Linux下的守护进程

在Linux下，守护进程一般是随着系统启动而启动，直到系统关闭才关闭，没有控制终端，在后台运行。经常用作服务器进程。

编写一个守护进程一般有如下几步：

1. 调用umask将文件模式创建屏蔽字设置为0.由继承得到的文件模式屏蔽字可能会拒绝设置某些权限。
2. 调用fork，然后父进程退出（exit）。
3. 调用setsid以创建一个新会话。
4. 将当前工作目录更改为更目录。
5. 关闭不需要的文件描述符。
6. 某些守护进程打开/dev/null使其具有文件描述符0,1,2,这样，任何一个试图读标准输入，写标准输出或标准出错的库例程都不会产生任何效果。
   大致代码如下：
   
   void daemonize(const char cmd)
   {
   int i, fd0, fd1, fd2///fd0,fd1,fd2分表表示打开的文件描述符，正确的话分别是0,1,2
   pid_t pid//子进程idstruct rlimit rl;//getrlimit所需要的结构，查看文件描述符的最大值
   struct sigaction sa//siaaction结构
   / clear file creation mask. /
   umask(0);//设置umask值
   /
   Get maximum number of file descriptors.
   /
   if(getrlimit(RLIMIT_NOFILE, rl) < 0)//得到文件描述符的最大值
   err_quit(“%s: can’t get file limit”, cmd);/
   Become a session leader to loss controlling TTY.
   */
   if((pid = fork()) < 0)//创建一个子进程
   err_quit(“%s: can’t fork”, cmd);
   else if(pid != 0) //parent
   exit(0);//父进程退出
   setsid();//创建一个新会话，上面调用fork，父进程退出，所以保证流setsid的正确执行

printf(“setsid success\n“);
/
Ensure future opens won’t allocate controlling TTYs.
*/
sa.sa_handler = SIG_IGN
sigemptyset(sa.sa_mask);
sa.sa_flags = 0
if(sigaction(SIGHUP, sa, NULL) < 0)//忽略控制终端的信号
err_quit(“%s: can’t ignore SIGHUP”, cmd);
if((pid = fork()) < 0)
err_quit(“%s: can’t fork”, cmd);
else if(pid != 0) //parent
exit(0);

printf(“second child\n“);
/
change the current working directory to the root so
we won’t prevent file systems from being unmounted.
/
if(chdir(“/tmp”) < 0)//设置工作目录
err_quit(“%s: can’t change directory to /“, cmd);
else
printf(“chdir successed\n“);
/
Close all open file descriptors.
/
if(rl.rlim_max == RLIM_INFINITY)
rl.rlim_max = 1024
for(i=0 i<rl.rlim_max; ++i)
close(i);//关闭所有的文件描述符
//从这里开始，所有的文件描述符都已经关闭流，因此printf的所有输出都不会有任何效果
printf(“rlimit_max:%d\n“,rl.rlim_max);
/
Attach file descriptors 0, 1 and 2 to /dev/null
/
fd0 = open(“/dev/null”, O_RDWR);//这个会返回0
fd1 = dup(0);//返回1
fd2 = dup(0);//返回2

/
Initialize to log file.
*/
#if 1
printf(“before openlog\n“);//这些已经没有效果了
openlog(cmd, LOG_CONS, LOG_DAEMON);//openlog是记录出错信息用的
printf(“after openlog\n“);
if(fd0 != 0 || fd1 != 1 || fd2 != 2)//如果出错
{
syslog(LOG_ERR, “unexpected file descriptors %d %d %d”, fd0, fd1, fd2);
printf(“fd error\n“);
exit(1);
}
#endif
}

这样我们就得到了一个守护进程了，可以在main函数里面调用，然后用ps查看结果。至于为什么需要利用两次fork。原因是第一次fork得到的子进程（first child）是它所在的session的组长，但是每个session的组长是可以控制一个终端的，只调用一次fork的话，那么就可能达不到我们的要求（守护进程不能有控制终端），第二次fork（first child会直接退出）得到的进程（second child）不是所在session的组长，不能控制终端，这样就确保了守护进程没有控制终端。

由于守护进程木有控制终端，所以出错记录需要另外记录，且要方便记录查看。这里就可以使用syslog来产生错误消息。上面代码中的openlog和syslog就是用来干这个事的，openlog是配置log文件的一些信息，syslog用来输出出错记录。

有时我们需要只运行守护进程的一个副本[如果有多个实例运行的话，可能导致任务运行多次，而产生错误]，这样的话我们就需要用到单例守护进程。我们可以使用文件和记录锁机制来实现这个效果。即第一次运行的时候，给文件上锁，以后需要运行的时候，先查看文件是否上锁，如果上锁就退出，否则继续运行。代码如下

fd = open(LOCKFILE, O_RDWR | O_CREAT, LOCKMODE);
if(fd < 0)
{
syslog(LOG_ERR, “can’t open %s: %s\n“, LOCKFILE, strerror(errno));
exit(1);
}

if(lockfile(fd) < 0)
{
if(errno == EACCES || errno == EAGAIN)
{
close(fd);
return (1);
}
syslog(LOG_ERR, “can’t lock %s: %s\n“, LOCKFILE, strerror(errno));
exit(1);
}

ftruncate(fd, 0);
sprintf(buf, “%ld”, (long)getpid());
write(fd, buf, strlen(buf) + 1);
return 0
}

这样的话，任何时候都只可能有一个进程副本在运行。

如果在守护进程中需要打开文件，而且调用openlog前先调用了chroot，那么怎么确保能够正确的打开文件呢？这个只需要用文件描述符就行了，文件描述符在chroot之后是不会更改的。

这篇文章大部分内容来自APUE第13章，更详细的内容请移步APUE。