首先说简单的结论：
没有父进程的进程就是孤儿进程，孤儿进程会被init领养，成为一个准守护进程。
如果进程他爹活着，但是不给子进程收尸（wait、waitpid），子进程就会变成僵尸。
守护进程（Daemon）是在一类脱离终端在后台执行的程序, 通常以 d 结尾, 随系统启动, 其父进程 (ppid) 通常是 init 进程
以下是Wikipedia中关于Daemon的定义：
In multitasking computer operating systems, a daemon (/ˈdiːmən/ or /ˈdeɪmən/) is a computer program that runs as a background process, rather than being under the direct control of an interactive user. Traditionally daemon names end with the letter d: for example, syslogd is the daemon that implements the system logging facility and sshd is a daemon that services incoming SSH connections.
一般要让当前程序以守护进程形式运行, 在命令后加 & 并重定向输出即可：
$ nohup some_program > /dev/null 2>&1 &
这是直接运行程序的方式, 如果是用具体语言代码的形式来实现呢, 总的来说守护进程应该有以下几个特征：
- 后台运行
- 也就是不占用console的前面，也就是bash里运行程序后面加个&
- 成为process group leader
- Process Group Leader就是父进程是init的那个进程。
- 成为session leader
- 一个ssh登录会启动一个bash，bash会fork出很多子进程，这些进程轮流接手tty输出。这都是属于一个session。 session leader就是这一堆进程的父进程。
- fork一次或者两次
- fork 两次是出于被当成库调用的考虑。
- chdir到/
- 防止占用别的路径的working dir的fd，导致一些block不能unmount
- umask
- 需要重置umask，防止后续子进程继承非默认umask造成奇怪的行为。
- 处理标准输入输出，错误输出（0，1，2）
- 重定向stdout、stderr、stdin，防止tty中断后的broken pipe信号。
- 日志
- 输出重定向后，需要有办法反映内部情况。
- 信号处理
- 最后最好对将一些终端相关的信号处理忽略一下，防止受到相关信号导致的进程退出。例如：SIGHUP、SIGTTIN、SIGTTOU。这是很多没有经验的菜鸟容易忽略的点。一般nohup命令会帮我们处理。
用下面的代码就可以实现一个非常规范的守护进程（代码注释很详细但有点长）：
#!/usr/bin/env python
import sys, os, time, atexit
from signal import SIGTERM
class Daemon:
"""
A generic daemon class.
Usage: subclass the Daemon class and override the run() method
"""
def __init__(self, pidfile='nbMon.pid', stdin='/dev/null', stdout='nbMon.log', stderr='nbMon.log'):
self.stdin = stdin
self.stdout = stdout
self.stderr = stderr
self.pidfile = pidfile
def daemonize(self):
"""
do the UNIX double-fork magic, see Stevens' "Advanced
Programming in the UNIX Environment" for details (ISBN 0201563177)
http://www.erlenstar.demon.co.uk/unix/faq_2.html#SEC16
"""
try:
pid = os.fork()
if pid > 0:
# exit first parent
sys.exit(0)
except OSError, e:
sys.stderr.write("fork #1 failed: %d (%s)\n" % (e.errno, e.strerror))
sys.exit(1)
# decouple from parent environment
#os.chdir("/")
os.setsid()
os.umask(0)
# do second fork
try:
pid = os.fork()
if pid > 0:
# exit from second parent
sys.exit(0)
except OSError, e:
sys.stderr.write("fork #2 failed: %d (%s)\n" % (e.errno, e.strerror))
sys.exit(1)
# redirect standard file descriptors
sys.stdout.flush()
sys.stderr.flush()
si = file(self.stdin, 'r')
so = file(self.stdout, 'a+')
se = file(self.stderr, 'a+', 0)
os.dup2(si.fileno(), sys.stdin.fileno())
os.dup2(so.fileno(), sys.stdout.fileno())
os.dup2(se.fileno(), sys.stderr.fileno())
# write pidfile
atexit.register(self.delpid)
pid = str(os.getpid())
file(self.pidfile,'w+').write("%s\n" % pid)
def delpid(self):
os.remove(self.pidfile)
def start(self):
"""
Start the daemon
"""
# Check for a pidfile to see if the daemon already runs
try:
pf = file(self.pidfile,'r')
pid = int(pf.read().strip())
pf.close()
except IOError:
pid = None
if pid:
message = "pidfile %s already exist. Daemon already running?\n"
sys.stderr.write(message % self.pidfile)
sys.exit(1)
# Start the daemon
self.daemonize()
self.run()
def stop(self):
"""
Stop the daemon
"""
# Get the pid from the pidfile
try:
pf = file(self.pidfile,'r')
pid = int(pf.read().strip())
pf.close()
except IOError:
pid = None
if not pid:
message = "pidfile %s does not exist. Daemon not running?\n"
sys.stderr.write(message % self.pidfile)
return # not an error in a restart
# Try killing the daemon process
try:
while 1:
os.kill(pid, SIGTERM)
time.sleep(0.1)
except OSError, err:
err = str(err)
if err.find("No such process") > 0:
if os.path.exists(self.pidfile):
os.remove(self.pidfile)
else:
print str(err)
sys.exit(1)
def restart(self):
"""
Restart the daemon
"""
self.stop()
self.start()
def run(self):
"""
You should override this method when you subclass Daemon. It will be called after the process has been
daemonized by start() or restart().
"""
可以看一个示例：
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
from daemon import Daemon
import socket
import time
html = """HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: image/jpeg\r\nConnection: close\r\nContent-Length: """
html404 = """HTTP/1.1 404 Not Found\r\nContent-Type: text/html\r\nContent-Length: 13\r\n\r\n404
"""
class agentD(Daemon):
def run(self):
listen_fd = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, 0)
listen_fd.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
listen_fd.bind(("0.0.0.0", 9000))
listen_fd.listen(10)
while True:
conn, addr = listen_fd.accept()
print "coming", conn, addr
read_data = conn.recv(10000)
#print read_data
try:
pic_name = read_data.split(" ")[1][1:]
print pic_name
with file(pic_name) as f:
pic_content = f.read()
length = len(pic_content)
html_resp = html
html_resp += "%d\r\n\r\n" % (length)
print html_resp
html_resp += pic_content
except:
print "404 occur"
html_resp = html404
while len(html_resp) > 0:
sent_cnt = conn.send(html_resp)
print "sent:", sent_cnt
html_resp = html_resp[sent_cnt:]
conn.close()
if __name__ == "__main__":
agentd = agentD(pidfile="agentd.pid", stdout="agentd.log", stderr="agentd.log")
agentd.run()
实现了一个非常蹩脚的HTTP Server :-P
上面守护进程的生成步骤中涉及到了孤儿进程：任何孤儿进程产生时都会立即为系统进程init自动接收为子进程，这一过程也被称为“收养”。但由于创建该进程的进程已不存在，所以仍应称之为“孤儿进程（Orphan Process）”。
与之相关的一个概念就是 僵尸进程（Zombie Process）了。当子进程退出时, 父进程需要wait/waitpid系统调用来读取子进程的exit status, 然后子进程被系统回收。如果父进程没有wait的话, 子进程将变成一个"僵尸进程", 内核会释放这个子进程所有的资源，包括打开的文件占用的内存等。但在进程表中仍然有一个PCB, 记录进程号和退出状态等信息, 并导致进程号一直被占用, 而系统能使用的进程号数量是有限的(可以用ulimit查看相关限制), 如果产生大量僵尸进程的话, 将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。
因此很多自带重启功能的服务实现就是用wait/waitpid实现的。waitpid()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。比如tornado中fork多进程就是这样, 监控子进程的运行状态, 当其意外退出时自动重启子进程。