
}
close(listenfd); /* close listenfd */
}
void process_cli(int connectfd, sockaddr_in client)
{
int num;
char recvbuf[MAXDATASIZE], sendbuf[MAXDATASIZE], cli_name[MAXDATASIZE];
printf("You got a connection from %s. ",inet_ntoa(client.sin_addr) );
/* Get client's name from client */
num = recv(connectfd, cli_name, MAXDATASIZE,0);
if (num == 0) {
close(connectfd);
printf("Client disconnected.\n");
return;
}
cli_name[num - 1] = '\0';
printf("Client's name is %s.\n",cli_name);
while (num = recv(connectfd, recvbuf, MAXDATASIZE,0)) {
recvbuf[num] = '\0';
printf("Received client( %s ) message: %s",cli_name, recvbuf);
for (int i = 0; i < num - 1; i++) {
sendbuf[i] = recvbuf[num - i -2];
}
sendbuf[num - 1] = '\0';
send(connectfd,sendbuf,strlen(sendbuf),0);
}
close(connectfd); /* close connectfd */
}
//处理僵死进程
void sig_handler(int s)
{
pid_t pid;
int stat;
while ( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0)
printf("child %d terminated\n", pid);
return;
}
