守护进程daemon

守护进程也称为精灵进程（Daemon）是生存期较长、运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。守护进程是一种很有用的进程,UNIX系统有很多守护进程，它们执行日常事务活动。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。

守护进程的编程本身并不复杂，复杂的是各种版本的Unix的实现机制不尽相同，造成不同Unix环境下守护进程的编程规则并不一致。这需要读者注意，照搬某些书上的规则（特别是BSD4.3和低版本的System V）到Linux会出现错误的。下面将全面介绍Linux下守护进程的编程要点并给出详细实例。

Linux内核使用两个守护进程bdflush和kupdated将高速缓存中德数据冲洗到磁盘上。当可用内存达到下限时，bdflush守护进程将脏缓冲区从缓冲池(buffer cache)中冲洗到磁盘上。每隔一定时间间隔，kupdated守护进程将脏页面冲洗到磁盘上，以便在系统失效时减少丢失的数据

 

一． 守护进程及其特性
守护进程最重要的特性是后台运行。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。
总之，除开这些特殊性以外，守护进程与普通进程基本上没有什么区别。因此，编写守护进程实际上是把一个普通进程按照上述的守护进程的特性改造成为守护进程。如果读者对进程有比较深入的认识就更容易理解和编程了。
二． 守护进程的编程要点
前面讲过，不同Unix环境下守护进程的编程规则并不一致。所幸的是守护进程的编程原则其实都一样，区别在于具体的实现细节不同。这个原则就是要满足守护进程的特性。同时，Linux是基于Syetem V的SVR4并遵循Posix标准，实现起来与BSD4相比更方便。编程要点如下；
（1）首先要调用umask将文件模式创建屏蔽字设置为0.由继承得来的文件模式创建屏蔽字可能会拒绝设置某些权限。（mode&~umask）;

 

（2）调用fork，然后使父进程退出（exit）。这样做实现了两点：第一，如果该守护进程是作为一条简单shell命令启动的，那么父进程终止使得shell认为这条命令已经执行完毕；第二，子进程继承了父进程的进程组ID，但具有一个新的进程ID，这就保证了子进程不是一个进程组的组长进程。这是setsid调用必要前提条件。

 

（3）调用setsid以创建一个新会话。执行三个操作，（a）成为新会话的首进程，（b）成为一个新进程的组长进程，（c）没有控制终端。

 

（4）将当前工作目录更改为根目录。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

 

（5）关闭不再需要的文件描述符。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。

（6）重定向0,1,2到/dev/null

 

（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。

daemon例：

 

#include
#include
#include
#include
#include
#include

 

#define FNAME "/tmp/daemon.out"

#define STDDEV "/dev/null"

 

 

static FILE *fp;

static void daemon_exit(int s)
{
 syslog(LOG_INFO, "Signal %d caught, exit now.", s);
 fclose(fp);
 closelog();
 exit(0);
}

 

static int daemonize(void)
{
 pid_t pid;
 int fd;

 fflush(NULL);
 

 pid = fork();

 if (pid<0) {
  syslog(LOG_WARNING, "fork(): %s", strerror(errno));
  return -1;
 }
 if (pid>0) {
  exit(0);
 }

 setsid();
 fd = open(STDDEV, O_RDWR);
 if (fd<0) {
  syslog(LOG_WARNING, "Redir failed.");
  close(0);
  close(1);
  close(2);
 } else {
  dup2(fd, 0);
  dup2(fd, 1);
  dup2(fd, 2);
  if (fd>2) {
   close(fd);
  }
 }
 

 chdir("/");
 umask(0);
 

return 0;

}

 

 

int
main()
{

 int i;
 struct sigaction sa;

 

 openlog("testdaemon", LOG_PID|LOG_PERROR, LOG_DAEMON);

 

 sa.sa_handler = daemon_exit;
 sigemptyset(&sa.sa_mask);
 sigaddset(&sa.sa_mask, SIGTERM);
 sigaddset(&sa.sa_mask, SIGINT);
 sigaddset(&sa.sa_mask, SIGQUIT);
 sa.sa_flags = 0;

 

 

 sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL);

 

 

 /* 变成daemon */
 if (daemonize()<0) {
  syslog(LOG_ERR, "Failed to be a daemon.");
  exit(1);
 }

 

 

 /* daemon 执行*/
 fp = fopen(FNAME, "w");
 if (fp==NULL) {
  syslog(LOG_ERR, "fopen(): %s", strerror(errno));
  exit(1);
 }

 

 for (i=0;;++i) {
  fprintf(fp, "%d\n", i);
  fflush(fp);
  sleep(1);
 }

 

return 0;

}