Linux守护进程解析

首先说一下后台进程与守护进程的区别

最大的区别有以下几点：

(a)守护进程已经完全脱离终端控制台了，而后台程序并未完全脱离终端(在终端未关闭前还是会往终端输出结果);
(b)守护进程在关闭终端控制台时不会受影响，而后台程序会随用户退出而停止，需要在以nohup command & 格式运行才能避免影响;
(c)守护进程的会话组和当前目录，文件描述符都是独立的。后台运行只是终端进行了一次fork，让程序在后台执行，这些都没改变; 

守护进程的特点

守护进程(Daemon)是在后台运行的一种特殊进程，它脱离于终端，从而这可避免进程被任何终端所产生的信号打断，它在执行进程中的产生信息也不在任何终端上显示。守护进程周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件，Linux的大多数服务器就是用守护进程实现的。

守护进程编程要点

1.屏蔽一些有关控制终端操作的信号，是为了防止在守护进程没有正常启动起来前，控制终端受到干扰退出或挂起。代码如下：

/* 处理可能的终端信号 */
signal(SIGTTOU, SIG_IGN);
signal(SIGTTIN, SIG_IGN);
signal(SIGTSTP, SIG_IGN);
signal(SIGHUP , SIG_IGN);

2.在后台运行。

/* 是父进程，结束父进程，子进程继续 */
if(fork())
    exit(0);

3.脱离控制终端和进程组：

(1)一个进程属于一个进程组，进程组号(PGID)就是进程组长的进程号(PID)

(2)同进程组中的进程共享一个控制终端，这个控制终端默认是创建进程的终端

(3)一个进程关联的控制终端和进程组通常是从父进程继承下来的，因此，这个子进程仍然受到父亲进程终端的影响，因为终端产生的信号会发送给前台进程组的所有进程。

基于以上原因，需要让为个子进程彻底摆脱该终端的影响，需要调用setsid()使子进程成为新的会话组长，代码如下：

setsid();

setsid()调用成功后，调用此函数的进程成为新的会话组长和新的进程组长，并与原来的进程组脱离关系。由于会话过程对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离。

4.禁止进程重新打开控制终端，采用的办法是再次创建一个子进程，并让父亲进程退出，该子进程不再是会话组长，从而达到目的。代码如下：

/* 结束第一子进程，第二子进程继续 */
if(fork())
    exit(0);

5.关闭打开的文件描述符。因为进程从创建它的父进程那里继承了打开的文件描述符，一般情况下不再需要。如不关闭，将会浪费系统资源。代码如下：

#define NOFILE  256

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

6.改变当前工作目录。进程活动时，其工作目录所在的文件系统不能卸载。因此需要将守护进程的工作目录改变到合适的目录。代码如下：

chdir("/tmp");

7.重设文件创建掩码。进程从创建它的父进程那里继承了文件创建掩码。它可能修改守护进程所创建的文件的存取权限。代码如下：

umask(0);

8.处理SIGCHLD信号(子进程退出信号)。如果不等待子进程结束，子进程将成为僵尸进程从而占用系统内核资源。

/* 将子进程退出信号设为SIG_IGN，让系统帮助回收进程资源 */
signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

整体代码如下：

#define NOFILE      256

void DaemonMode()
{
    int num = 0;
    int fd0, fd1, fd2;

    /* 屏蔽可能的信号 */
    signal(SIGTTOU, SIG_IGN);
    signal(SIGTTIN, SIG_IGN);
    signal(SIGTSTP, SIG_IGN);
    signal(SIGHUP , SIG_IGN);

    if(fork())
        exit(0);

    setsid();

    if(fork())
        exit(0);

    chdir("/tmp/httpd");

    umask(0);

    for(; num<NOFILE; num++)
        close(num);
    
    /* 将输入、输出重定向。因为之前描述符都关闭了，所以新打开值为0、1、2 */
    fd0 = open("/dev/null", O_RDWR);
    fd1 = dup(0);
    fd2 = dup(0);

    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
}

补充 setsid() 函数功能：

如果调用进程已经是一个进程组的组长，则此函数返回错误。为了杜绝这种情况，通常先调用fork()创建子进程，
然后使其父进程终止，而子进程继续，在子进程中调用此函数。

如果调用此函数的进程不是一个进程组组长，则此函数会创建一个新会话，调用setsid()函数的进程成为新的会话的领头进程，
并与其父进程的会话组和进程组脱离。由于会话对控制终端的独占性，进程同时与控制终端脱离。

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