Linux守护进程设计规范及python实现
http://blog.csdn.net/mr_jj_lian/article/details/7252222
守護(hù)進(jìn)程
守護(hù)進(jìn)程是生存期長的一種進(jìn)程。它們獨立于控制終端并且周期性的執(zhí)行某種任務(wù)或等待處理某些發(fā)生的事件。他們常常在系統(tǒng)引導(dǎo)裝入時啟動，在系統(tǒng)關(guān)閉時終止。unix系統(tǒng)有很多守護(hù)進(jìn)程，大多數(shù)服務(wù)器都是用守護(hù)進(jìn)程實現(xiàn)的。比如，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)inetd、Web服務(wù)http等。同時，守護(hù)進(jìn)程完成許多系統(tǒng)任務(wù)。比如，作業(yè)規(guī)劃進(jìn)程crond、打印進(jìn)程lqd等。
這里主要說明守護(hù)進(jìn)程的進(jìn)程結(jié)構(gòu)，以及如何編寫守護(hù)進(jìn)程程序。因為守護(hù)進(jìn)程沒有控制終端，所以我們還要介紹在守護(hù)進(jìn)程運行時錯誤輸出的方法。
守護(hù)進(jìn)程及其特性
守護(hù)進(jìn)程最重要的特性是后臺運行。在這一點上，DOS下的常駐內(nèi)存程序TSR與之相似。
其次，守護(hù)進(jìn)程必須與其運行前的環(huán)境隔離開來。這些環(huán)境包括未關(guān)閉的文件描述符、控制終端、會話和進(jìn)程組、工作目錄以及文件創(chuàng)建掩碼等。這些環(huán)境通常是守護(hù)進(jìn)程從執(zhí)行它的父進(jìn)程（特別是shell）中繼承下來的。
最后，守護(hù)進(jìn)程的啟動方式有其特殊之處。它可以在系統(tǒng)啟動時從啟動腳本/etc/rc.d中啟動，可以由inetd守護(hù)進(jìn)程啟動，可以有作業(yè)規(guī)劃進(jìn)程crond啟動，還可以由用戶終端（通常是shell）執(zhí)行。
總之，除開這些特殊性以外，守護(hù)進(jìn)程與普通進(jìn)程基本上沒有什么區(qū)別。因此，編寫守護(hù)進(jìn)程實際上是把一個普通進(jìn)程按照上述的守護(hù)進(jìn)程的特性改造成為守護(hù)進(jìn)程。如果大家對進(jìn)程的認(rèn)識比較深入，就對守護(hù)進(jìn)程容易理解和編程了。
首先我們來察看一些常用的系統(tǒng)守護(hù)進(jìn)程，看一下他們和幾個概念：進(jìn)程組、控制終端和對話期有什么聯(lián)系。p s命令打印系統(tǒng)中各個進(jìn)程的狀態(tài)。該命令有多個選擇項，有關(guān)細(xì)節(jié)請參考系統(tǒng)手冊。為了察看所需的信息，執(zhí)行：
ps –axj
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
0 1 0 0 ? -1 S 0 0:04 init
1 2 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [keventd]
1 3 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [kapm-idled]
0 4 1 1 ? -1 SWN 0 0:00 [ksoftirqd_CPU0]
0 5 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [kswapd]
0 6 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [kreclaimd]
0 7 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [bdflush]
0 8 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [kupdated]
1 9 1 1 ? -1 SW< 0 0:00 [mdrecoveryd]
1 17 1 1 ? -1 SW 0 0:02 [kjournald]
1 92 1 1 ? -1 SW 0 0:00 [khubd]
1 573 573 573 ? -1 S 0 0:03 syslogd -r -x
1 578 578 578 ? -1 S 0 0:00 klogd -2
1 598 598 598 ? -1 S 32 0:00 portmap
進(jìn)程號為1、2的這些進(jìn)程非常特殊，存在于系統(tǒng)的整個生命期中。它們沒有父進(jìn)程ID ，沒有組進(jìn)程ID ，也沒有對話期ID 。syslogd 守護(hù)進(jìn)程可用于任何為操作人員記錄系統(tǒng)消息的程序中。可以在一臺實際的控制臺上打印這些消息，也可將它們寫到一個文件中。sendmail 是標(biāo)準(zhǔn)郵遞守護(hù)進(jìn)程。update 程序定期將內(nèi)核緩存中的內(nèi)容寫到硬盤上（通常是每隔30 秒）。為了做到這一點，該程序每隔30 秒調(diào)用sync（2 ）函數(shù)一次。cron 守護(hù)進(jìn)程在指定的日期和時間執(zhí)行指定的命令。許多系統(tǒng)管理任務(wù)是由cron 定期地使相關(guān)程序執(zhí)行而得以實現(xiàn)的。inetd進(jìn)程監(jiān)聽系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)界面，以輸入對各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的請求。最后一個守護(hù)進(jìn)程，lpd 處理對系統(tǒng)提出的各個打印請求。
注意，所有守護(hù)進(jìn)程都以超級用戶（用戶ID為0）的優(yōu)先權(quán)運行。沒有一個守護(hù)進(jìn)程具有控制終端，終端名稱設(shè)置為問號（？）、終端前臺進(jìn)程組ID設(shè)置為－1。缺少控制終端是守護(hù)進(jìn)程調(diào)用了setsid的結(jié)果。除update以外的所有守護(hù)進(jìn)程都是進(jìn)程組的首進(jìn)程，對話期的首進(jìn)程，而且是這些進(jìn)程組和對話期中的唯一進(jìn)程。最后，應(yīng)當(dāng)引起注意的是所有這些守護(hù)進(jìn)程的父進(jìn)程都是init進(jìn)程。
在接觸實際編程前，我們來看看編寫守護(hù)進(jìn)程要碰到的概念：進(jìn)程組合會話期。
進(jìn)程組
每個進(jìn)程除了有一進(jìn)程ID之外，還屬于一個進(jìn)程組（在討論信號時就會涉及進(jìn)程組）進(jìn)程組是一個或多個進(jìn)程的集合。每個進(jìn)程有一個唯一的進(jìn)程組ID。進(jìn)程組ID類似于進(jìn)程ID——它是一個正整數(shù)，并可存放在pid_t數(shù)據(jù)類型中。
每個進(jìn)程組有一個組長進(jìn)程。組長進(jìn)程的標(biāo)識是，其進(jìn)程組ID等于其進(jìn)程ID，進(jìn)程組組長可以創(chuàng)建一個進(jìn)程組，創(chuàng)建該組中的進(jìn)程，然后終止，只要在某個進(jìn)程組中有一個進(jìn)程存在，則該進(jìn)程就存在，這與其組長進(jìn)程是否終止無關(guān)。從進(jìn)程組創(chuàng)建開始到其中最后一個進(jìn)程離開為止的時間區(qū)間稱為進(jìn)程組的生命期。某個進(jìn)程組中的最后一個進(jìn)程可以終止，也可以參加另一進(jìn)程組。
前面已經(jīng)提到進(jìn)程調(diào)用setgid可以參加一個現(xiàn)存的組或者創(chuàng)建一個新進(jìn)程組（setsid也可以創(chuàng)建一個新的進(jìn)程組，后面將用到）
會話期
會話期(session)是一個或多個進(jìn)程組的集合。其中，在一個會話期中有3個進(jìn)程組，通常是有shell的管道線將幾個進(jìn)程編成一組的。
下面說明有關(guān)會話期和進(jìn)程組的一些特性：
一個會話期可以有一個單獨的控制終端（controlling terminal），這一般是我們在其上登錄的終端設(shè)備（終端登錄）或偽終端設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)登錄），但這個控制終端并不是必需的。
建立與控制終端連接的會話期首進(jìn)程，被稱之為控制進(jìn)程（contronlling process）。以及一個會話期中的幾個進(jìn)程組可被分為一個前臺進(jìn)程組（foreground process group）以及一個或幾個后臺進(jìn)程組（background process group）
如果一個會話期有一個控制終端，則它有一個前臺進(jìn)程組，其他進(jìn)程組為后臺進(jìn)程組。無論何時鍵入中斷鍵（常常是delete或ctrl－c）或退出鍵（通常是ctrl－/），就會造成將中斷信號或退出信號送至前途進(jìn)程組的所有進(jìn)程。
守護(hù)進(jìn)程的編程規(guī)則
在不同Unix環(huán)境下，守護(hù)進(jìn)程的具體編程細(xì)節(jié)并不一致。但所幸的是，守護(hù)進(jìn)程的編程原則其實都一樣，區(qū)別僅在于具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)不同，這個原則就是要滿足守護(hù)進(jìn)程的特性。編程規(guī)則如下：
1、在后臺運行
為避免掛起控制終端，要將daemon放入后臺執(zhí)行，其方法是，在進(jìn)程中調(diào)用fork使父進(jìn)程終止，讓daemon在子進(jìn)程中后臺執(zhí)行。具體就是調(diào)用f o r k ，然后使父進(jìn)程e x i t 。這樣做實現(xiàn)了下面幾點：
第一，如果該精靈進(jìn)程是由一條簡單s h e l l 命令起動的，那么使父進(jìn)程終止使得s h e l l 認(rèn)為這條命令已經(jīng)執(zhí)行完成。
第二，子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的進(jìn)程組I D ，但具有一個新的進(jìn)程I D ，這就保證了子進(jìn)程不是一個進(jìn)程組的首進(jìn)程。這對于下面就要做的s e t s i d 調(diào)用是必要的前提條件。
2、脫離控制終端，登錄會話和進(jìn)程組
登錄會話可以包含多個進(jìn)程組，這些進(jìn)程組共享一個控制終端，這個控制終端通常是創(chuàng)建進(jìn)程的登錄終端、控制終端，登錄會話和進(jìn)程組通常是從父進(jìn)程繼承下來的。我們的目的就是要擺脫它們，使之不受它們的影響。
其方法是在第一點的基礎(chǔ)上，調(diào)用setsid（）使進(jìn)程成為會話組長：
需要說明的是，當(dāng)進(jìn)程是會話組長時，setsid（）調(diào)用會失敗，但第一點已經(jīng)保證進(jìn)程不是會話組長。setsid（）調(diào)用成功后，進(jìn)程成為新的會話組長和新的進(jìn)程組長，并與原來的登錄會話和進(jìn)程組脫離，由于會話過程對控制終端的獨占性，進(jìn)程同時與控制終端脫離。
具體是操作就是：
（a ）成為新對話期的首進(jìn)程
（b ）成為一個新進(jìn)程組的首進(jìn)程
（c ）沒有控制終端。
3、禁止進(jìn)程重新打開控制終端
現(xiàn)在，進(jìn)程已經(jīng)成為無終端的會話組長，但它可以重新申請打開一個控制終端。可以通過使進(jìn)程不再成為會話組長來禁止進(jìn)程重新打開控制終端：
4、關(guān)閉打開的文件描述符
進(jìn)程從創(chuàng)建它的父進(jìn)程那里繼承了打開的文件描述符。如不關(guān)閉，將會浪費系統(tǒng)資源，造成進(jìn)程所在地文件系統(tǒng)無法卸下以及無法預(yù)料的錯誤。一般來說，必要的是關(guān)閉0、1、2三個文件描述符，即標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出、標(biāo)準(zhǔn)錯誤。因為我們一般希望守護(hù)進(jìn)程自己有一套信息輸出、輸入的體系，而不是把所有的東西都發(fā)送到終端屏幕上。調(diào)用fclose（）；
5、改變當(dāng)前工作目錄
將當(dāng)前工作目錄更改為根目錄。從父進(jìn)程繼承過來的當(dāng)前工作目錄可能在一個裝配的文件系統(tǒng)中。因為精靈進(jìn)程通常在系統(tǒng)再引導(dǎo)之前是一直存在的，所以如果精靈進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄在一個裝配文件系統(tǒng)中，那么該文件系統(tǒng)就不能被拆卸。
另外，某些精靈進(jìn)程可能會把當(dāng)前工作目錄更改到某個指定位置，在此位置做它們的工作。例如，行式打印機假脫機精靈進(jìn)程常常將其工作目錄更改到它們的s p o o l 目錄上。
可以調(diào)用chdir（“目錄”）；
6、重設(shè)文件創(chuàng)建掩碼
將文件方式創(chuàng)建屏蔽字設(shè)置為0 。由繼承得來的文件方式創(chuàng)建屏蔽字可能會拒絕設(shè)置某些許可權(quán)。例如，若精靈進(jìn)程要創(chuàng)建一個組可讀、寫的文件，而繼承的文件方式創(chuàng)建屏蔽字，屏蔽了這兩種許可權(quán)，則所要求的組可讀、寫就不能起作用。
7、處理SIGCHLD 信號
處理SIGCHLD信號并不是必需的。但對于某些進(jìn)程，特別是服務(wù)器進(jìn)程往往在請求到來時生產(chǎn)子進(jìn)程出來請求。如果父進(jìn)程不等待子進(jìn)程結(jié)束，子進(jìn)程將成為僵尸進(jìn)程，(zombie)而仍占用系統(tǒng)資源。如果父進(jìn)程等待子進(jìn)程結(jié)束，將增加父進(jìn)程的負(fù)擔(dān)，影響服務(wù)器進(jìn)程的并發(fā)性能。在系統(tǒng)V下可以簡單的將SIGCHLD信號的操作設(shè)為SIG-IGN:
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
這樣，內(nèi)核在子進(jìn)程結(jié)束時不會產(chǎn)生僵尸進(jìn)程，這一點與BSD4不同，在BSD4下必須顯示等 待子進(jìn)程結(jié)束才能釋放僵尸進(jìn)程。
守護(hù)進(jìn)程實例
守護(hù)進(jìn)程實例包括兩部分：主程序test.c和初始化程序init.c。主程序每隔一分鐘向/tmp
目錄中的日志test.log 報告運行狀態(tài)。初始化程序中的init_daemon 函數(shù)負(fù)責(zé)生成守護(hù)進(jìn)程
void make_daemon(void)
{
pid_t pid;
FILE * lockfd;
sigset_t sighup;
int i;
extern pid_t getsid(pid_t);
pid = fork();//第一個子進(jìn)程生成
if (pid < 0) {
printinfo("fork error!",INFOERROR);
exit(FAILEXIT);
}else if (pid > 0) {
printinfo("fork 1 ok! ", INFOSCREEN);
exit(OKEXIT);//退出父進(jìn)程，擺脫shell的控制
}
pid = getpid();//獲得子進(jìn)程自身的id
lockfd = fopen(PIDFILE, "w");//以下是將pid寫入文件
if (lockfd != NULL) {
fprintf(lockfd, "%d/n", pid);
fclose(lockfd);
}//寫入pid
if (getsid(0) != pid) {//創(chuàng)建新的會話期
if (setsid() < 0) {
printinfo("backupdaemon setsid error!",INFOERROR);
perror("setsid");
}
}
if(pid=fork()){//再次生成子進(jìn)程，這時候是孫子進(jìn)程
exit(0);//退出上一代進(jìn)程
}else if(pid<0){
exit(1);
}
close(1);//關(guān)閉文件
close(2);
chdir(rundir);//改變運行的目錄
umask(022);//改變文件權(quán)限
}
守護(hù)進(jìn)程的錯誤輸出
守護(hù)進(jìn)程不屬于任何終端，所以當(dāng)需要輸出某些信息時，它無法像一般程序那樣將信息直接輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出中。我們很大時候也不希望每個守護(hù)進(jìn)程將它自己的出錯消息寫到一個單獨的文件中。因為對于系統(tǒng)管理人員而言，要記住哪一個守護(hù)進(jìn)程寫到哪一個記錄文件中，并定期的檢查這些文件，他一定會為此感到頭疼的。所以，我們需要有一個集中的守護(hù)進(jìn)程出錯記錄機制。目前很多系統(tǒng)都引入了syslog記錄進(jìn)程來實現(xiàn)這一目的。
自伯克利開發(fā)了BSD syslog并廣泛應(yīng)用以來，BSD syslog 機制被大多數(shù)守護(hù)進(jìn)程所使用。我們下面介紹BSD syslog 的用法。有三種方法產(chǎn)生記錄消息：
1 內(nèi)核例程可以調(diào)用log函數(shù)。任何一個用戶進(jìn)程通過打開和讀/dev/klog設(shè)備就可以讀取這些消息。因為我們無意編寫內(nèi)核中的例程，所以不再進(jìn)一步說明此函數(shù)。
2 大多數(shù)用戶進(jìn)程（守護(hù)進(jìn)程）調(diào)用syslog函數(shù)以產(chǎn)生記錄消息。我們將在下面說明其調(diào)用序列。這使消息發(fā)送至Unix域數(shù)據(jù)報套接口/dev/log。
3 在此主機上，或通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接到此主機的某一其他主機上的一個用戶進(jìn)程可將記錄消息發(fā)向UDP端口514。
注意：syslog 函數(shù)并不產(chǎn)生這些UDP數(shù)據(jù)報——它們要求產(chǎn)生此記錄消息的進(jìn)程具有顯式的網(wǎng)絡(luò)編程。
通常，syslog守護(hù)進(jìn)程讀取三種格式的記錄消息。此守護(hù)進(jìn)程在啟動時讀一個配置文件。一般來說，其文件名為/etc/syslog.conf，該文件決定了不同種類的消息應(yīng)送向何處。例如，緊急消息可被送向系統(tǒng)管理員（若已登錄），并在控制臺上顯示，而警告消息則可記錄到一個文件中。該機制提供了syslog函數(shù)，其調(diào)用格式如下
#include?
void openlog (char*ident,int option ,int facility);
void syslog(int priority,char*format,……)
void closelog();
調(diào)用openlog是可選擇的。如果不調(diào)用openlog，則在第一次調(diào)用syslog時，自動調(diào)用openlog。調(diào)用closelog也是可選擇的，它只是關(guān)閉被用于與syslog守護(hù)進(jìn)程通信的描述符。調(diào)用openlog 使我們可以指定一個ident，以后， 此ident 將被加至每則記錄消息中。ident 一般是程序的名稱（例如 ，cron ，inetd 等）。option 有4種可能：
LOG_CONS 若日志消息不能通過Unix域數(shù)據(jù)報發(fā)送至syslog，則將該消息寫至控制臺。
LOG_NDELAY1 立即打開Unix域數(shù)據(jù)報套接口至syslog守護(hù)進(jìn)程，而不要等到記錄第一消息。通常，在記錄第一條消息之前，該套接口不打開。
LOG_PERROR 除將日志消息發(fā)送給syslog 外，還將它至標(biāo)準(zhǔn)出錯。此選項僅由4.3BSDReno及以后版本支持。
LOG_PID 每條消息都包含進(jìn)程ID。此選項可供對每個請求都fork一個子進(jìn)程的守護(hù)進(jìn)程使用。
在openlog中設(shè)置facility參數(shù)的目的是讓配置文件可以說明，來自不同設(shè)施的消息以不同的方式進(jìn)行處理。如果不調(diào)用openlog，或者以facility 為0來調(diào)用它，那么在調(diào)用syslog 時，可將facility作為priority參數(shù)的一個部分進(jìn)行說明。調(diào)用syslog產(chǎn)生一個記錄消息。其priority參數(shù)是facility和level的組合，它們可選取的值分別列于下面。level值按優(yōu)先級從高級到最低按序排列
python版本：
1. 調(diào)用fork()以便父進(jìn)程可以退出，這樣就將控制權(quán)歸還給運行你程序的命令行或shell程序。需要這一步以便保證新進(jìn)程不是一個進(jìn)程組頭領(lǐng)進(jìn)程(process group leader)。下一步，‘setsid()’，會因為你是進(jìn)程組頭領(lǐng)進(jìn)程而失敗。
2. 調(diào)用‘setsid()’ 以便成為一個進(jìn)程組和會話組的頭領(lǐng)進(jìn)程。由于一個控制終端與一個會話相關(guān)聯(lián)，而且這個新會話還沒有獲得一個控制終端，我們的進(jìn)程沒有控制終端，這對于守護(hù)程序來說是一件好事。?
3. 再次調(diào)用‘fork()’所以父進(jìn)程(會話組頭領(lǐng)進(jìn)程)可以退出。這意味著我們，一個非會話組頭領(lǐng)進(jìn)程永遠(yuǎn)不能重新獲得控制終端。
4. 調(diào)用‘chdir("/")’確認(rèn)我們的進(jìn)程不保持任何目錄于使用狀態(tài)。不做這個會導(dǎo)致系統(tǒng)管理員不能卸裝(umount)一個文件系統(tǒng)，因為它是我們的當(dāng)前工作目錄。 [類似的，我們可以改變當(dāng)前目錄至對于守護(hù)程序運行重要的文件所在目錄]?
5. 調(diào)用‘umask(0)’以便我們擁有對于我們寫的任何東西的完全控制。我們不知道我們繼承了什么樣的umask。 [這一步是可選的](譯者注：這里指步驟5，因為守護(hù)程序不一定需要寫文件)
6. 調(diào)用‘close()’關(guān)閉文件描述符0,1和2。這樣我們釋放了從父進(jìn)程繼承的標(biāo)準(zhǔn)輸入，標(biāo)準(zhǔn)輸出，和標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出。我們沒辦法知道這些文描述符符可能已經(jīng)被重定向去哪里。注意到許多守護(hù)程序使用‘sysconf()’來確認(rèn)‘_SC_OPEN_MAX’的限制。‘_SC_OPEN_MAX’告訴你每個進(jìn)程能夠打開的最多文件數(shù)。然后使用一個循環(huán)，守護(hù)程序可以關(guān)閉所有可能的文件描述符。你必須決定你需要做這個或不做。如果你認(rèn)為有可能有打開的文件描述符，你需要關(guān)閉它們，因為系統(tǒng)有一個同時打開文件數(shù)的限制。?
7. 為標(biāo)準(zhǔn)輸入，標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出建立新的文件描述符。即使你不打算使用它們，打開著它們不失為一個好主意。準(zhǔn)確操作這些描述符是基于各自愛好；比如說，如果你有一個日志文件，你可能希望把它作為標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出打開，而把‘/dev/null’作為標(biāo)準(zhǔn)輸入打開；作為替代方法，你可以將‘/dev/console’作為標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出和/或標(biāo)準(zhǔn)輸出打開，而‘/dev/null’作為標(biāo)準(zhǔn)輸入，或者任何其它對你的守護(hù)程序有意義的結(jié)合方法。(譯者注：一般使用dup2函數(shù)原子化關(guān)閉和復(fù)制文件描述符。
def createDaemon():?? ?
??????? import os
?? ??? ?
?? ???? # create - fork 1
??????? try:
??????????????? if os.fork() > 0:?
??????????????????????? os._exit(0)
??????? except OSError, error:
??????????????? print 'fork #1 failed: %d (%s)' % (error.errno, error.strerror)
?? ???????? os._exit(1)
?? ??
?? ???? # it separates the son from the father
??????? os.chdir('/')
??????? os.setsid()
??????? os.umask(0)
?? ??
?? ???? # create - fork 2
??????? try:
??????????????? pid = os.fork()
?? ???????? if pid > 0:
?? ???????????? print 'Daemon PID %d' % pid
?? ???????????? os._exit(0)
??????? except OSError, error:
?? ???????? print 'fork #2 failed: %d (%s)' % (error.errno, error.strerror)
?? ???????? os._exit(1)
?? ??
??????? funzioneDemo() # function demo
?? ??? ?
def funzioneDemo():
?? ??
??????? import time
?? ??
??????? fd = open('/tmp/demone.log', 'w')
??????? while True:
??????????????? fd.write(time.ctime()+'\n')
?? ???????? fd.flush()
?? ???????? time.sleep(2)
??????? fd.close()
?? ??? ?
if __name__ == '__main__':
?? ??
??????? createDaemon()
轉(zhuǎn)自http://blog.csdn.net/dysj4099/article/details/18219411
由于需要為OpenStack中的虛擬機設(shè)計監(jiān)控Agent，因此需要一個穩(wěn)妥、可靠并簡單的守護(hù)進(jìn)程實現(xiàn)作為基礎(chǔ)框架，故研究了一下Linux系統(tǒng)中的守護(hù)進(jìn)程。
首先，守護(hù)進(jìn)程是一類在后臺執(zhí)行，生命周期較長的進(jìn)程，它一般隨系統(tǒng)啟動運行，在系統(tǒng)關(guān)閉的時候停止。翻譯了一下《Advanced Programming in The Unix Environment? Section》的第13.3小節(jié)，此小節(jié)是一個關(guān)于守護(hù)進(jìn)程的設(shè)計規(guī)范，羅列了守護(hù)進(jìn)程設(shè)計實現(xiàn)的幾大原則：
?
翻譯《AdvancedProgrammingin The Unix Environment》Section 13.3 Page 583
?
守護(hù)進(jìn)程編碼規(guī)范：
????????本小節(jié)將介紹一些守護(hù)進(jìn)程的基本編碼規(guī)范，這些規(guī)范將阻止守護(hù)進(jìn)程與當(dāng)前環(huán)境產(chǎn)生一些不必要的交互。本節(jié)將通過一個函數(shù)daemonize實現(xiàn)這些規(guī)范。
?
1.???? 首先要做的被稱為?umask，這一步驟會將文件創(chuàng)建掩碼重置為0。這一步的原因是守護(hù)進(jìn)程繼承(inherited)得到的文件掩碼有可能會拒絕某些特定的文件操作權(quán)限。如果守護(hù)進(jìn)程想要創(chuàng)建文件，那有可能它需要設(shè)置特定的文件操作權(quán)限。例如，如果守護(hù)進(jìn)程想要創(chuàng)建允許組讀和寫(group-readand group-write)權(quán)限的文件，但繼承得到的文件創(chuàng)建掩碼屏蔽了這個權(quán)限，則創(chuàng)建操作不會成功。
2.????調(diào)用?fork?并使父進(jìn)程退出(exit)。這一步驟的目的在于。首先，如果守護(hù)進(jìn)程是通過一個簡單的shell命令建立的，那么在父進(jìn)程終止的時候shell會認(rèn)為命令已經(jīng)結(jié)束了繼而結(jié)束守護(hù)進(jìn)程。其次，子進(jìn)程繼承得到父進(jìn)程的groupID同時也獲得了一個新的進(jìn)程號，所以我們必須得保證子進(jìn)程不能擔(dān)任groupleader的角色，這是下一步setsid?操作的前提。
注：此步驟是使得進(jìn)程在后臺運行。
3.????調(diào)用?setsid?創(chuàng)建一個新的會話。有三個步驟將會執(zhí)行：(a)進(jìn)程將成為這個新會話的sessionleader角色，(b)此進(jìn)程將會成為一個新的進(jìn)程組的groupleader，(c)此進(jìn)程將不會有控制終端。
注：此步驟將使得進(jìn)程脫離控制終端、登錄會話以及進(jìn)程組。
·?????在基于SystemV的系統(tǒng)中，有建議再一次調(diào)用fork?并使父進(jìn)程退出。而新產(chǎn)生的進(jìn)程將會成為真正的守護(hù)進(jìn)程。這一步驟將保證守護(hù)進(jìn)程不是一個sessionleader，進(jìn)而阻止它獲取一個控制終端。或者另一種阻止守護(hù)進(jìn)程獲取控制終端的方案是任意時刻打開一個終端設(shè)備的時候確保指定O_NOCTTY。
注：此步驟將禁止進(jìn)程重新打開控制終端。
4.????將當(dāng)前的工作目錄切換到系統(tǒng)根目錄下。因為從父進(jìn)程集成來的當(dāng)前工作目錄可能是一個被掛載的文件系統(tǒng)。因為守護(hù)進(jìn)程通常是直到系統(tǒng)重啟的時候才會退出，如果守護(hù)進(jìn)程的工作目錄在一個掛載的文件系統(tǒng)上，那么這個文件系統(tǒng)就不能被卸載(unmounted)。
·????? 有的守護(hù)進(jìn)程可能會將當(dāng)前的工作目錄切換到一些特定的路徑，在這些路徑下它們將完成它們的工作。例如，lineprinter spoolingdaemons 通常將工作目錄切換為spool目錄。
5.????一些不必要的文件描述符將會被關(guān)閉。這個步驟將阻止守護(hù)進(jìn)程保持從父進(jìn)程集成到的任何已經(jīng)打開的文件描述符(也可能是shell或其他進(jìn)程)。我們可以使用?open_max?函數(shù)或?getrlimit?函數(shù)來查找當(dāng)前優(yōu)先級最高的文件描述符并關(guān)閉此描述符之下的所有其他描述符。
注：保持打開的描述符將會占用系統(tǒng)資源并可能使某些文件不能被卸載。
6.????有一些守護(hù)進(jìn)程將打開文件描述符0, 1, 2 指向?/dev/null?，這樣一來所有試圖從標(biāo)準(zhǔn)輸入、輸出及錯誤讀取守護(hù)進(jìn)程信息的操作都不能成功。因為守護(hù)進(jìn)程當(dāng)前已經(jīng)不與任何終端設(shè)備相關(guān)聯(lián)，沒有地方顯示其輸出或接受用戶的輸入。即使守護(hù)進(jìn)程是從一個交互式session創(chuàng)建的，守護(hù)進(jìn)程也將運行在后臺，任何終端的登錄與終止將不會影響守護(hù)進(jìn)程。如果有其他用戶通過當(dāng)前的終端登錄，我們也不希望守護(hù)進(jìn)程的輸出出現(xiàn)在終端上，并且該用戶的任何輸入也不會被守護(hù)進(jìn)程接收。
?
總結(jié)起來就是：
1) 第一次fork將會創(chuàng)建父-子進(jìn)程，同時使得父進(jìn)程退出保證守護(hù)進(jìn)程能夠運行在后臺。
2) 通過setsid步驟使得進(jìn)程與控制終端、登錄會話以及進(jìn)程組脫離。
3) 第二次fork將確保進(jìn)程重新打開控制終端，并且產(chǎn)生子-孫進(jìn)程，而子進(jìn)程退出后孫進(jìn)程將成為真正的守護(hù)進(jìn)程。
4) 其他還有一些諸如工作目錄設(shè)置、關(guān)閉文件描述符、設(shè)置文件創(chuàng)建掩碼之類的操作。
?
最后看一個python實現(xiàn)的例子，代碼來自：http://www.jejik.com/articles/2007/02/a_simple_unix_linux_daemon_in_python/
[python]? view plain copy
Daemon.daemonize()方法就是執(zhí)行了上述的步驟。如果需要使用此守護(hù)進(jìn)程類，請繼承Daemon類并自行實現(xiàn)run方法。
[python]? view plain copy參考資料：
http://www.jejik.com/articles/2007/02/a_simple_unix_linux_daemon_in_python/
http://www.zhouxiongzhi.net/tech/double-fork-when-creating-daemon/
http://blog.163.com/yungang_z/blog/static/175153133201232462140622/
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Linux守护进程设计规范及python实现的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 深度学习中的 Batch_Size,以及
- 下一篇： linux下ace安装教程,linux下