守护进程

介绍：

守护进程(daemon)是一类在后台运行的特殊进程，用于执行特定的系统任务。很多守护进程在系统引导的时候启动，并且一直运行直到系统关闭。另一些只在需要的时候才启动，完成任务后就自动结束。

守护进程是一个在后台运行并且不受任何终端控制的进程。Unix操作系统有很多典型的守护进程(其数目根据需要或20—50不等)，它们在后台运行，执行不同的管理任务。

用户使守护进程独立于所有终端是因为，在守护进程从一个终端启动的情况下，这同一个终端可能被其他的用户使用。例如，用户从一个终端启动守护进程后退出，然后另外一个人也登录到这个终端。用户不希望后者在使用该终端的过程中，接收到守护进程的任何错误信息。同样，由终端键入的任何信号(例如中断信号)也不应该影响先前在该终端启动的任何守护进程的运行。虽然让服务器后台运行很容易(只要shell命令行以&结尾即可)，但用户还应该做些工作，让程序本身能够自动进入后台，且不依赖于任何终端。

守护进程没有控制终端，因此当某些情况发生时，不管是一般的报告性信息，还是需由管理员处理的紧急信息，都需要以某种方式输出。Syslog 函数就是输出这些信息的标准方法，它把信息发送给 syslogd 守护进程。

基本概念：

进程

    每个进程都有一个父进程

    当子进程终止时，父进程会得到通知并能取得子进程的退出状态。

进程组

    每个进程也属于一个进程组

    每个进程主都有一个进程组号，该号等于该进程组组长的PID号

    一个进程只能为它自己或子进程设置进程组ID号

会话期

    对话期(session)是一个或多个进程组的集合。

    setsid()函数可以建立一个对话期：

    如果，调用setsid的进程不是一个进程组的组长，此函数创建一个新的会话期。

    (1)此进程变成该对话期的首进程

    (2)此进程变成一个新进程组的组长进程。

    (3)此进程没有控制终端，如果在调用setsid前，该进程有控制终端，那么与该终端的联系被解除。

    如果该进程是一个进程组的组长，此函数返回错误。

    (4)为了保证这一点，我们先调用fork()然后exit()，此时只有子进程在运行，

子进程继承了父进程的进程组ID，但是进程PID却是新分配的，所以不可能是新会话的进程组的PID。

特点：

1.守护进程最重要的特性是后台运行。

2.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码等。这些环境通常是守护进程从执行它的父进程(特别是shell)继承下来的。

3.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，也可以由作业控制进程crond启动，还可以由用户终端(通常是shell)执行。

除此以外，守护进程与普通进程基本上没有什么区别。因此，编写守护进样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。

创建步骤：

(1)创建子进程，终止父进程

由于守护进程是脱离控制终端的，因此首先创建子进程，终止父进程，使得程序在shell终端里造成一个已经运行完毕的假象。之后所有的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，从而使得程序以僵尸进程形式运行，在形式上做到了与控制终端的脱离。

(2)在子进程中创建新会话

这个步骤是创建守护进程中最重要的一步，在这里使用的是系统函数setsid。

setsid函数用于创建一个新的会话，并担任该会话组的组长。调用setsid有三个作用：

1） 让进程摆脱原会话的控制

2） 让进程摆脱原进程组的控制

3） 让进程摆脱原控制终端的控制。

在调用fork函数时，子进程全盘拷贝父进程的会话期(session，是一个或多个进程组的集合)、进程组、控制终端等，虽然父进程退出了，但原先的会话期、进程组、控制终端等并没有改变，因此，那还不是真正意义上使两者独立开来。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。

(3)改变工作目录

使用fork创建的子进程也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不能卸载，因此，把当前工作目录换成其他的路径，如“/”或“/tmp”等。改变工作目录的常见函数是chdir。

(4)重设文件创建掩码

文件创建掩码是指屏蔽掉文件创建时的对应位。由于使用fork函数新建的子进程继承了父进程的文件创建掩码，这就给该子进程使用文件带来了诸多的麻烦。因此，把文件创建掩码设置为0，可以大大增强该守护进程的灵活性。设置文件创建掩码的函数是umask，通常的使用方法为umask(0)。

(5)关闭文件描述符

用fork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，可能导致所在的文件系统无法卸载。

运行方式：

①    独立运行的守护进程

独立运行的守护进程由 init 脚本负责管理，所有独立运行的守护进程的脚本在/etc/rc．d/init．d/目录下。系统服务都是独立运行的守护进程包括 syslogd 和 cron 等。服务器监听在一个特点的端口上等待客户端的连接。如果客户端产生一个连接请求，守护进程就创建一个子服务器响应这个连接，而主服务器继续监听。以保持多个子服务器池等待下一个客户端请求。

②由 xinetd 管理的守护进程

从守护进程的概念可以看出，系统所运行的每一种服务，都必须运行一个监听某个端口连接所发生的守护进程，这通常意味着资源浪费。为了解决这个问题，Linux引进了“网络守护进程服务程序”的概念。CentOS 6．4使用的网络守护进程是xinted(eXtendedInterNET services daemon)。

xinetd能够同时监听多个指定的端口，在接受用户请求时，它能够根据用户请求的端口不同，启动不同的网络服务进程来处理这些用户请求。可以把xinetd看作一个管理启动服务的管理服务器，它决定把一个客户请求交给那个程序处理，然后启动相应的守护程序

实例：

守护进程实例包括两部分：主程序test.c和初始化程序init.c。

主程序每隔一分钟向切换的目录中的日志test.log报告运行状态。

初始化程序中的init_daemon函数负责生成守护进程。读者可以利用init_daemon函数生成自己的守护进程。

/*
daemon.c
*/
#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/param.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<time.h>

void init_daemaon()
{
    int pid = 0;
    int i;
    pid = fork();

    if (pid < 0)
    {
        exit(1);
    }
    else if (pid > 0)
    {
        exit(0);
    }

    setsid();
    pid = fork();
    if (pid > 0)
    {
        exit(0);
    }
    else if (pid < 0)
    {
        exit(1);
    }

    for (i = 0; i < NOFILE; i++)
    {
        close(i);
    }

    chdir("/home/ubuntu");
    umask(0);

    return ;
    
}

int main()
{
    FILE *fp;
    time_t t;
    init_daemaon();

    while(1)
    {
        sleep(60);
        fp = fopen("./testfork2.log", "a");
        if (fp >= 0)
        {
            time(&t);
            fprintf(fp, "Current time is : %s \n", asctime(localtime(&t)));
            fclose(fp);
        }
    }

    return 0;
}

编译

gcc –o daemon.c –o daemon.c

运行：

./daemon

查看对于的进程：

ps –e | grep daemon

杀死进程

/kill -9 进程号

linux提供了daemon的函数来实现以上功能：

函数声明：

#include<unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);

参数说明：

当nochdir为零时，当前目录为根目录，否则不变。

当noclose为零时，标准输入、标准输出和错误输出重导向为/dev/null,也就是不输出任何信息，否则照常输出。

返回值：

dameon调用了fork()

若fork()成功，则父进程就调用exit(2)退出，所以看到的错误信息全部是子进程产生的。

如果成功，函数返回0，否则返回-1，并设置errno