Linux有很多系统服务,大多数服务都是通过守护进程实现的。守护进程的名字通常以d结尾,字母d就是Daemon的意思。
由于在Linux中,每一个系统与用户进行交流的界面称为终端,每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端,这个终端就称为这些进程的控制终端。
当控制终端被关闭时,相应的进程都会自动关闭。
但是守护进程却能够突破这种限制,它从被执行开始运转,直到整个系统关闭时才会退出。如果想让某个进程不因为用户、终端或者其他的变化而受到影响,
那么就必须把这个进程变成一个守护进程。可见,守护进程是非常重要的。
守护进程特性
后台运行:这是守护进程最重要的特性。
守护进程必须与其运行前的环境隔离开来:这些环境是从启动它的父进程(或shell)中继承下来的,包括:控制终端、会话和进程组、未关闭的文件描述符、工作目录以及文件创建掩码等。
守护进程的启动方式有其特殊之处:它可以在系统启动时从启动脚本/etc/rc.d中启动,可以由inetd守护进程启动,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。
(1). 创建子进程,父进程退出——脱离控制终端
守护进程是脱离控制终端的。完成第一步后就会在shell终端里造成一种程序已经运行完毕的假象。之后的所有工作都在子进程中完成,而用户在shell终端里则可以执行其他的命令,从而在形式上做到了与控制终端的脱离。
父进程创建了子进程之后退出,会造成子进程没有父进程,从而使子进程变成一个孤儿进程。
在Linux中,每当系统发现一个孤儿进程,就会自动由1号进程(也就是init进程)收养它,这样,原先的子进程就会变成init进程的子进程了。其关键代码如下所示:
pid = fork();
if (pid > 0)
{
exit(0); /*父进程退出*/
}
会话期:
会话期是一个或多个进程组的集合。通常,一个会话开始于用户登录,终止于用户退出,在此期间该用户运行的所有进程都属于这个会话期,它们之间的关系如下图所示:
(1)setsid()函数作用
由于在调用fork()函数时,子进程全盘复制了父进程的会话期、进程组和控制终端等,虽然父进程退出了,但原先的会话期、进程组和控制终端等并没有改变,因此,还不是真正意义上的独立,而setsid()函数能够使进程完全独立出来,从而脱离所有其他进程的控制,成为一个后台进程。
如果进程不是一个进程组的组长的话,调用setsid()有下面的3个作用。
创建一个新会话,让进程摆脱原会话的控制,成为新会话组的首进程。
创建一个新的进程组,让进程摆脱原进程组的控制,成为一个新进程组的首进程。
让进程摆脱原控制终端的控制,成为后台进程。
(2)setsid()函数格式
3.改变进程的当前目录为根目录
使用fork()创建的子进程继承了父进程的当前工作目录。由于在进程运行过程中,当前目录所在的文件系统(比如“/mnt/usb”等)是不能卸载的,
这对以后的使用会造成诸多的麻烦(比如系统由于某种原因要进入单用户模式)。
通常的做法是让“/”作为守护进程的当前工作目录,这样就可以避免上述的问题,当然,如有特殊需要,也可以把当前工作目录换成其他的路径,如/tmp。
改变工作目录的常见函数是chdir()。
4.重设文件权限掩码为000
文件权限掩码是用于控制生成文件的缺省属性的,其作用是屏蔽掉文件权限中的对应位。比如文件权限掩码是050,它就屏蔽了文件组用户的R与X权限。
由于使用fork()函数新建的子进程继承了父进程的文件权限掩码,这就给该子进程使用文件带来了诸多的麻烦。因此,把文件权限掩码设置为0,
可以大大增强该守护进程的灵活性。
设置文件权限掩码的函数是umask()。在创建守护进程时,通常的使用方法为umask(0)。
5.关闭文件描述符
用fork()函数新建的子进程会从父进程那里继承一些已经打开了的文件。这些被打开的文件可能永远不会被守护进程读或写,但它们一样消耗系统资源,
而且可能导致所在的文件系统无法被卸载。
究竟关闭哪些描述符则与具体的守护进程有关,必要的是关闭0、1、2三个文件描述符,即标准输入、标准输出、标准错误。
在经过第二步之后,守护进程已经与所属的控制终端失去了联系。因此从终端输入的字符不可能达到守护进程,守护进程中用常规方法(如printf())输出的字符也不可能在终端上显示出来。所以,文件描述符为0、1和2的3个文件已经失去了存在的价值,也应被关闭。通常按如下方式关闭文件描述符:
for(i = 0; i < MAXFILE; i++)
{
close(i);
}
举例:
下面是实现守护进程的一个完整实例,该实例首先按照以上的创建流程建立了一个守护进程,然后让该守护进程每隔10s向日志文件/tmp/daemon.log写入一句话。
/* 创建守护进程实例 */
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
pid_t pid;
int i,fd;
char* buf="This is a daemon\n";
pid=fork(); //创建子进程
if(pid<0)
{
printf("Error fork\n");
exit(1);
}
else if(pid>0)
{
exit(0); //退出父进程
}
setsid(); //在子进程中创建新会话
chdir("/"); //改变当前目录为工作目录
umask(0); //重设文件权限掩码
for(i=0;i< getdtablesize() ; i++) //关闭文件描述符
{
close(i);
}
while(1)
{
if((fd=open("/tmp/daemon.log",O_CREAT|O_WRONLY|O_APPEND,0600)) < 0)
{
printf("Open file error! \n");
exit(1);
}
write(fd, buf, strlen(buf)+1);
close(fd);
sleep(10);
}
exit(0);
return 0;
}
运行截图如下:
在终端中输入命令:ps -ef|grep daemon
显示结果如下:
小技巧
tail命令:从指定点开始将文件写到标准输出。使用tail命令的-f选项可以方便的查阅正在改变的日志文件,tail -f filename会把filename里最尾部的内容显示在屏幕上,并且不断刷新,使你看到最新的文件内容。