使用香橙派学习 Linux的守护进程

Q：什么是守护进程

A：Linux Daemon（守护进程）是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。它不需要用户输入就能运行而且提供某种服务，不是对整个系统就是对某个用户程序提供服务。Linux系统的大多数服务器就是通过守护进程实现的。常见的 守护进程包括系统日志进程syslogd、 web服务器httpd、邮件服务器sendmail和数据库服务器 mysqld，守护进程的名称通常以d结尾

守护进程的基本特点

• 生存周期长（非必须），一般操作系统启动的时候就启动，关闭的时候关闭
• 守护进程和终端无关联，也就是他们没有控制终端，所以当控制终端退出，也不会导致守护进程退出
• 守护进程是在后台运行，不会占着终端，终端可以执行其他命令
• 一个守护进程的父进程是init进程，因为它真正的父进程在fork出子进程后就先于子进程exit退出了，所以它是一个由init继承的孤儿进程

linux操作系统本身是有很多的守护进程在默默执行，维持着系统的日常活动。大概30-50个

输入“ps -elf”指令, 显示系统中所有进程的列表，包括其他用户的进程(-ef）, 并用长格式显示(-l)

ps -aux 也可以显示这些进程，只不过显示的内容不大一样，比如-aux还会显示进程的状态，CPU和内存显示情况

 

其中：

• ppid = 0：内核进程，跟随系统启动而启动，生命周期贯穿整个系统
• cmd列名带“ [ ] ”这种，叫内核守护进程
• 老祖init（就是CMD列第一个）：也是系统守护进程，它负责启动各运行层次特定的系统服务；所以很多进程的PPID是init，也负责收养孤儿进程
• cmd列中名字不带“ [ ] ”的这种，叫普通守护进程（用户集守护进程）

守护进程和后台进程的区别

• 守护进程和终端不挂钩；后台进程能往终端上输出东西(和终端挂钩)
• 守护进程关闭终端时不受影响，守护进程不会随着终端的退出而退出

Q：如何启动后台进程？

A: 可以选择在执行语句后加上“ &”（空格加&），意思是后台运行

守护进程的开发方式

使用damon函数结合两个C库的时间函数来实现一个“每隔10秒向/home/orangepi/daemon.log写入当前时间”的守护进程

damon()函数

#include 
int daemon(int nochdir, int noclose);

• nochdir：为0时表示将当前目录更改至“/”
• noclose：为0时表示将标准输入、标准输出、标准错误重定向至“/dev/null”
• 返回值： 成功则返回0，失败返回-1 

C库函数——asctime()

char *asctime(const struct tm *timeptr)

• 返回一个指向字符串的指针，它代表了结构 struct timeptr 的日期和时间 

C库函数——localtime()

struct tm *localtime(const time_t *timer) 

• 使用 timer 的值来填充 tm 结构。 timer 的值被分解为 tm 结构，并用本地时区表示 

struct tm {
    int tm_sec; //秒，范围从 0 到 59
    int tm_min; //分，范围从 0 到 59
    int tm_hour; //小时，范围从 0 到 23
    int tm_mday; //一月中的第几天，范围从 1 到 31
    int tm_mon; //月份，范围从 0 到 11
    int tm_year; //自 1900 起的年数
    int tm_wday; //一周中的第几天，范围从 0 到 6
    int tm_yday; //一年中的第几天，范围从 0 到 365
    int tm_isdst; //夏令时
};

time_daemon.c：

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


static bool flag = true;

void handler(int sig)
{
	printf("I got a signal %d\nI'm quitting.\n", sig);
	flag = false; //当检测到退出信号时，将flag置为false，使得main中的while退出循环
}

int main()
{
	time_t t;
	int fd;
	//创建守护进程
	if(-1 == daemon(0, 0))
	{
		printf("daemon error\n");
		exit(1);
	}
	//设置信号处理函数
	//由于守护进程的标准输入、标准输出、标准错误都被重定向到了“/dev/null”，所以影响这个进程的方式只能是信号
	struct sigaction act; //这里选择使用sigaction函数，定义sigaction结构体
	act.sa_handler = handler; //但是却给sa_handler赋值而不是sa_sigaction，所以还是相当于使用了signal函数
	sigemptyset(&act.sa_mask); //将信号集清空
	act.sa_flags = 0;
	if(sigaction(SIGQUIT, &act, NULL)) //和上面所说一样，由于没有定义sa_sigaction，所以实现的效果就和signal函数一样，即收到“SIGQUIT”信号的时候执行handler函数
	{
		printf("sigaction error.\n");
		exit(0);
	}
	//进程工作内容
	while(flag)
	{
		fd = open("/home/orangepi/daemon.log", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND,0644); //只写打开（O_WRONLY）；文件不存在就创建（O_CREAT）；每次写都加到文件的尾端（O_APPEND），主用户可读可写（6），其他用户只能读（4）
		if(fd == -1)
		{
			printf("open error\n");
		}
		t = time(0); //类似初始化
		char *buf = asctime(localtime(&t)); //localtime将t分解为tm结构，asctime将tm结构解析成时间的字符串
		write(fd, buf, strlen(buf));
		close(fd);
		sleep(10); //每隔10S写入一次
	}
	return 0;
}

实现效果：

编译并运行：

此时看起来什么都没有发生，但其实守护进程已经开始跑起来了，可以使用“ps -ef|grep a.out” 指令来验证：

可见，8412就是这个守护进程的PID号（8472是grep的，可以无视） 

同时"cd"到根目录下，并“ls”：

出现了这个“daemon.log”的文件

然后此时调用SIGQUIT来结束这个守护进程并验证：

成功退出！最后打开daemon.log：

 

可见，时间信息确实不断的追加打印到了这个文件！并且，只要不调用SIGQUIT，哪怕关掉终端也不会结束运行，只有系统关闭才会关闭。

且守护进程一般是开机自启的，实现这一点可以通过“sudo vi /etc/rc.local”，然后添加守护进程的绝对路径来实现：

• 注意，这里的路径应该是可执行文件的绝对路径，而不是C文件的绝对路径，所以需要再次编译一下C文件起一个名字
• 且如果想在这个文件下写多个路径，直接分多行写就可以
• 对于非守护进程，如果也想写入文件进行开机自启，可以选择在路径后加上“ &”（空格加&），意思是后台运行

保存退出后，执行“sudo reboot” 重新启动！

重新启动后，使用“ps -ef|grep time_daemon” 指令来查看是否开机自启：

可见，成功实现了开机自启！此时同样输入“sudo kill -3 2331” 来关闭这个守护进程，然后打开daemon.log：

可见，在之前的基础上，又追加写入了很多次的时间信息！